Пеноизол

Перспективным материалом считается пеноизол (пенопласт карбамидный теплоизоляцион­ный). Этот материал характеризует низкая теплопровод­ность, низкая плотность, простота обработки, пожаробезопасность, дол­говечность, стойкость к действию микроорганизмов и большинству органических растворителей, а также спо­собность предотвращать распространение насекомых и грызунов.

Пеноизол отличается от традиционных пенопластов: он более мягкий и эластичный, поэтому требует осторожного обраще­ния, так как при точечном воздействии легко протыкается, но с другой стороны, благодаря своей мягкости он хо­рошо поглощает звуковые колебания. Пеноизол противостоит открытому пламени, в огне не плавится и не течет, а лишь обугливается и мгновенно гаснет при удалении источника огня.

Являясь одним из самых дешевых утеплителей, пеноизол успешно используетмся во многих странах мира для теплоизоляции ограждающих конструкций. Он может быть получен непосредственно на строительной площадке и подаваться в полые конструкции, где достаточно быстро отверждается, заполняя все пространство, независимо от его конфигурации. Стоит также отметить, что недостатком пеноизола является его высокая гигроскопичность (до 10-20% от массы).

По внешнему виду, по своим характеристикам, пеноизол является недорогим аналогом пенополистирола. В то же время благодаря широчайшему спектру уникальных свойств, область его применения может быть значительно шире, чем у других теплоизоляционных материалов. Пеноизол – самый дешевый теплоизоляционный материал по главному для потребителя параметру «цена-качество». По этому параметру, с учетом коэффициентов теплопроводности, он дешевле в 1,5 раза минеральной ваты, в 1,3 раза стеклянного штапельного волокна (URSA), как минимум в 1,5 раза пенополистирола, в 6,5 раз экструдированного пенополистирола, и в 4,4-5 раз теплоизоляционных плит из базальтового волокна.

Карбамидный пенопласт широко распространен и используется по всему миру. В разных странах он известен под различными торговыми марками, например, в Англии это «флотофаум», в Японии – «ипорка», в Германии – «аминотерм», в Чехии – «мофотерм», в Польше «изопиана» и «пластсоил», в Швейцарии – «изошаум», в Дании и Канаде – «инсульспрей», во Франции – «изолеж», в США «акролитфоам» и «динафоам».

Несмотря на многообразие за рубежом качественных теплоизоляционных материалов, пеноизол и там востребован во многом благодаря своей высокой технологичности: способности заполнять пустотелые конструкции непосредственно на местах. Именно заливка суфлеобразного пенопласта в полости (в различных своих проявлениях) практикуется в развитых странах. Если при утеплении плитами или матами за рубежом чаще предпочитают приятные на ощупь газонаполненные экструдированные пластмассы или минераловатные утеплители, то в случаях, когда требуется заполнить теплоизоляционным материалом полость, конкуренцию пеноизолу не могут составить ни различные виды пенополистирола, ни волокнистые изоляторы.

Кроме этого, в мире известны и нестандартные способы применения пеноизола. В Чехии, например, используются трехслойные железобетонные панели, со слоем мофотерма толщиной 50 мм. В США известен опыт изготовления пустотелых бетонных блоков, где полости заполняются акролитфоамом и динафоамом.

Пеноизол негорючий материал и это свойство оригинальным образом используют в Польше и Венгрии, где известен опыт заливки карбамидным пенопластом слоем в несколько метров мусорных свалок. Пеноизольное «покрывало» предотвращает самовозгорание бытовых отходов.

В Нидерландах, Франции, Польше пористый пенопласт используется для теплоизоляции зданий с полыми стенами из кирпича. Подобное использование пеноизола широко практикуется и в странах Прибалтики. В России в 70-90-х годах при возведении индивидуальных домов из кирпича традиционно оставляли воздушный зазор от 40 мм до 100 мм в наружной кирпичной стене, считая, что воздух как прекрасный теплоизолятор обеспечит значительное повышение термического сопротивдления ограждающих конструкций. К сожалению, воздушная прослойка в стене может повысить теплозащиту здания только на 5-10%. Для повышения энергоэффективности таких стен в настоящее время практикуется заполнение воздушных зазоров в стенах различными теплоизоляционными материалами, наиболее пригодным из которых для реализации данной технологии является пеноизол. Для заполнения пустот в наружной кирпичной стене, в швах кладки, так, чтобы не повредить сами кирпичи, в шахматном порядке на расстоянии в пределах метра высверливаются отверстия. Затем пеноизольная масса подается через нижние отверстия и под давлением поднимается вверх. Заполнив весь объем внизу, суфлеобразный пенопласт появляется в отверстиях второго ряда. После этого начинается заливка уже со следующего яруса. Как правило, после завершения работы, заказчику предлагают выбрать несколько мест в стене, где аккуратно выбиваются кирпичи, дабы убедиться, что пеноизол заполнил все пространство, не оставив пустот. При использовании пеноизола для утепления зданий (слоем толщиной 10 см) затраты на отопление снижаются в 1,5-3 раза, а стоимость всех работ по утеплению окупается менее чем за один-два отопительных сезона. Если заполнить карбамидным пенопластом внутренние проемы стен или утеплить им дом снаружи, то даже в сильные морозы понадобится лишь кратковременно отапливать помещения, а затем при выключенном источнике тепла температура не будет понижаться в течение 8-10 часов.

Основные характеристики пеноизола:

• объемная плотность, кг/м³ - 8 … 25;

• коэффициент теплопроводности, Вт/(м°С) - 0,031 … 0,041;

• прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа –

0,003- 0,025;

• водопоглощение за 24 часа по объему, % - не более 18 … 14;

• Сорбционное увлажнение по массе, % - не более 18;

• Рабочий диапазон температур, °С - от - 60 до + 90.

Пеноизол – единственный из применяемых полимерных теплоизоляционных материалов не способен к самостоятельному горению и относится к группе горючести Г2, в то время как, например, пенополистирол – к группе Г4. Даже если при пожаре вокруг пеноизола плавится металл, карбамидный пенопласт не загорится – он будет медленно испаряться, причем его испарения практически нетоксичны.

Открытоячеистая структура материала обеспечивает ко всему прочему высокие звукоизоляционные свойства. Кроме этого пеноизол не допускает распространения насекомых, паразитов и грызунов.

Пеноизол не накапливает в себе влагу, а легко ее отдает в атмосферу, однако только в теплое время года. Поэтому нежелательно, чтобы пеноизол забирал большое количество влаги осенью перед морозами, тогда он не успеет эту влагу отдать и его свойства как утеплителя могут ухудшиться и более того, влага в материале при переходе в твердое состояние (лед) может нарушить механическую структуру пенопласта. Поэтому все же пеноизол должен находиться в среднем слое конструкции и если произошло разрушение внешней стены, то ее следует до холодов заделать.

Надежные внутренние и внешние слои стен, между которыми находится пеноизол – гарантия его долговечности. При отсутствии механических воздействий, резких перепадов температур при высокой влажности, при отсутствии повреждений внешних стен пеноизол может находиться в конструкции неограниченно долго. Но даже если в конструкции, заполненной пеноизолом, образовалась трещина во внешней стене, опасность проникновения влаги в помещение исключена. Даже при большом скоплении жидкости на границе раздела внутренней поверхности внешней стены и утеплителя, пеноизол не пропускает ее внутрь, что препятствует повышению влажности в помещении и образованию конденсата на внутренних стенах комнат. При этом он остается паропроницаемым. Стена с пеноизолом – прекрасная защита от сырости, так как этот материал «дышит».

Но главным и бесспорным преимуществом пеноизола является его крайне низкая себестоимость, доступность и простота технологии, возможность самостоятельного изготовления этого материала с минимальными капитальными затратами.

Технологическое образование пористого пенопласта сводится к равномерному внедрению карбамидной смолы в пенную субстанцию (растворенный в воде пенообразователь) и закреплению полученной суфлеобразной массы катализатором отверждения (ортофосфорная кислота). Пеноизол изготавливается без термической обработки.

Компоненты для получения карбамидного пенопласта не являются дефицитными и производятся многими предприятиями химической отрасли России и зарубежья. Технология его производства абсолютно безотходная. Производство материала можно вести даже в отдаленных и труднодоступных районах. За один автотранспортный рейс можно доставить на стройплощадку такое количество сырья, из которого можно приготовить до 2000-5000 м³ пенопласта. При производстве карбамидного пенопласта используются 4 жидких компонента: вода, пенообразователь, катализатор отверждения (ортофосфорная кислота), карбамидная смола. Для изготовления 1 м³ утеплителя требуется 14 - 25 кг карбамидной смолы, 250 - 500 мл (0,1кг) пенообразователя, до 1000 мл (0,3 - 0,5 кг) катализатора отверждения - ортофосфоной кислоты и 30 - 45 л воды.

Технология производства пеноизола подразумевает 2 ва-рианта: либо заливка жидкого суфлеобразного пенопласта в формы (при изготовлении плит), либо в полости (непосредствен-но на стройплощадке).

Рисунок 5.6 - Общий вид установки ПЕНА производительностью по пене до 8 м³/час

Процесс производства листового пеноизоласостоит из нескольких технологических этапов. На первой стадии осуществляется заливка пеноизольной массы в формы. Вторая стадия – это выдержка в течение 3-4 часов в формах, необходимая для окончательной полимеризации смолы и фиксации структуры пены. Объем материала, заполнившего форму, на данном этапе может дать усадку до 3%.

Рисунок 5.7 - Форма для заливки пенопласта с последующей нарезкой его в листы и деревянная оправка для резки пеноизола на листы требуемой толщины

Затем стенки формы снимаются и необходимы еще 3-4 часа, которые сопровождаются активным дренажем влаги и первичной сушкой. На следующей стадии блоки режутся. Это делается для того, чтобы ускорить сушку и увеличить оборачиваемость форм и площади. Пеноизол режется любым острым инструментом, в том числе струной без нагрева. Размеры и толщину блоков легко контролировать. На стеллажах, где имеется подвод воздуха со всех плоскостей пеноизола, происходит окончательная сушка, длительность которой зависит от температуры, влажности, воздухообмена в помещении, а также размеров пеноблоков. Пеноизол легко перерабатывается в крошку с фасовкой в пакеты для теплоизоляционной засыпки. Таким образом, производство пеноизола абсолютно безотходное. Технология заливка пеноизола в полости.Второй вариант производства пеноизола подразумевает заливку суфлеобразной композиции непосредственно в конструкции при строительстве зданий и сооружений. Эффективность его теплоизоляционных качеств выше, чем при использовании готовых плит, так как сокращаются тепловые потери через многочисленные мостики холода (пустоты, раковины, воздушные прослойки, возникающие, например, из-за неплотного прилегания плит друг к другу и к несущему каркасу). По сравнению с производством материала в виде плит, заливка пеноизола на объектах позволяет экономить электроэнергию, топливо, компоненты, транспортные расходы. При этом сопротивление теплопередаче несущей стены увеличивается в среднем на 10-15%. Возможность заливать пеноизол непосредственно на стройплощадке делает его уникальным материалом, так как ни один из других теплоизоляционных материалов не обладает таким технологичным свойством заполнять весь объем полости и обеспечивать при этом надежную тепловую защиту конструкций. Заливка пеноизола во внутренние полости стен удобна при ремонте старых зданий и сооружений, так как не приходится разрушать кирпичную кладку или снимать деревянную обшивку, при этом благодаря низкой плотности материала, дополнительная нагрузка на обветшалые несущие конструкции старых зданий минимальна.