Обзор достоинств и недостатков вспененного пенополистирола как материала для утепления дома

Вспененный полистирол (или пенопласт) – это один из самых популярных строительных материалов, которые используются для утепления домов, да и не только. На него очень высокий спрос, ведь этот утеплитель имеет замечательные характеристики: как тепло-, так и звукоизоляционные, не поддается климатическим и радиационным влияниям.

Итак, что же такое вспененный полистирол? Это пластины, которые состоят из специальных гранул, они плотно прилегают друг к другу, тем самым не пропуская холод и лишние звуки, и надежно защищая здание. Гранулы вспененного полистирола, размер которых колеблется между 3-10 мм, формируются в пластины с помощью воздействия высоких температур. На 98% они состоят из воздуха, а на 2% — из, собственно, полистирола. Никаких посторонних включений нет!

Преимущества вспененного полистирола

Если вы хотите использовать для утепления именно плиты из вспененного полистирола, то вам необходимо знать о всех его плюсах и минусах.

Достоинства вспененного полистирола:

• Имеет высокий уровень теплоизоляции;
• Стойкий к воздействию влаги;
• Относительно низкая цена материала (если сравнивать с другими утеплителями);
• Пожарная безопасность (имеет в составе антипирен, который препятствует распространению огня);
• Отличается от других материалов своей долговечностью и прочностью;
• Устойчив к самым разнообразным химическим, биологическим влияниям;
• Удобен в обработке (из-за своего небольшого веса).

Получение пенополистирола беспрессовым методом

Пенополистирол, получаемый беспрессовым методом, — стиропор — является продуктом блочно-суспензионной полимеризации стирола, протекающей в две стадии.

1. На первой стадии проводится форполимеризация стиролаблочным способом в аппаратах с перемешиванием до конверсии 25—40%.
2. На второй стадии происходит окончательная полимеризация форполимера суспензионным способом; на этой стадии в полимер вводят 3— 6% легколетучего жидкого углеводорода (изопентана или изопентановой фракции) от массы стирола.

Наиболее целесообразным является блочно-суспензионный способ получения пенополистирола по моноаппаратной схеме, то есть проведение форполимеризации и окончательной полимеризации в одном аппарате большой единичной мощности (объем 100 м 3 и более). В этом случае технологическая схема получения пенополистирола аналогична технологической схеме получения суспензионного полистирола.

Суспензионная полимеризация осуществляется в водной среде (модуль ванны 1 : 1) в присутствии инициаторов радикального типа (пероксида бензоила или динитрила азобисизомасляной кислоты).

Увеличение модуля ванны до 5:3 (как в производстве суспензионного полистирола) недопустимо из-за значительного налипания продукта на стенки реактора и мешалку, что приводит к получению нестандартного по гранулометрическому составу продукта и значительному ухудшению теплообмена в реакторе.

Для получения пенополистирола в реакторах объемом да 20 м 3 рекомендуются шестилопастные, листовые и турбинные мешалки. Для реактора объемом 100 м 3 используется трехлопастная мешалка специальной конструкции с регулируемой частотой вращения от 10 до 60 об/мин и мощностью 100—150 кВт.

Отвод тепла на стадии блочной форполимеризации в реакторе объемом 100 м 3 осуществляется за счет испарения паров стирола либо паров воды, добавляемой к реакционной массе в количестве 2%.

Отвод тепла на стадии суспензионной полимеризации осуществляется через стенку рубашки полимеризатора при модуле ванны 1 : 1.

Управление работой реактора на стадии форполимеризации при теплосъеме через рубашку неэффективно; на стадии суспензионной полимеризации управление может проводиться, как и в случае суспензионной полимеризации стирола общего назначения, с использованием обычных средств автоматизации.

Технологический процесс периодического производства полистирола для вспенивания блочно-суспензионным способом состоит из стадий:

• подготовки сырья (приготовление водного раствора поливинилового спирта, растворение инициатора в стироле);
• форполимеризации стирола в массе;
• суспендирования форполимера в водном растворе стабилизатора;
• окончательной полимеризации,
• центрифугирования,
• сушки гранул,
• рассева и упаковки готового продукта.

Окончательная суспензионная полимеризация стирола проводится в автоклаве с непрерывным перемешиванием при 70 °С и давлении 290—580 кН/м 2 в течение 16—20 ч. Изопентан или изопентановая фракция загружаются в автоклав перед началом окончательной полимеризации. В качестве стабилизатора суспензии применяется 1%-ный водный раствор поливинилового спирта.

Трудности проведения непрерывного процесса связаны с недостаточной устойчивостью суспензии.

Полистирол для вспенивания можно получать также суспензионной полимеризацией стирола в водной среде при введении в конце процесса (по достижении 70—75%-ной концентрации) вспенивающего агента — гексана, пентана.

Технологический процесс изготовления изделий из пенополистирола беспрессовым методом состоит из стадий:

• предварительного вспенивания гранул;
• сушки и выдержки на воздухе предварительно вспененных гранул;
• окончательного вспенивания гранул.

Пенополистирол получается непрерывным способом непосредственно из мономера, при этом процессы полимеризации стирола и вспенивания совмещаются. Использующийся в процессе динитрил азобисизомасляной кислоты (порофор) является одновременно:

• инициатором полимеризации стирола ;
• вспенивающим агентом.

Технологическая схема процесса получения пенополистирола непрерывным способом приведена на рисунке 1.

Рисунок 1

Из смесителей 1 раствор порофора в стироле подается в расходную емкость 2, в которой подогревается до 60—75 °С, а затем под давлением 980 кПа нагнетается насосом 3 в полимеризатор 4. Полимеризатор представляет собой аппарат трубчатого типа, разделенный на секции. Температура по секциям повышается от 80 до 100 °С. В данном случае может быть использована и полимеризационная колонна. Далее реакционная смесь поступает в червячный пресс 5, в котором нагревается до 120—140 °С. В червячном прессе происходит полное разложение порофора и равномерное распределение его в материале. Кроме того, червячный пресс регулирует подачу материала в постепенно расширяющийся мундштук, в котором происходит вспенивание. Мундштуки различной формы дают возможность получать сплошные или полые изделия.

Таким путем получен пенополистирол марки ПС-А мелкопористой замкнуто-ячеистой структуры. При добавлении антипиренов можно получить негорючий пенополистирол ПС-А.

Производство крупногабаритных изделий этим способом затруднено из-за ограниченных размеров червячного пресса.

По этой схеме можно получить и пенополистирол ПСВ (беспрессовый). Для этого на червячный пресс устанавливают головку с отверстиями, оформляющую тонкие нити полистирола,которые охлаждаются и дробятся на гранулы.

Виды вспененного полистирола и их отличия

Существует два основных вида вспененного полистирола: блочный и экструзионный. Нужно заметить, что более современным и усовершенствованным является именно экструзионный вспененный полистирол. Он является не только хорошим утеплителем, но и экологически чистым материалом. Производство вспененного полистирола (экструзионного) происходит следующим образом: под действием давления и высокой температуры все компоненты пропускаются через специализированное оборудования, формируя плиты и блоки. Как уже было сказано выше, в их состав входит только воздух и полистирол, поэтому можно сразу же исключить токсическое действие на организм человека химическими соединениями, которые иногда присутствуют в других утеплителях.

Технологические достоинства

Описываемый материал сочетает в себе прочность и отсутствие хрупкости, кроме того, он обладает незначительным весом, что обеспечивает преимущества при проведении его установки. Пенополистирол достаточно легко поддается обработке, для этого достаточно будет использовать ручную пилу или обычный нож. Рабочей поверхностью таких инструментов без труда можно будет пилить его.

Достаточно часто при проведении строительных работ учитывается вес материала, так как он может оказать дополнительную нагрузку на фундамент постройки. Легкие плиты пенополистирола не обладают этим недостатком. Это не только упрощает проведение работ, но и не предполагает осуществления укрепления и усиления основания, если работы ведутся в области фасада. При строительстве не нужно будет думать о том, чтобы сооружать мощное фундаментное основание. Если использовать плиты в тандеме со слоем штукатурки, то они незначительно увеличат внешний периметр здания, что указывает на то, что не придется производить работы по расширению кровельной системы. Ведь это очень трудоемко и затратно.

Вспененный полистирол в других отраслях

Помимо того, что вспененный полистирол широко используется для утепления и звукоизоляции в строительстве, из этого материала изготавливают и другие вещи. Например, лотки из вспененного полистирола. В последнее десятилетие они стали пользоваться чрезвычайной удобностью, особенно в торговле, для упаковки. В них можно положить все, что угодно! Чаще всего это продукты питания. Но пластины из вспененного полистирола используются и для защиты крупной бытовой техники от царапин – как ни крути, это самая надежная упаковка. Помимо того, она не выделяет токсины и имеет вполне доступную цену. Именно поэтому так часто используются лотки из вспененного полистирола.

Из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что вспененный полистирол – это уникальный материал, который используют для самых разнообразных целей. Его положительные качества и отзывы с каждым годом привлекают все больше и больше покупателей.

Необходимость защиты от солнца

Нельзя использовать пенополистирол в том случае, если его поверхность может подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Чем это обусловлено? Материал под воздействием ультрафиолета и рентгеновского излучения, а также значительной температуры может разрушаться. Если вы используете пенополистирол в качестве внешнего утеплительного слоя для стен, то его обязательно нужно будет защитить штукатуркой, которая наносится на специальную армирующую сетку. Это, конечно, увеличивает стоимость проведения работ. Поверх утеплительного материала можно будет нанести обычную краску. Такая технология не позволит получить интересного решения для фасада, но зато будет являться выгодным и эффективным подходом к проведению утепления и ремонтных работ.

Этот материал не может быть использован и при обустройстве системы утепления колодезного типа. Допустимо крепить любой вид утеплителя после слоя пароизоляции. Это указывает на то, что для начала нужно будет зафиксировать пароизоляцию и только после переходить к креплению слоя утеплителя.

Советы по монтажу

Гарантией эффективности теплоизоляции является соблюдение всех этапов и правил монтажных работ.

• Перед установкой пеноплекса нужно провести подготовку поверхности, на которую будет укладываться материал. Неоднородную плоскость с трещинами и вмятинами нужно заделать штукатурной смесью. Если присутствуют мусор, неприкрепленные элементы и остатки старой отделки, то мешающиеся части удаляют.
• При обнаружении следов плесени и мха, пораженная зона очищается и обрабатывается антисептической фунгицидной смесью. Для улучшения сцепления с клеевым составом проводят обработку поверхности грунтовкой.

• Пеноплекс представляет собой жесткий негнущийся термопласт, который крепится на ровные поверхности. Поэтому измеряют уровень ровности. Если разница превышает более 2 см, то потребуется выравнивание. Технология установки теплоизоляторов немного отличается в зависимости от конструкции поверхности – для кровли, стен или пола.
• Монтаж теплоизоляции можно проводить в любое время года, но комфортнее, если будет температура выше +5 градусов. Для фиксации плит пользуются специальными клеевыми составами на основе цемента, битума, полиуретана или полимеров. В качестве дополнительных креплений применяют фасадные грибовидные дюбеля с полимерным стержнем.

• Монтаж на стены осуществляют горизонтальным методом размещения плит. Перед установкой пеноплекса нужно разместить стартовую планку, чтобы утеплитель был в одной плоскости и не смещались ряды. На нижнюю планку будет упираться нижний ряд утеплителя. Теплоизолятор крепится на клей в шахматном порядке с совмещением пазов. Клеевой состав может наноситься полосами в 30 см или сплошным слоем. Обязательно промазывают клеем соединительные грани панелей.
• Далее проводят сверление отверстий на глубину 8 см. На один лист пеноплекса достаточно 4-5 дюбелей. Устанавливают дюбели со стержнями, шляпки должны быть в одной плоскости с утеплителем. Последним шагом будет декоративная отделка фасада.

• При утеплении пола на железобетонную плиту перекрытия или подготовленный грунт укладывается пеноплекс и крепится клеем. Настилается гидроизоляционная пленка, на которую делают цементную стяжку тонким слоем. После полной просушки можно монтировать финишное половое покрытие.
• Для теплоизоляции кровли пеноплекс может укладываться на чердачные перекрытия поверх или под стропилами. При возведении новой крыши или ремонте кровельного покрытия теплоизолятор устанавливается поверх стропильной системы. Стыки проклеиваются клеем. На утеплитель крепят продольные и поперечные рейки толщиной 2-3 см с шагом 0.5 м, образуя каркас, на который крепится кровельная черепица.

• Дополнительное утепление кровли проводят внутри чердачного или мансардного помещения. На стропила монтируют каркас обрешетки, на котором размещают пеноплекс, фиксируя дюбелями. Поверх устанавливается контробрешетка с зазором до 4 см. Накладывается слой паробарьера с дальнейшей обшивкой отделочными панелями.
• При утеплении фундаментов можно воспользоваться технологией несъемной опалубки из панелей пеноплекса. Для этого собирают каркас опалубки при помощи универсальной стяжки и арматуры. После залива фундамента бетоном утеплитель остается в грунте.

Обзор сравнения пеноплекса ч другими материалами смотрите в следующем видео.