Теплоизоляционные свойства пенополистирола (ПСБ-С) в сравнении с материалами

По действующим российским строительным нормам толщина стен, одинаково препятствующих теплопотерям в здании, должна быть примерно:

Железобетон	4 м 20 см
Кирпич	2 м 10 см
Керамзитобетон	90 см
Дерево	45 см
Минеральная вата	18 см
Пенополистирол	12 см

Низкая динамическая жесткость материала обеспечивает высокую звукоизоляцию от ударного шума.

Пенополистирол является нейтральным материалом, не выделяющим никаких вредных для человека и его окружения веществ и не имеет ограниченного срока годности. Он экологичен в процессе работы с ним, а также весь период дальнейшей эксплуатации. Пенополистирол долговечен, не дает трещин, не является питательной средой для микроорганизмов, грызунов и другой живности, не загнивает, не плесневеет и не разлагается. Воздухопроницаемость позволяет зданию дышать.

Пенополистирол относится к той группе пластмасс, которые при горении выделяют точно такие же газы, как и при сжигании древесины или пробки. Современные пенопласты производят в огнестойком (самозатухающем) исполнении.

Влага не влияет на теплоизолирующие свойства этого материала и не вызывает образование в нем бактерий и плесени, что позволяет широко использовать пенополистирол даже в пищевой промышленности.

Пенополистирол устойчив к воздействию химических и биологических сред. Он отлично переносит присутствие асфальтовых эмульсий, рубероида с асфальтовым покрытием, искусственных удобрений, каустической соды, аммония, жидких удобрений, вспененных красок, мыла и смягчающих растворов, цемента, гипса, извести, растворов соли (в том числе морской воды) и всякого рода грунтовых вод

Температура окружающей среды не оказывает отрицательного влияния на физические и химические свойства пенополистирола. Однако при длительном ультрафиолетовом воздействии возрастает хрупкость и подверженность эрозии от ветра, дождя и других факторов. Поэтому при хранении необходимо укрывать плиты от воздействия прямых солнечных лучей.

Используя пенополистирол как строительный материал, необходимо не допускать его контакта со следующими химическими соединениями: органическими растворителями (ацетон, уксусно-этиловый эфир, растворитель красок, скипидар); насыщенными углеводородами (спирт) и нефтепродуктами (бензин, керосин, смолы и др), так как ячеистая структура пенополистирола при контакте с вышеназванными соединениями может повредиться либо полностью раствориться.

Применение пенополистирола (ПСБ-С) по маркам:

· ПСБ-С-15- применение в качестве утеплителя для бытовок, контейнеров, вагонов, а так же для утепления и звукоизоляции конструкций, не подвергающихся механическим нагрузкам.

· ПСБ-С-25- применяется для утепления стен, полов, фасадов, лоджий, домов, квартир, крыш, полов, вообще, во всех местах, где нужно утеплять (самая популярная марка ПСБ-С).

· ПСБ-С-35- применяется для изготовления многослойных панелей, в т.ч. железобетонных, устройства обогреваемых дорожек, подъездных площадок, стоянок автомобилей, тепло-гидроизоляции подземных коммуникаций, теплоизоляции труб, утеплении фундаментов, для предотвращения, промерзания и вспучивания грунтов, для отвода стоков, укрепления откосов, при строительстве бассейнов, разбивке газонов, спортивных площадок.

· ПСБ-С-50- применяется при устройстве полов холодильников на межэтажных перекрытиях многоэтажных домов, на обогреваемых грунтах и над вентилируемыми подпольями, в автомастерских, гаражах, на стоянках тяжелого автотранспорта, строительстве и реконструкции дорог в заболоченной местности в условиях слабых и подвижных грунтов.

На сегодняшний день минеральная вата является очень востребованным материалом. Основным свойством, отличающим её от других теплоизоляционных материалов, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью, устойчивостью к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и лёгкостью выполнения монтажа. Также вата минеральная является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов.

На строительном рынке в последние годы резко возросла потребность в эффективных теплоизоляционных материалах. Это объясняется и суровостью российского климата, и повышением требований к теплозащите строительных конструкций, и желанием людей жить в комфортных условиях. Компания Rockwool является производителем минеральной ваты – материала, который улучшил качество жизни миллионов людей и помог облегчить решение проблем окружающей среды. Теплоизоляция Rockwool приносит в дом комфорт, преграждая доступ холоду. Утеплитель Rockwool подходит не только для теплоизоляции труб, но и для пароизоляции и гидроизоляции инженерных коммуникаций.

Преимущества продукции ROCKWOOL:

Низкий коэффициент теплопроводности

Применение материалов ROCKWOOL позволяет создать комфортные условия внутри помещения – хорошо сохранять тепло зимой и прохладу летом. Теплоизоляционные материалы нужно сравнивать по расчетным коэффициентам, т. к. теплопроводность в сухом состоянии у разных материалов может быть одинакова. Расчетные коэффициенты теплоизоляции ROCKWOOL - одни из лучших в своем классе (0.042 - 0.046 Вт/м К). Т.е. изделия из минеральной ваты ROCKWOOL обладают высокими теплоизоляционными свойствами. При повышенных температурах технические характеристики изделий из минеральной ваты остаются очень высокими. Благодаря этому изделия из минеральной ваты производства компании ROCKWOOL могут препятствовать не только распространению огня и высоких температур, но и защищать конструкции из горючих материалов, а также позволяют сохранить тепло в холодное время, не давая конструкциям промерзнуть.

Гидрофобность и паропроницаемость

Превосходными водоотталкивающими свойствами обладает минераловатная теплоизоляция ROCKWOOL, что вместе с отличной паропроницаемостью позволяет легко и эффективно выводить пары из помещений и конструкций на улицу. Эти свойства позволяют создать благоприятный внутренний климат помещений, а так же всей конструкции в целом и теплоизоляции в частности работать в сухом состоянии. Ведь, как известно, влага хорошо проводит тепло. Попадая в теплоизоляционный материал, она заполняет воздушные поры. При этом теплозащитные свойства влажного материала заметно ухудшаются. А влага, попавшая на поверхность материала ROCKWOOL, не проникает в его толщу, благодаря чему он остается сухим, сохраняет свои высокие теплозащитные свойства.

Негорючесть

Минеральные волокна материала способны выдерживать, не плавясь, температуру свыше 1000°С. В то время, как связующий компонент испаряется при температуре 250°С, волокна остаются неповрежденными, связанными между собой, сохраняя свою прочность и создавая защиту от огня. Изделия ROCKWOOL относятся к группе негорючих (НГ по ГОСТ 30244) строительных материалов. Это их свойство позволяет на какое-то время задерживать процесс разрушения несущих конструкций зданий. Обладая абсолютной пожарной безопасностью изоляционные материалы ROCKWOOL применяются в конструкциях зданий любых типов: и в одноэтажных коттеджах, и в высотках.

Устойчивость к деформациям

Это, прежде всего отсутствие усадки на протяжении всего срока эксплуатации материала. Сопротивляемость механическим воздействиям – это так же очень важная характеристика теплоизоляции. Если материал не способен сохранять необходимую толщину при механических воздействиях, его изоляционные свойства теряются. Часть волокон нашего материала расположена вертикально, в результате чего общая структура не имеет определенного направления, что обеспечивает высокую жесткость теплоизоляционного материала.

Звукоизоляция

Благодаря своему строению – открытой пористой структуре – минеральная вата обладает отличными акустическими свойствами: значительно уменьшает риск возникновения вертикальных звуковых волн между поверхностями стены, улучшает воздушную звукоизоляцию помещения, звукопоглощающие свойства конструкции, сокращает время реверберации, и, тем самым, снижает звуковой уровень в соседних помещениях.

Экологичность

Теплоизоляция – один из немногих промышленных продуктов, позитивно влияющих на окружающую среду. Она значительно снижает потребление энергии, необходимой для промышленного процесса и содержания здания в теплом или холодном состоянии. За время эксплуатации теплоизоляция ROCKWOOL экономит энергии в 100 раз больше, чем затрачено на ее производство, переработку и транспортировку

Виды тепловой обработки.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий является одним из наиболее длительных и ответственных процессов в технологии их производства. Сущность ее состоит в том, что при повышении температуры до 80 100°С скорость реакции гидратации вяжущих веществ увеличивается.

Тепловая обработка сборных бетонных и железобетонных конструкций и изделий производится с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход тепловой энергии и ускоренное достижение заданной прочности бетона.

На заводах ЖБИ нашли широкое распространение следующие виды тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий: пропаривание в камерах периодического или непрерывного действия при нормальном атмосферном давлении и температуре 60-100 °С; запаривание в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара 175-190°С и давлении 0,9-1,3 МПа; нагрев в закрытых формах с контактной передачей тепла бетону от различных теплоносителей через ограждающие поверхности форм; электропрогрев бетона; прогрев в электромагнитном поле, а также с использованием солнечной энергии. При применении в качестве источника теплоты электроэнергии нагрев изделия осуществляют при непосредственном прохождении электрического тока через бетон или при помощи различных нагревателей и излучателей.

Тепловая обработка тяжелого бетона может осуществляться в тепловых установках периодического и непрерывного действия (пропарочные камеры периодического и непрерывного действия, кассетные установки, термоколпаки, пузырьковые камеры).

В качестве теплоносителя в этих камерах могут применяться насыщенный водяной пар, паровоздушная смесь, аэрированная горячая вода.

Во избежание значительных влагопотерь при тепловой обработки изделий с открытыми поверхностями обязательным является обеспечение влажности среды не менее 90 - 96 % или защита открытых поверхностей изделий влагонепроницаемыми материалами или пленкообразующими составами.

Период предварительного выдерживания изделий не предусматривается. Он должен приниматься равным 1 - 2 час.

Скорость нагрева бетона на поверхности изделий не должна превышать 20 °С/ч. Исходя из этого условия следует назначать скорость подъема температуры среды в камере.

Рекомендуемая температура бетона к концу периода нагрева не должна превышать 60 - 65°С.

При нагреве изделий до 80 °С рекомендуется применять ступенчатые режимы с повышением температуры в камере первые 1 - 1,5 ч до 40 - 50 °С, выдерживанием изделий при этой температуре без подачи пара в течение 1 - 1.5 ч и интенсивным подъемом температуры в течение 1 ч до 80 °С.

При применении предварительно разогретых до температуры 60 °С бетонных смесей с осадкой конуса 5 - 9 см суммарное время подъема температуры и изотермической выдержки по сравнению с расчетными данными сокращается для изделий толщиной:

-300-400мм на 4 ч.

-160-300мм на 3 ч.

-до160мм на 2 ч.

Нарастание прочности бетона при тепловой обработке зависит от температуры изотермического прогрева, вида применяемого цемента, его минералогического состава и удельной поверхности, значения В/Ц в бетоне и жесткости смеси.

На скорость твердения бетона значительное влияние оказывают условия пропаривания свежеотформованного изделия. При пропаривании в закрытых формах прочность бетона повышается за счет уменьшения деформаций, нарушающих структуру твердеющего цементного камня, что позволяет сократить продолжительность изотермического прогрева, время предварительного выдерживания и подъема температуры, особенно при высоких ее значениях. Продолжительность пропаривания изделия в форме, укрытой резиновым листом или полиэтиленовой пленкой, может быть сокращена до 15 %, а в форме, укрытой металлическим листом, до 20 % по сравнению с продолжительностью пропаривания в открытой форме.

В заводских условиях тепловая обработка осуществляется тремя способами: в воздушной среде при температуре до 60— 80°С; в среде насыщенного пара при нормальном давлении и температуре 95—100 °С; в среде насыщенного пара при давлении от 8 до 12 атм и температуре от 174 до 225 °С. Способ тепловлажной обработки выбирают в зависимости от метода изготовления, вида бетона, консистенции смеси и типа изделия.

В кассетных установках изделия обрабатывают; с помощью пара, подаваемого в паровые отсеки. В кассетах имеется паровой отсек, который обогревает изделие с двух сторон или пакет из двух изделий. Равномерность тепловой обработки в кассетах позволяет достичь распалубочной прочности через 3—4 ч и тем самым увеличить оборачиваемость до 6 раз в сутки. В связи с незначительной площадью открытой поверхности бетона в кассетах допускается высокая скорость повышения температуры (в тепловом отсеке до 60—70°С в 1 ч).

В процессе тепловой обработки в бетоне происходят сложные физические процессы, вызывающие появление деформаций способствующих образованию трещин.

При изотермическом прогреве затвердевший бетон увеличивается в объеме и вследствие разницы коэффициентов линейного температурного расширения его компонентов образуются микродефекты.

При подъеме температуры и в начале изотермического прогрева температура и давление пара в изделии более низкие, чем окружающей среды и наружные более нагретые его слои увеличиваются в объеме в большей степени, чем внутренние. Кроме того, разница температуры в различных слоях бетона создает в них разность парциальных давлений. Это вызывает перемещение влаги из наружных слоев во внутренние и расширение находящейся в порах паровоздушной смеси, создающей внутри бетона избыточное давление. В этот период, особенно при быстром подъеме температуры, в бетоне возникают значительные напряжения и образуются трещины и нарушается контакт между цементным камнем и заполнителем.

Таким образом, в бетоне в период тепловлажностной обработки наблюдаются остаточные объемные деформации, возникающие в начальной стадии твердения при нагревании изделий из еще недостаточно прочного бетона, образование направленной капиллярной пористости, в связи с перемещением влаги и паровоздушной смеси, пониженной плотности цементного камня в бетоне, вызванной недостаточной степенью гидратации и образованием более крупных кристаллогидратов, приводящих к появлению многочисленных дефектов, вызывающих снижение эксплуатационных характеристик изделий и конструкций.

Итак, в процессе тепловой обработки наряду с рядом положительных факторов, ускоряющих твердение, имеют место факторы отрицательно влияющие на формирование структуры бетона в изделии. Задача технологов сводится к тому, чтобы усилить влияние положительных факторов и ослабить или исключить влияние отрицательных. Это осуществляется путем оптимизации режимов тепловой обработки.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий проводится до достижения распалубочной, отпускной, а для предварительно напряженных изделий передаточной прочности. Под распалубочной прочностью подразумевается необходимая прочность бетона, по достижению которой возможны выемка изделия из формы без повреждений и безопасное транспортирование к месту хранения. Отпускная прочность бетона согласно ГОСТ 13015.0 должна быть не менее: для изделий из тяжелых бетонов всех классов и легких бетонов класса В7.5 и выше 70%; для легких бетонов класса ниже В7.5 80%; для бетонов автоклавной обработки 100% проектной прочности. В холодное время года отпускная прочность бетона назначается равной его проектной прочности.

Необходимо также сказать несколько слов о твердении бетона в естественных условиях. Нарастание прочности бетона при твердении в естественных условиях подчиняется логарифмическому закону:

быстротвердеющие цементы обеспечивают более интенсивную скорость нарастания прочности бетона в первые сроки твердения, зато в дальнейшем, после 28-суточного возраста, дают малый прирост прочности. Алитово-алюминатные портландцементы обладают высокой скоростью твердения в начальные сроки. Шлакопортландцемент, пуццолановые, а также белитовые портландцементы отличаются замедленной скоростью твердения в ранние сроки и более интенсивным нарастанием прочности при длительном твердении (90, 180 дней).

Увеличение удельной поверхности цемента повышает прочность бетона, особенно в короткие сроки, и, следовательно, увеличивает скорость твердения бетона.

Прочность бетона нарастает также с уменьшением В/Ц и увеличением жесткости бетонной смеси. Нарастание прочности бетона после 28 суток с увеличением удельной поверхности цемента, снижением В/Ц и повышением жесткости бетонной смеси заметно уменьшается.