Более двадцати лет в нашей стране выпускается теплоизоляционный материал, под названием «экструдированный пенополистирол», изобретенный в 1941 году в США. Его применяют в жилищном и промышленном строительстве, при сооружении автомобильных и железных дорог, аэродромов, сельскохозяйственных комплексов, в производстве холодильных установок. Заслуженную известность у специалистов он приобрёл благодаря незаурядным эксплуатационным качествам.
Содержание
Что представляет собой экструдированный пенополистирол
Этот материал принадлежит к категории вспененных полимерных теплоизоляторов. Иначе он называется XPS (Extruded Polystyrene Foam). В России технические условия их производства регламентирует ГОСТ 15588-2014.
От других материалов этого типа он отличается, в первую очередь, своеобразной структурой, благодаря которой его физико-механические свойства заметно превосходят других представителей этого «семейства». Структуру, в свою очередь, обеспечивает особая технология производства – экструдирование.
Термин «экструзия» происходит от латинского слова «extrusio», которое переводится как «выталкивание». Сущность этой операции заключается в продавливании полимерной массы через специальное отверстие – экструдер, в результате чего структура получаемого материала заметно отличается от других вспененных полимеров уменьшенным размером ячеек (не более 0,2 мм) и высокой плотностью их расположения.
Общая информация о свойствах и технических характеристиках
По сравнению с традиционными теплоизоляционными материалами вспененные полимеры имеют ряд преимуществ. Например, десяти сантиметровая плита из такого материала по теплопроводности эквивалентна дереву толщиной в 35 см, а также стене, сложенной из сплошного глиняного кирпича в 1,75 м или железобетона толщиной в 4,8 м. В этом ряду экструдированный пенополистирол занимает лидирующие позиции по теплоизоляционным, прочностным и другим свойствам.
Таблица 1. Физико-механические свойства экструдированного пенополистирола
|
Свойство |
Усредненное численное значение |
|
Удельная масса |
» 25 кг/м3 |
|
Прочность (сжатие) |
³ 0,2 МПа |
|
Прочности (изгиб) |
³0,35 МПа |
|
Теплопроводность в сухом виде |
³0,03 Вт/мК, |
|
Водопоглощение за 24 часа, %, по объему |
≤ (0,15 – 0,2) |
|
Паропроницаемость |
»0,011 мг/(м.ч.Па) |
Из чего и как изготавливают материал
Сырьем для вспененного материала служат гранулированный полистирол. Технологический процесс включает несколько операций:
- входной контроль и складирование;
- экструдирование;
- калибровка;
- обрезка;
- охлаждение;
- формирование кромок, канавок;
- итоговый контроль;
- упаковка.
После входного контроля качества сырьё помещается на хранение в цилиндрические металлические емкости – силосы, а затем поступает в экструдер. Это устройство представляет собой вал с насадками, предназначенными для перемешивания и транспортировки смеси.
При повышенной температуре гранулы расплавляются. В это момент в массу под давлением вводятся газы (пентан, углекислый газ и другие), провоцирующие увеличения объема ячеек, а также красящие вещества, смачивающие агенты и дополнительные компоненты. Например, антипирены препятствуют возгоранию материала, а графитовая присадка способствует увеличению срока эксплуатации изделий.
«Лента» вспененного материала формируется на выходе из щелевой головки экструдера. Толщина изделия задается на калибраторе. На этом этапе материал приобретает закрыто пористую структуру: воздух «замыкается» внутри ячеек величиной в 0,1 – 0,2 мм.
Затем производится обрезка заготовки для придания первичных геометрических параметров плиты. Эта технологическая операция завершается охлаждением в течение 10 – 15 минут.
Следующий этап – формирование кромок на фрезерной машине. При монтаже это обеспечит плотную стыковку плит и будет препятствовать образованию «мостиков холода». На некоторые виды плит на данном этапе наносятся также специальные канавки для водоотведения.
При необходимости получения плит большой толщины (до 500 мм) их склеивают в блоки необходимого размера. В дальнейшем это позволит избежать многослойной изоляции.
Перед упаковкой образцы из каждой партии подвергаются проверке на соответствие требованиям стандарта:
- по теплопроводности;
- прочности на сжатие;
- водопоглощению;
- геометрических параметров.
Сформированные блоки попадают на участок упаковки, где из плит формируют паллеты.
Насколько экструдированный пенополистирол безопасен и устойчив к огню
Устойчивость строительных теплоизоляционных материалов к огню – важнейший показатель безопасности. ГОСТ 32310-2012 устанавливает неизменность пожарно-технических характеристик на весь срок эксплуатации панелей и определяет несколько показателей, по которым их оценивают:
- горючесть;
- воспламеняемость;
- дымообразование.
Испытания, проведённые Министерством РФ по дела ГО и ЧС показали, что все известные вспененные полимеры относятся к группе нормально горючих материалов Г3 по ГОСТ 30244-94. Это означает, что после исчезновения источника огня, плита может гореть до 5 минут. В случае пожара они будут повреждены на 85% длины и 50% массы.
На основании ГОСТ 30402-96 экструдированный пенополистирол относится к группам В3 и В2, то есть, материал является умеренно воспламеняемым. Коэффициент образования дыма по (Д3) и степень их токсичности (Т3) оцениваются нормативными документами как высокие. Учитывая это, при монтаже утепляющих конструкций советуют обращаться к специальным Рекомендациям, которые разработаны МЧС России.
Достоинства и недостатки
По сравнению с минеральными теплоизоляторами, вспененные полимерные утеплители имеют ряд преимуществ:
- невысокая удельная масса;
- стойкость к плесени, грызунам и др.;
- минимальное водопоглощение – в 50–60 раз меньше, чем у базальтовой ваты;
- низкая паропроницаемость и теплопроводность (на 25% меньше, чем у минеральной ваты);
- удобство монтажа – крепится с помощью саморезов или пластмассовых изделий;
- безопасность в работе – легкий, не выделяет вредной пыли при распиловке.
Обладая всеми перечисленными достоинствами, от других представителей вспененных полимеров полистирол, полученный методом экструзии, заметно отличается по прочностным показателям и водопоглощению.
Например, квадратный метр экструдированного пенополистирола сохраняет теплоизолирующие свойства при однократном 100% намокании и выдерживает нагрузку в 35 тонн (для сравнения: вспененный пенополистирол способен воспринять нагрузку до 25 т / м2 ).
К недостаткам вспененных теплоизоляционных полимерных материалов относятся:
- необходимость подготовки ровной и гладкой поверхности при монтаже;
- хрупкость, ломкость под воздействием значительных механических воздействий;
- разрушение под прямым воздействие ультрафиолетового излучения;
- снижение теплозащитных свойств при длительном воздействии влаги.
Однако если плиты при грамотном монтаже были защищены от попадания солнечных лучей, конденсата, осадков, а конструкция снабжена вентиляцией, срок эксплуатации материала составит не менее 50 лет.
Сфера применения материала
Традиционно плиты из экструдированного пенополистирола применяют в промышленном, гражданском и дорожном строительстве. Они давно и весьма успешно используются в фасадных теплоизоляционных композициях с наружной штукатуркой, в многослойных панелях, удачно сочетаясь с другими материалами: цементно-стружечными плитами, например, и аналогами.
Теплоизоляция напольных покрытий
При утеплении пола из всего многообразия тепло- и шумоизолирующих вспененных полимерных материалов специалисты, как правило, отдают предпочтение XPS–плитам, что обосновано их прочностью. При работе важно иметь ввиду, что их необходимо класть на любую ровную и твердую поверхность.
Все стыки уложенных плит обязательно проклеивают строительным скотчем, а после этого поверхность армируют с помощью специальной сетки. Непременным условием является наличие по периметру температурного шва шириной в 2 см. Если запланирован монтаж «теплого пола» на этом этапе производится укладка его системы.
Следующий шаг – нанесение армированной стяжки толщиной в 4 – 5 см и устранение мелких трещин и неровностей, а затем – укладка напольного покрытия. Важно иметь ввиду, что для полного высыхания стяжки, требуется не менее 28 дней.
Утепление крыши
Технология утепления крыши с помощью плит из экструдированного пенополистирола зависит от ее формы – скатной или плоской. Как в первом, так и во втором случае, во избежание накопления конденсата, рекомендуется дополнительно использовать гидро- и пароизоляционные материалы. Повышенная влажность со временем неизбежно приведёт к снижению теплоизоляционных плит и гниению древесины.
Существует несколько способов утепления крыши с помощью таких плит:
- настил;
- механическая фиксация;
- наклеивание;
- установка в обрешётку.
На практике, как правило, сочетают сразу несколько методов.
Скатную крышу обычно утепляют, устанавливая листовой материал между стропил. Чаще всего на этапе проектирования расстояние между ними подбирают, исходя из размеров плит. Чтобы обеспечить более надёжное крепление и герметизацию, пользуются дюбелями и герметиками.
При утеплении плоской крыши снаружи плиты настилают, приклеивают или крепят дюбелями, следя за плотной стыковкой.
Перед этим поверхность очищают, укладывают гидроизоляцию и пароизоляционную мембрану. Затем на плиты насыпают керамзит и заливают цементный раствор.
Изнутри такую крышу можно утеплить, не разбирая существующий конструкцию. Для этого, как и в предыдущих случаях, для крепления используют дюбели или клей, а для заполнения пустот – герметик.
После монтажа листов потолок обшивают отделочным материалом.
Утепление стен внутри здания
При строительстве индивидуальных домов XPS-плиты успешно применяют внутри каркасных стен, устанавливая их между внутренней и внешней обшивкой.
Теплоизоляция стен в многоквартирных домах считается самой проблематичной. Чтобы избежать смещения места появления конденсата к внутренней поверхности применяют герметизацию. В этом отношении лучшим материалом специалисты признают XPS-плиты. Монтаж утепления включает несколько этапов:
- Подготовка поверхности: удаление штукатурки, очищение от загрязнений, обработка антисептиками, грунтовка.
- Нанесение и грунтование нового штукатурного слоя
- Установка каркаса под теплоизолирующие плиты, учитывая необходимость наличия зазора между стеной и плитой 3 – 5 мм.
- Герметизация стыков.
- Штукатурка и декоративная отделка.
Утепление фасадов
Для утепления наружных стен, как правило, для этого используют XPS-плиты толщиной не менее 80 мм. Прежде чем начинать укладку теплоизолятора, поверхность тщательно подготавливают – наносят шпаклёвку, выравнивают, зачищают и наносят грунт.
Крепление теплоизолятора производится с помощью дюбелей и клея. Снаружи листы покрывают мастикой и грунтуют. Если в дальнейшем предполагается нанесение штукатурки, то на плиты наносится дополнительный слой мастики, в которую вдавливается специальная сетка.
Финишная операция – декорирование стен. Для этого применяют древесноволокнистые и древесностружечные плиты, сайдинг и прочие аналогичные материалы.
Утепление фундаментов
При правильной эксплуатации качественные XPS-плиты могут служить в грунтах до 50 лет. Приступая к работе, важно учесть некоторые нюансы:
- для утепления вертикальной стенки мелкозаглубленного ленточного основания достаточно использовать экструзионный пенополистирол с прочностью на сжатие 150 – 250 кПа;
- под подошву фундамента необходимо класть XPS-плиту, выдерживающую 250 – 400 кПа;
- при использовании утепленной шведской плиты нужен теплоизолятор с прочностью более 400 кПа. Кроме того, желательно иметь плиты увеличенного размера – это позволит быстро смонтировать фундамент и сократить количество швов.
Перед началом работ по утеплению фундамента следует подготовить поверхность: очистить от налипшей грязи частиц бетона, затереть цементно-песчаной смесью трещины и сколы. Крепление плит в разных случаях производится по-разному.
К вертикальной стенке фундамента, имеющего гидроизоляционный слой, утеплитель крепится посредством специального шипа с зубцами. Применение дюбеля здесь недопустимо, так как будет нарушена гидроизоляция. Дополнительно используются специальная мастика или клей-пена. Его наносят, отступая от края не менее 2 см, а затем выжидают 10 минут. Зазоры, размер которых превышает 2 мм, непременно запенивают.
При утеплении монолитного плитного фундамента или подошвы ленточного основания XPS-плита свободно укладывается на песчаную подушку. В некоторых случаях соседние теплоизолирующие плиты скрепляются, но чаще всего бывает достаточно только запенить швы.
Главные признаки качественного экструдированного пенополистирола
Основные параметры, которые свидетельствуют о качестве продукции регламентирует ГОСТ 15588-2014. Полностью проверить их можно только в лабораторных условиях.
Между тем, некоторые показатели, и, в первую очередь, структуру, можно оценить самостоятельно. Для этого нужно острым ножом разрезать кусок плиты и внимательно рассмотреть срез.
Качественный материал имеет однородную мелкоячеистую структуру.
О несоответствии требованиям стандарта свидетельствует наличие пор и ячеек, которые видны невооруженным глазом. Такая плита на прослужит больше трёх лет.
Проверить прочностные свойства также можно без специального оборудования. Достаточно с усилием надавить пальцем на образец.
Если материал бракованный, то послышится треск, издаваемый разрушающимися ячейками. Качественный материал легко выдержит такую нагрузку без повреждений.
Для оценки уровня водопоглощения следует поместить два образца в воду на сутки. По истечении этого времени необходимо выложить изделия на салфетку и нажать на каждый из них. Вокруг бракованного пенополистирола образуется лужица, а качественный лишь слегка увлажнит ткань.
Рейтинг лучших производителей
Представляем вам рейтинг лучших брендов, выпускающих экструдированный пенополистирол. Мы отобрали лидеров в соотношении цены и качества, зарекомендовавших себя на рынке теплоизоляционных изделий.
Пеноплекс
Экструдированный пенополистирол на предприятии «Пеноплекс», расположенном городе Кириши Ленинградской области выпускают с 1998 года. Плиты этого производителя привлекают внимание ярко-оранжевой окраской. Здесь производятся несколько видов изделий с красноречивыми названиями: «кровля», «стена», «фундамент».
Кроме того, в ассортименте присутствуют плиты «комфорт», которые особенно хорошо подходят для квартир и балконов, а также «45», обладающие самыми высокими показателями, а потому применяющиеся в дорожном строительстве.
Всего «Пеноплекс» выпускает около десяти разновидностей XPS-плит размером 600 мм на 1200 мм, толщиной от 20мм до 15 мм. Прочность при сжатии составляет 0,2–0,5 МПа, водопоглощение не более 0,4%.Использовать утеплитель можно в температурном интервале от – 50°С до +75°С.
Теплекс
XPS-плиты «Теплекс» имеют светло-зелёный оттенок. Отличительной особенностью этого нижегородского производителя, работающего на рынке строительных материалов с 2005 года, является относительно невысокая цена на его продукцию. Она напрямую зависит от толщины плит, которая находится в интервале от 5 мм до 120 мм.
Здесь выпускают плиты с прямой и ступенчатой кромкой. Их длина и ширина составляет:
- с прямой кромкой – 1240мм х 640 мм;
- с обработанной кромкой – 1200мм х 600мм.
Поверхность плит имеет рельеф, который способствует лучшему прилипанию штукатурного слоя. Производитель гарантирует коэффициент теплопроводности материала 0,028-0,030 Вт/мК и водопоглощение не более 0,1%.
Технониколь
Продукция компании-гиганта «Технониколь», имеющей производственные мощности в семи странах, хорошо известна не только отечественному потребителю. Она поставляется еще в 115 государств. Линейка изделий из экструдированного пенополистирола включает более десяти наименований, используемых в индивидуальном и массовом жилищном строительстве, при возведении дорог и промышленных объектов.
Кроме плит здесь производят крепёж, бруски, а также специальные изделия, например, панели «Сэндвич Технониколь Ц-XPS» с покрытием из цементной стяжки.
Продукция этого крупнейшего производителя отличается долговечностью, устойчивостью к влаге, высокой прочностью.
Хорошие механические и эксплуатационные свойства изделий обусловлены высокой культурой производства и контролем качества на всех его этапах.
При покупке плит «Технониколь» их можно отличить по характерному серебристому оттенку, который получается за счёт введения в состав полимерной массы графитовых присадок. Они заметно увеличивают гарантированный срок эксплуатации, составляющий 50 лет.
Ursa XPS
Компания «Ursa XPS», головной офис которой находится в Германии, выпускает свою продукцию на территории РФ с 2007 года. Эта фирма также гарантирует своим изделиям срок эксплуатации не менее 50 лет. Они отличаются весьма низким водопоглощением, точностью геометрических размеров и хорошими прочностными показателями, достигающими 50 т /1 м2(речь идет о нагрузке).
Эти плиты могут применяться при частых перепадах температуры.
Они хорошо переносят замораживание и оттаивание, выдерживая более пятисот циклов. Немецкие производителя уделяют большое внимание экологической безопасности, используя в своей технологии только природный газ.
Термит
XPS-плиты «Термит» производятся в Красноярске. Их толщина варьируется от 20 мм до 120 мм. Различают три вида кромки плит:
- прямая (N);
- L-образная (L);
- Z-образная (специально для утепления грунта при строительстве железных дорог).
Длина изделий составляет: 1200 мм, 2400 мм, 300 мм, ширина: 600 мм и 750 мм. По согласованию с потребителем возможен выпуск изделий по индивидуальным размерам.
Плотность материала находится в пределах 25 – 38 кг/м3 , Теплопроводность в сухом состоянии не превышает 0,031 Вт/мК.
От других производителей Термит отличает наличие армирующей сетки и фиолетовая окраска. Технические требования к экструдированному пенополистирол Термит регламентируются ТУ 2244-001-53631350-2007.
Пеностэкс
Основное преимущество продукции этой сравнительно молодой самарской компании – соотношение «цена – качество». «Пеностэк» выпускает плиты шириной 600 мм и длиной 1250 мм, 2500 мм , 4000 мм, 4500 мм, имеющие толщину от 23 мм до 100 мм с плотностью 45 кг/м³. При использовании плит толщиной более 100 мм обеспечивается теплоизоляция при температуре наружного воздуха до – 40°С.
Пеностек хорошо справляется с динамическими нагрузками, может выдерживать статическое нагружение до 65000 кгс/м², имеет водопоглощение не более 0,1 % и коэффициент теплопроводности 0,029 Вт/м·°С. Продукция этой компании прошла успешную апробацию в дорожном строительстве на участке междугородной автомобильной трассы «Омск – Новосибирск».
Тимплэкс
ОАО «Химический завод им. Л.Я.Карпова», расположенный в Татарстане, производит XPS-плиты толщиной от 20 мм до 80 мм. Длина изделий составляет 1200 мм, ширина – 600 мм. Плиты имеют прямую или ступенчатую кромку. Изделия этого предприятия могут эксплуатироваться при температуре от +75° С до – 50° С.
Производитель гарантирует предел прочности при изгибе 0,4 – 0,8 МПа, при сжатии 0,3 – 0,5 МПа. Эксплуатационные свойства следующие:
- паропроницаемость находится в интервале 0,15 – 0,18 Вт/(м2°С);
- теплопроводность 0,28 – 0,3 Вт/(м°С);
- водопоглощение не более 0,2%.
Продукция этого производителя соответствует международным стандартам.
Другие, менее известные марки-производители
Сегодня семь перечисленных предприятий по производству экструдированного пенополистирола в России занимают основные позиции. Кроме того, известна фирма «Раватерм». По отзывам, её продукция мало отличается от «Пеноплекса».
Неплохо зарекомендовала себя турецкая фирма “Эрйап”, использующая американское сырье и технологию. Греческая компания «Фибран» выпускает экструдированный пенополистирол с 1974 года. Ее изделия отличаются устойчивостью к перепадам температуры и химически активным средам. Помимо этого на рынок поступают материалы из стран с юго-восточной Азии.
Заключение
Сегодня купить плиты российских предприятий можно приблизительно по одной цене. Обычно покупатель делает выбор в зависимости от потребностей: условий эксплуатации изделий (например, суровый северный климат), необходимой толщины и размеров утеплителя.
По отзывам, приобретать плиты из экструзионного пенополистирола можно только у проверенных производителей, имеющих подтвержденные сертификаты качества, а также у их официальных дилеров.