Вся правда о пенополистироле: характеристики, плюсы и минусы, степень горючести и безопасности

Что такое пенополистирол и важные характеристики материала

Под пенополистиролом понимают газонаполненный материал, в основе которого находится полистирол, его производные и сополимеры стирола. Продукт производят путем вспенивания расплавленной полимерной массы, состоящей из гранул стирола, низкокипящей углеводородной жидкостью – пентаном, изопентаном или дихлорметаном. В конце материал формуют для получения плит, в которых и выпускается готовая продукция.

В каких цветах выпускается пенопласт

Основная форма выпуска – листы размерами 1000х1000, 1000х1200, 2000х1000, 2000х1200 мм. Толщина варьируется в пределах 20-100 мм. Пенополистирол имеет ячеистую структуру. Твердое вещество в ней занимает всего 2%, тогда как на пустоты отводится 98%. Они представляют собой миниатюрные полистирольные камеры (ячейки) с воздухом внутри. Именно они обеспечивают водонепроницаемость материала. Среди прочих характеристик пенополистирола стоит отметить:

• Паропроницаемость – составляет 0,05 мг/м·год·Па (практически паронепроницаем). В экструдированный пенополистирол пар не проникает совсем, поскольку материал не разрезают – его выпускают из экструдера уже в виде готовых плит.
• Плотность – 10-50 кг/м3. По ней определяются марки материала – по ГОСТ-15588-86 выделяют пенополистирол 15, 25, 35 и 50.
• Прочность статического изгиба – 0,02-0,2 кг/см2.
• Теплопроводность – λ = 0,028-0,038 Вт/м·К. Чем больше плотность пенопласта, тем выше степень теплоизоляции.
• Суточное водопоглощение по объему – до 2%. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии и вовсе практически не впитывает воду – он вбирает в 10 раз меньше, чем обычный пенополистирол.

Обратите внимание: для теплого пола оптимально использовать фольгированный пенополистирол. Он значительно повышает изоляционные свойства материала.

Свойства пенополистирола обусловлены его структурой

Применение по назначению

Крупные производители ППС и ЭППС, такие как URSA, KNAUF и Технониколь, помимо сертификатов, сопровождают свои материалы подробными инструкциями, как и где их правильно использовать.

Экструдированный пенополистирол URSA XPS

Технониколь XPS carbon

Виды пенополистирола и их обозначение

В обозначении продукта можно встретить разные буквы, по которым легко определить тип пенополистирола. Стандартно его маркируют так – «ПС». К ним в зависимости от марки продукции добавляются другие буквы и цифры. Существуют разные виды пенополистирола:

• Беспрессовый (ПСБ, ПСБ-С – самозатухающий вид). При изготовлении не подвергается давлению. Гранулы полистирола просто высушивают при температуре 80 °C, после чего вспенивают. Так повторяют несколько раз, а затем оставляют продукт остывать. Он получается более сбитым, а за счет уменьшения объема использованного пентана – более дешевым.

Беспрессовый пенополистирол

• Экструдированный (XPS, Extruded Polystyrene). Производится методом экструзии – пропускания через формующее отверстие. Его главное преимущество – абсолютная водонепроницаемость. На рынке известен под такими марками, как «Техноплекс», «Пеноплэкс», «ТехноНИКОЛЬ», URSA XPS. Из-за низкой паропроницаемости и горючести используется для утепления подземных сооружения и фасадов.

Экструдированный пенополистирол

• Прессовый (ПС). За счет прессования удается получить более плотный и прочный материал, хотя по степени теплоизоляции он ничем не отличается от беспрессового. Материал не получил широкого распространения, поскольку его производство сложнее и дороже.

Прессовый пенополистирол

• Автоклавный. Производится американской компанией Dow Chemical Company, выпускается под общим названием Styrofoam.

Советуем изучить подробнее: «Все об экструдированном пенополистироле XPS: состав, характеристики, плюсы и минусы, обзор производителей».

Марки беспрессового пенополистирола – как выбрать нужную

Сегодня наиболее распространен беспрессовый пенополистирол. Выбирая, каким пенопластом выполнить теплоизоляцию, необходимо учесть его виды, которые выделяют по плотности:

• ПСБ-15. Пенопласт с самым невысоким показателем плотности. Используется там, где от утеплителя не требуется особая механическая прочность, например, для теплоизоляции вагонов, мансарды или скатной кровли. Не подходит для внутренней прослойки наружных стен и фасадов капитальных жилых домов.
• ПСБ-25. Считается самой популярной и даже универсальной маркой. Актуальна для изоляции фасадов, лоджий, стен, пола. Дополнительно может применяться как звукоизоляция.
• ПСБ-35. Материал с уже повышенной плотностью, которая позволяет использовать его для изоляции подземных конструкций и фундамента. Еще одна сфера применения – изготовление сэндвич-панелей, а также создание несъемной опалубки из пенополистирола.
• ПСБ-50. Марка с самой высокой плотностью, применяемая там, где есть строгие требования к механической прочности утеплителя. Это сооружение межэтажных перекрытий, строительство дорог в заболоченной местности, устройство полов в гараже или на промышленных объектах, в том числе холодильных помещений.

Разница характеристик перечисленных видов пенополистирольных плит представлена в таблице:

Правила выбора пенопласта для утепления фасада

Для утепления фасада наилучшим образом подходит пенопласт ПСБ-С-25. Причин тому несколько:

• этот материал обладает достаточной плотностью и прочностью для монтажа на любое несущее основание;
• имеет степень теплопроводности, достаточно низкую для того, чтобы препятствовать утечке тепла из внутренних помещений;
• обладает легким весом;
• удобен в транспортировке;
• отличается невысокой стоимостью;
• самозатухающий;
• долговечен.

Пенопласт для утепления фасада

Важнейший показатель качества ППС – плотность. Она зависит от способа производства и особенностей пенопластовых гранул. Во время спекания происходит разбухание гранул пенополистирола, при прессовке они склеиваются друг с другом. Чем сильнее прессовка, тем плотнее прилегают гранулы друг к другу. От этого напрямую зависит степень теплопроводности и паропропускной способности продукта на выходе.

Чем плох пенопласт низкой плотности?

При невысокой плотности ППС его структура относительно рыхлая, так как расстояние между гранулами значительное. Эти промежутки являются причиной хорошей паропропускной способности материала. Но сами гранулы пенополистирола по причине их более высокой плотности, чем у находящегося между ними воздуха, намного хуже пропускают пар.

Это приводит к накоплению внутри утеплителя влаги, которая выводится медленнее, чем это требуется. Вследствие этого нанесенная на пенопласт штукатурка будет тянуть на себя влагу и постепенно разрушаться. То же можно сказать и о других прилегающих к утеплителю, или расположенных рядом с ним, материалов. Поэтому столь важно убедиться в достаточно высокой плотности приобретаемого в магазине пенопласта.

Что продают под маркой ПСБ-25

Высокий спрос на пенопласт обусловил появление на рынке большого количества крупных и мелких производителей и реализаторов ППС. Все они понимают, что этот материал выбирают в качестве утеплителя прежде всего благодаря его невысокой цене. Этот факт, вкупе с высокой конкуренцией, заставляет производителей отвоевывать свой сегмент рынка посредством снижения цены, что не может не сказаться на качестве выпускаемой продукции.

По этой причине ситуация на рынке такова, что под маркой ПСБ-25 продают изделия, качество которых не выдерживает критики. Это относится и к пенопластам других востребованных марок.

Видео — Пенопласт ПСБ-С 25 ТУ и пенопласт ПСБ-С 35 ТУ

Важно знать: уже много лет производство пенопласта не нормируется ГОСТом в той степени, в которой это необходимо. Каждое предприятие изготовитель ППС разрабатывает собственные технические условия (ТУ), регламентирующие технологический процесс. Это предоставляет владельцу предприятия свободу действий, и он имеет полное право не соблюдать принятые ранее нормы.

Схема производства пенопласта

Необходимость в снижении цены на готовый продукт заставляет производителя снижать себестоимость материала. ГОСТ по ПСБ-25 позволяет выпускать под этой маркой продукт плотностью от 15 до 25 кг/м3.

Это привело к тому, что в магазинах строительных материалов под маркой ПСБ-25 предлагают пенопласт, плотность которого значительно ниже 25 кг/м3. Но, как было сказано выше, это не является обманом потребителя. Это разрешено органом стандартизации.

Как узнать плотность пенопласта

Как определить плотность пенопласта

Плотность ППС высчитывается следующим образом: взвешивается 1 м3 этого материала. Полученное значение является показателем плотности. То есть, 1 м3 ПСБ-25 должен весить 25 кг. На практике это встречается крайне редко.

Наиболее распространенная ситуация такова, что под этой маркой продают пенопласт плотностью 16,1-16,5 кг/м3. Проверить плотность образца можно непосредственно в той торговой точке, в которой он приобретается.

Как правило, все магазины строительных материалов или рыночные павильоны оснащены оборудованием для взвешивания товаров. Необходимо взять лист пенопласта требуемой толщины и высчитать его объем. Для этого умножают длину полотна на его ширину и высоту (толщину). После чего нужно узнать вес этого листа и разделить полученное значение на показатель объема.

Пример расчета для листа длиной 2 м, шириной 1 м, толщиной 2,5 см:

• вычисляем объем листа: 2 м х 1 м х 0,025 м = 0,05м3;
• взвешиваем лист;
• делим вес на объем.

Вычисления можно делать на калькуляторе, который имеется в любом мобильном телефоне. Такой подход поможет купить тот утеплитель, который безупречно прослужит в течение многих лет.

Видео — Как определить плотность пенопласта

В чем плюсы пенополистирола

Одним из основных преимуществ пенопласта считается его невысокая стоимость по сравнению с другими видами утеплителей. Среди прочих плюсов можно отметить:

• Биостойкость. Еще в 2004 году американские ученые провели ряд экспериментов, которые доказали, что плесень на пенополистироле жить не может.
• Длительный срок службы. Составляет не менее 30 лет, но только при соблюдении технологии монтажа.
• Легкий вес. Обеспечивает простоту транспортировки и монтажа, сокращает длительность работ по утеплению пенопластом.
• Устойчивость к действию цемента, минеральных удобрений, гипса, битума.

Теплоизоляция трубопроводов

До последнего времени теплоизоляции инженерных коммуникаций не придавалось особого значения, при этом из-за них доля теплопотерь составляет около 30%. Для трубопроводов вентиляционных каналов, холодного водоснабжения, заглубленных кабелей и телефонных линий сегодня все чаще начали применять пенопласт как утеплитель. Данный материал используют также для защиты канализационных и водопроводных труб от замерзания. Несомненным достоинством использования пенопласта для этих целей является возможность придания данному материалу различных форм.

Каковы недостатки пенополистирола

Даже при всех своих преимуществах пенопласт имеет несколько недостатков. Их очень важно учитывать при выборе данного материала в качестве теплоизоляции. К основным минусам относятся:

• Ограниченная механическая плотность. Пенополистирол после монтажа необходимо защитить от внешних воздействий.
• Практически полная паронепроницаемость. Это накладывает некоторые ограничения на применение материала в качестве утеплителя.
• Подверженность воздействию солнечных лучей, атмосферных явлений (снега, дождя, ветра) и различных нитрокрасок, лакокрасочных покрытий, скипидара, олифы, ацетона. Они могут не только повредить, но и полностью растворить пенопласт.
• Вредные выделения. Только что уложенный утеплитель пенополистирол еще будет некоторое время выделять стирол, поскольку на стадии производства нельзя добиться полной полимеризации. Пока она не завершится сама, стирол будет выделяться. Также при нагреве до отметки выше 80 °C происходит выделение вредных паров: бензола, оксида углерода, толуола, стирола.
• Относительная огнестойкость. Пенополистирол относится к классам Г3-Г4, т. е. самым опасным. Он горит в области контакта с огнем. Ситуацию несколько исправляют антипирены, которые добавляют в полимерную массу при производстве. Такой пенополистирол имеет в маркировке букву «С», что означает «самозатухающий».

Пенополистирол или минеральная вата – что выбрать

При выборе между двумя материалами стоит брать в расчет 2 основные характеристики: теплопроводность и паропроницаемость. Они определяют требуемую толщину утеплителя, а также тот факт, будет ли на нем образовываться влага.

Паропроницаемость пенопласта – 0,05 мг/м·год·Па, т. е. материал очень плохо пропускает через себя пар. Это определяет некоторые особенности применения данного утеплителя.

• С тяжелыми плотными материалами (бетоном, кирпичом).

К примеру, лист пенопласта толщиной 10 см будет иметь сопротивление паропроницанию 2 м2·ч·Па/мг, тогда как у стены из бетона толщиной 30 см (стандартная толщина стен панельного дома) этот параметр составит 10 м2·ч·Па/мг, а у кирпичной кладки средней толщины 38 см – 3,5 м2·ч·Па/мг. Таким образом, большая часть влаги будет конденсироваться не в пенопласте, а в бетоне или кирпиче, но благодаря их высокой теплоемкости и плотности роса в них конденсироваться не будет.

Сравнение толщины слоев с одной теплоизоляцией, но из разных материалов

• С легкими пористыми материалами, в частности, с газобетонными блоками.

У газобетона стандартной ширины 30 см и пенопласта толщиной 10 см практически одинаковое сопротивление пару, но при этом газобетон имеет коэффициент паропроницаемости 0,2 мг/м·год·Па, что больше, чем у пенополистирола (0,05 мг/м·год·Па).

Кроме того, газобетонные блоки более легкие, чем бетон или кирпич. Из-за этого именно в газобетоне и будет задерживаться пар, а точнее – его будет задерживать там пенопласт. Все это может привести к серьезным проблемам, особенно при нахождении точки росы внутри стены.

Технология утепления фасада пенопластом

Пенопласт можно укрепить на стене дома двумя способами: клеевым и бесклеевым. Применение первого варианта монтажа оправдано в том случае, если несущая поверхность ровная и не имеет значительных изъянов. Такая ситуация часто встречается на новостройках. Поэтому, если есть возможность, используют технологию приклеивания ППС. Она намного проще и удобнее бесклеевого способа монтажа.

Утепление фасада, схема

Пошаговый монтаж пенопласта

Этапы утепления фасада пенопластом клеевым способом

Шаг 1. Обеспыливание и усиление основания.

Выполняется посредством нанесения грунтовки глубокого проникновения с помощью кисти или валика.

Шаг 2. Разметка и крепление цокольного профиля.

Крепление цокольного профиля

Вариант скрепления углов профиля под 45 градусов с помощью пластины и саморезов

Цокольный профиль крепят в нижней части стен по всему периметру здания. Он выполнит роль опоры для плит пенопласта.

Шаг 3. Приготовление клеевого состава.

Используют сухие клеевые смеси. Специалисты рекомендуют одновременно покупать и армирующие составы этого же производителя. Они (составы) наносятся на укрепленную поверх ППС сетку, необходимую в том случае, если планируется оштукатуривание фасада или другой вид отделки, для монтажа которого требуется цементно-песчаный раствор.

Можно использовать следующие клеевые смеси: Cerisit CT83, Kreisel 210, Master Termol, SOUDATHERM, Bitumast.

Cerisit CT83

Kreisel (Крайзель) 210 Клей для плит из пенополистирола

Клей-пена для пенополистирола и пенопласта «Soudal» Soudatherm

Шаг 4. Нанесение раствора на плиты ППС.

Нанесение клея на пенопласт

Разравнивание клея шпателем

Раствор наносят двумя способами: по периметру полотна и в его середине, на 5 точек (в углах и в середине). Толщина слоя зависит от вида клея. В среднем, составляет 0,5-1 см.

Пример нанесения клея-пены

Шаг 5. Приклеивание плит.

Приклеивание плит

Лист ППС устанавливают на цокольный профиль и прижимают к стене. Держат в этом положении в течение нескольких секунд (ориентируются на инструкцию производителя клеевой смеси). Излишки клея снимают шпателем.

Листы фиксируют дюбель-грибками.

Укладка пенопласта для утепления

Закрепите плиты пенопласта дюбель-грибками

Забиваем гвоздь в дюбель

Швы между плитами заделайте монтажной пеной

Шаг 6. Нанесение клеевого состава и приклеивание армирующей сетки.

Армирующая сетка для штукатурки пенопласта. Фото

Крепим сетку и отрезаем лишнее

Шаг 7. Нанесение армирующего раствора на сетку. Выравнивание раствора.

Нанесение штукатурки

Штукатурка по пенопласту

Оштукатуренная поверхность

Шаг 8. Нанесение финишной грунтовки.

Бесклеевая технология утепления фасада пенопластом предусматривает крепление плит ППС на дюбель-гвозди с широкой шляпкой (зонтиком).

Грибки должны быть примерно в два раза длиннее толщины пенопласта

Техника работ следующая:

• через уложенную на цокольный профиль плиту высверливают отверстия в стене. Выполняют крепеж на 5 точек: в середине и углах листа;
• вбивают дюбель-гвозди.

Перфоратором забуриваем отверстие немного глубже длины грибка, вставляем его и забиваем пластмассовый гвоздь, так что бы весь грибок немного утопился в пенопласт

Монтаж дюбель-зонта для утепления фасада

В остальном все этапы работ по монтажу пенопласта аналогичны. Если обустраивается вентилируемый фасад, армирование плит не требуется. В этом случае поверх утеплителя сооружают каркас из деревянных брусков или металлического профиля.

Цены на клей Ceresit

Клей Ceresit

Видео — Пожаробезопасность пенополистирола

Так в чем же разница между пенополистиролом и минеральной ватой

Описанные свойства пенополистирола накладывают ограничения на его применение в качестве утеплителя. Его нельзя совмещать с деревом и прочими «дышащими» материалами, поскольку он будет вызывать их прение.

Минеральная вата лишена такого недостатка – за счет высокой паропроницаемости (0,3 — 0,6 мг/м·год·Па) ее можно совмещать с любыми материалами. Минвата легко впитывает пар и так же легко с ним расстается. Но, работая с ней, очень важно соблюдать одно условие – утеплитель должен вентилироваться. Это необходимо, чтобы исключить намокание минваты, поскольку в таком случае коэффициент ее теплопроводности (0,045 – 0,055 Вт/м·К) значительно снижается. При качественной вентиляции вата просохнет, и вода из нее выйдет наружу.

Минеральная вата выпускается в форме плит и рулонов

Изучите подробнее один из популярных видов минваты: «Что нужно знать про базальтовый утеплитель: состав, характеристики, плюсы и минусы, виды и обзор популярных производителей».

Какие еще отличия стоит учесть при выборе между минеральной ватой и пенополистиролом:

Как правильно выбрать пенополистирол

Выбирая такой утеплитель, важно правильно рассчитать его толщину. Здесь не действует правило «чем толще, тем лучше». При большой толщине из-за перепадов температуры внутри материал пойдет волнами и трещинами. В Европе даже действует ограничение – для утепления фасада дома не использовать пенополистирол толщиной более 3,5 см.

Но для получения более точной величины необходимо произвести теплотехнический расчет ограждающей конструкции. В этом поможет СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». В целом, при выборе пенополистирола помогут следующие рекомендации:

• Обязательно учитывайте плотность материала (от 25 до 50), поскольку от нее зависит прочность теплоизоляции.
• Проверяйте, по каким стандартам изготовлен продукт. Если это ТУ, а не ГОСТ, то технология может быть другой.
• Если возможно – перед покупкой отломите кусочек материала и посмотрите на его край. По линии разлома должны получиться правильные многогранники.
• Отдавайте предпочтение известным , BASF, Styrochem, Nova Chemicals, Polimeri Europa и пр.

Теплоизоляция крыши

Здесь нужно понимать, куда и какой ширины материал использовать. «Невентилируемая крыша» покрывается пенопластом толщиной 70 мм, далее на его поверхность укладывается битумный водостойкий слой. «Вентилируемая крыша» предполагает установку плит на обратную сторону крыши, вентилируемая полость при этом остается, предотвращая конденсацию.

Помещения чердака могут быть отличными жилыми комнатами. При этом теплоизоляция двухскатной крыши приносит большую пользу при небольших расходах. Для этого нужно вмонтировать в щели между стропилами пенопласт.