Hustota polystyrenu. Jaký je rozdíl a jak to určit

Expandovaná polystyrenová pěna pro domácí izolaci se vybírá na základě stupně hustoty. V článku zvážíme nuance označování hustoty podle starého a nového GOST, zvážíme vlastnosti používání oblíbených značek a dáme doporučení pro výběr.

Jak je to indikováno a co to ovlivňuje?

Hustota (hodnota charakterizující poměr hmotnosti k objemu, měřená v kg/m3) je nejdůležitější charakteristikou, na které závisí výkonové a pevnostní vlastnosti pěnového polystyrenu, hmotnost. Čím více dutin v listu, tím nižší je jeho hustota, čím silnější jsou polymerní obaly buněk, tím hustší a pevnější bude materiál. Nejběžnější typy stavebních pěn v každodenním životě mají hustotu 6 až 50 kg / m3, ale některé specializované typy mají hustotu 100 kg / m3 a ještě vyšší. Je to hustota, která je základem akceptované klasifikace pěn do tříd.

Ale spolu s hustotou závisí pevnost pěnového plastu také na jeho vnitřní struktuře, velikosti buněk a použití různých přísad. Proto desky z pěnového plastu různých typů (nelisované, lisované, extrudované), dokonce i se stejnou hustotou, mohou mít různé mechanické vlastnosti.

Nejlepší výkonnostní vlastnosti mají extrudovaná pěna, která má hustou strukturu s uzavřenými buňkami. Ale stojí to víc.

Proto se v každodenním životě pro soukromou výstavbu nejčastěji používá běžná nelisovaná pěna. Jeho vlastnosti souvisí s hustotou následovně.

• Hmotnost – čím větší hustota, tím těžší plech, to je třeba vzít v úvahu při výběru spojovacích prvků a výpočtu vlivu na stavební konstrukce.
• Tepelná vodivost – čím menší je tato hodnota, tím lepší je materiál jako tepelný izolant. U nelisované pěny je toto číslo 0,029-0,036 W/m. to, což je 4-5 krát lepší než cihla nebo dřevo. To znamená, že 3-5 cm vrstva polystyrenu je účinností srovnatelná s 20 cm vrstvou dřeva nebo cihel. Vzhledem k lehkosti a nízkým nákladům na pěnu to umožňuje vytvářet úspěšnější konstrukční řešení. Navíc v případě netlakového pěnového plastu platí, že čím nižší je jeho hustota, tím větší je účinnost jako ohřívač.
• Pevnost v tlaku, lomová pevnost, odolnost proti mechanickému zatížení – čím vyšší hustota, tím lepší jsou tyto ukazatele.
• Vlastnosti pohlcující zvuk – jsou lepší s materiálem s nižší hustotou.
• Stát – čím vyšší hustota, tím dražší materiál.

Tudíž typy pěn s nízkou hustotou, přestože jsou ideálním tepelným izolantem, mohou být příliš křehké pro aplikace, kde je vyžadována vysoká mechanická pevnost. Proto je potřeba při výběru materiálu najít nějakou optimální rovnováhu všech vlastností.

V označení konvenční nelisovatelné pěny je hodnota hustoty označena číslem, které následuje po několika prvních písmenech (označují typ materiálu). Označení se provádí v souladu s GOST. Ale je tu jedno upozornění: i když nové GOST 15588-14 z roku 2014, ale ne všichni výrobci s modernizací svých výrobních linek spěchají a již nyní často najdete v prodeji listy vyrobené a označené podle předchozí GOST 15588-86 z roku 1986.

O rozdílech v normách potřebujete vědět následující.

• Podle starého GOST je písmenový kód pěnového plastu PSB, tj. nelisovaná suspenzní polystyrenová pěna (pokud je použito dodatečné písmeno, označuje další kvalitu: např. PSB-S znamená „samozhášecí“). Následuje číslo udávající hustotu. To znamená, že krátké označení značky je následující: PSB-15, PSB-40 atd. Je ale důležité, aby údaj neuváděl přesnou hodnotu v kg / m3, ale přípustný rozsah. Například PSB-15 může mít hustotu v rozmezí od 6 do 15 kg/m3, PSB-25 od 15,1 do 25 kg/m3 a PSB-35 od 25,1 do 35 kg/m3.
• Podle nové normy GOST 15588-14 je písmenné označení pěnového plastu PPS (Penopolystyren). Dále je také uveden údaj o hustotě. Nová norma se ale zpřísnila (moderní výrobní technologie umožňují přesnější kontrolu parametrů výrobku při výrobě). V souladu s tím číslo v názvu značky odpovídá parametru minimální povolené hustoty. Takže pro značku PPS12 by hustota měla být alespoň 12 kg / m3, pro PPS25 – alespoň 25 kg / m3 atd.

To znamená, že číslo je název značky, řídí se jím při výběru materiálu pro konkrétní úkol, ale nemělo by se zaměňovat s konkrétní hodnotou hustoty v kg/m3. Pro přesné výpočty musí být hodnota hustoty objasněna v technické dokumentaci.

Podívejme se, jak se liší vlastnosti a účely značek nelisovaného polystyrenu v závislosti na hustotě na příkladu nejoblíbenějších výrobků podle starých značek GOST – PSB-S (s retardéry hoření).

• PSB-S-15 – materiál relativně nízké hustoty – do 15 kg/m3, má dobré zvukově a tepelně izolační vlastnosti (do 0,042 W/mK), ale nízkou pevnost – lze jej snadno poškrábat i nehtem, zlomit rukou (kompresní pevnost – 0,05 MPa, pevnost v ohybu -0,07 MPa). Tento typ pěny se snadno zpracovává a je ideální pro vytváření dekorativních předmětů, trojrozměrných nápisů, nádob a obalů a obložení automobilů. Pro dokončení se používá pro nezatížené konstrukce a roviny, kde bude vrstva materiálu chráněna před vnějšími vlivy a poškozením – stropy, vnitřní úpravy střech, prostor mezi krokvemi. Lze jím zakrýt i svislé plochy včetně stěn, ale pouze v případě, že se nepředpokládá mechanické zatížení a následné omítání.

• PSB-S-25 – pěna s hustotou 15,1 až 25 kg / m3 a tepelnou vodivostí do 0,039 W / mK. Z hlediska pevnostních charakteristik je 2krát lepší než PSB-S-15 (pevnost v tlaku – od 0,1 MPa, pevnost v ohybu – od 0,18 MPa). Optimálně se hodí pro opláštění a obklady stěn, lze jej použít „pod omítku“. Dobrou tepelnou a zvukovou izolaci zajišťuje vrstva již od 50 mm.

Může být také použit pro podlahy a mezipodlahy při mírném zatížení.

• PSB-S-35 – má hustotu 25,1 až 35 kg/m3. Je 1,5krát pevnější než jakost PSB-S-25 (pro tlak – od 0,16 MPa, pro ohyb – do 0,25 MPa) a může být provozován za nepříznivých klimatických faktorů a za podmínek značného tlakového zatížení. Lze jej použít při instalaci nejen podlahy, ale také základů, suterénu, zatížených mezipodlažních stropů.

• PSB-S-50 – nejtrvanlivější ze standardních jakostí (odolává tlaku – od 0,20 MPa, ohybu – od 0,35 MPa), s odolností proti mechanickému namáhání. Materiál lze použít i pro pokládku komunikací. Ve stavebnictví se používá pro velmi kritická místa – zatížené základy, stropy, izolace podlah s velmi vysokým zatížením.

Třídy vyrobené podle nové GOST 2014 jsou rozděleny podle účelu podobným způsobem a s podobnými vlastnostmi je lze považovat za zaměnitelné se „starými“.

Co je důležité: všechny „nové“ značky jsou nutně vybaveny retardéry hoření, navíc standardní řadu doplnily speciální fasádní odrůdy (v označení mají písmeno „F“). Standardní třídy: PPS10, PPS12, PPS13, PPS14, PPS15, PPS15F, PPS16F, PPS17, PPS20, PPS 20F, PPS23, PPS25, PPS30, PPS35, PPS40, PPS45.

Jak zjistit?

Vzhledem k tomu, že hustota přímo souvisí s hmotností materiálu, bude snadné zkontrolovat prodejce i doma: přípustné limity hustoty (a tedy hmotnosti) jsou určeny dokumentací a jsou známy předem. Stačí s nimi porovnat reálný vzorek materiálu. Pokud je například zvolena izolace značky PPS-25, pak by její metr krychlový měl vážit přesně 25 kg, pokud značky PSB-25 nebo PSB-S-25, metr krychlový materiálu by měl mít hmotnost v rozmezí od 15,1 do 25 kg. Pokud si zakoupíte list se speciálními parametry podle specifikací, musíte hodnotu zjistit v dokumentaci.

Ověřovací algoritmus je následující.

• Je nutné počítat jaká by měla být hmotnost (kubatura) pěnové desky této značky.
• Zvažte výrobek (nebo jeho část) na váze.
• Výsledná hodnota vážení materiálu je porovnána s tou, která by měla odpovídat normě nebo specifikacím. Pokud jsou odchylky od standardní hmotnosti větší než přípustná chyba, výrobek neodpovídá deklarované značce. Pokud se shoduje, je vše v pořádku, můžete provést nákup.

Jakou hustotu zvolit?

Při volbě hustoty je třeba vzít v úvahu řadu faktorů (například zda bude materiál docházet k velkým teplotním změnám, kde je rosný bod atd.). Na základě toho se výpočty a modelování nejlépe provádějí individuálně. Existují však obecná doporučení pro výběr minimální hustoty nelisované pěny pro řadu úloh:

Nízká hustota a nízká hmotnost, vynikající tepelné vlastnosti a dobrá zvuková izolace dělají z polystyrenu jeden z nejoblíbenějších tepelně izolačních materiálů. Moderní technologie umožňují výrobu různých typů pěn, které se liší vlastnostmi, cenou a účelem. Znalost rozdílů vám pomůže vybrat ten nejlepší materiál pro různé práce.

Rozdíl mezi pěnou podle výrobních metod

Než začneme uvažovat o typech pěnového polystyrenu, je nutné objasnit terminologii. Mnoho lidí nazývá polystyrenovou pěnu lehkým bílým materiálem, který se skládá z velkého množství bílých stlačených kuliček, obecně je to pravda, ale jeden bod je třeba objasnit.

Pěnový plast je obecný název pro celou skupinu materiálů získávaných napěněním plastů. Vzhledem k tomu, že lze napěnit různé plasty, existuje obrovské množství pěn. Například, pokud se jako surovina použije polystyren, získaným materiálem je polystyrenová pěna, pokud se jako surovina použije polyuretan, je materiálem polyuretanová pěna (jeden typ je polyuretanová pěna); polyvinylchloridová pěna se získá z polyvinylchloridu.

Technologie výroby všech pěnových plastů se skládá ze tří hlavních fází:

1. Míchání použitých komponentů.
2. Pění.
3. Strukturování.

Hlavním technologickým článkem je pěnění, v této fázi se polymery plní plynem, který určuje technické vlastnosti materiálu.

Poměr mezi otevřenými a uzavřenými buňkami se vzduchem hraje důležitou roli ve fyzikálních a mechanických vlastnostech pěnového polystyrenu. Uzavřené buňky – záruka nízké hygroskopičnosti. Čím méně pěna absorbuje vodu, tím má lepší tepelné vlastnosti, tím déle materiál vydrží.

Struktura pěny závisí na výrobní technologii a použitých surovinách. Polystyrenová pěna, polyuretan a polyvinylchlorid mají velké množství uzavřených buněk.

Podle výrobní technologie existují dva hlavní typy expandovaného polystyrenu:

• pěnový polystyren – (EPS)
• extrudovaná polystyrenová pěna – (XPS).

Expandovaná polystyrenová pěna – (EPS)

V každodenním životě se nejčastěji používá pěnový polystyren. Používá se jako tepelně izolační materiál pro obalovou techniku ​​a nábytek. Při jeho výrobě se plynové plnění polymerů provádí pomocí pěnivých složek.

Expandovaná polystyrenová pěna.

Technologický řetězec se skládá z několika fází:

• Míchání polystyrenu, který je někdy nahrazen polymonochlorstyrenem nebo polydichlorstyrenem.
• Přídavek pěnotvorných složek, kterými jsou nízkovroucí uhlovodíky – dichlormethan, pentan nebo isopentan.
• Přidání přísad, které zlepšují vlastnosti hotového materiálu – změkčovadla, retardéry hoření a barviva.
• Tvorba granulí s rovnoměrným rozložením nízkovroucích kapalin v polystyrenu.
• Ošetření párou nebo horkým vzduchem.
• Zvětšení velikosti granulí v důsledku prudkého odpařování nízkovroucích kapalin.
• Strukturování buněk z pěnového plastu, jejich tvarování.

V důsledku varu pěnivých složek se granule zvětší více než 50krát. Stěny tvořících se buněk tvrdnou a splývají, uzavírají vzduch uvnitř – ideální tepelný izolant. Materiál se ukáže jako lehký, homogenní a dobře si zachovává svůj tvar.

Zvětšené granule expandovaného polystyrenu.

Extrudovaná polystyrenová pěna – (XPS)

Hlavní rozdíly v technologii výroby extrudované polystyrenové pěny jsou absence úpravy párou a strukturování vytlačováním z ploché formy. Jako pěnidlo se v prvních desetiletích výroby materiálů používaly freony, dnes se používá oxid uhličitý.

Tento pěnový polystyren má souvislou strukturu s uzavřenými póry o průměru 0,1 – 0,2 mm.

Extrudovaná polystyrenová pěna.

Extrudovaná polystyrenová pěna má dobré tepelně izolační vlastnosti a je hustší než pěnová polystyrenová pěna. To umožňuje použití extrudované polystyrenové pěny k izolaci těch předmětů, pro které je pěnový polystyren příliš měkký. Je možné vyrobit extrudovaný pěnový polystyren, který vydrží zatížení až 35 tun na 1 m 2 .

Druhy pěnového polystyrenu – EPS

Klasifikace pěnového polystyrenu je založena na:

• hustota;
• technologie výroby;
• tvar desky.

Značky a typy pěnového polystyrenu podle hustoty

Expandovaná polystyrenová pěna je rozdělena do tříd v závislosti na mezní hodnotě hustoty.

Podle hustoty se vyrábějí následující typy této pěny:

Desky z expandovaného polystyrenu v závislosti na technologii výroby

V závislosti na technologii výroby se vyrábí následující typy pěnového polystyrenu:

• P – vyrábí se řezáním z velkých bloků;
• RG – řezaný grafit z velkých bloků;
• T – tepelně tvarované.

Desky z expandovaného polystyrenu v závislosti na tvaru desky

V závislosti na tvaru pěnové desky se vyrábí dva typy:

А – krájené desky se souvislým rovným bočním okrajem.

Б – řezané nebo tvarované desky s boční hranou vybranou na čtvrtinu pro snadnější a efektivnější instalaci.

Rozměry desky z expandovaného polystyrenu

Moderní technologie umožňují výrobu desek z pěnového polystyrenu různých velikostí. Podle GOST se délka desek pohybuje od 500 do 6000 mm v krocích po 50 mm a šířka – od 500 do 2000 mm v krocích po 50 mm. Tloušťka pěny od 10 do 500 mm v krocích po 5 mm.

Příklad a výklad symbolu pro desky z pěnového polystyrenu

Označení, která označují nejen celkové rozměry, ale také typ materiálu a typ hrany, vám umožní pochopit specifika desek z pěnového polystyrenu.

V symbolu je možné uvést speciální vlastnosti, například barvu pěny nebo název značky. Označení musí také uvádět GOST, podle kterého se materiál vyrábí.

Příklad dekódovacích symbolů:
ППС16Ф-Р-А-2000х1000х150 ГОСТ 15588-2014

• pěnový polystyren pro fasádní systémy (PPS16F);
• hustota – 16 kg / metr krychlový. (PPS16F);
• vyrobeno řezáním z velkých bloků (P);
• má souvislou sudou boční hranu (A);
• délka – 2000 mm;
• šířka – 1000 mm;
• tloušťka – 150 mm;
• vyrobeno v souladu s GOST 15588-2014.

Rozluštění značek vám umožní zajistit, že materiál je vhodný pro plánovanou práci.

Druhy extrudovaného polystyrenu – XPS

GOST nebyl vyvinut pro extrudovanou polystyrenovou pěnu, z tohoto důvodu výrobci vyrábějí desky s rozměry a vlastnostmi, které považují za relevantní pro své potenciální zákazníky. Materiál různých značek je barevně odlišný, což je jeden ze znaků ochranné známky.

Druhy extrudované polystyrenové pěny podle hustoty

V závislosti na hustotě jsou desky XPS rozděleny do tří hlavních typů:

Typ 30 – mají hustotu 25-30 kg/mXNUMX, pevnostní charakteristiky umožňují použití materiálu pro izolaci šikmých střech, fasád, základů a podzemních komunikací.

Typ 35 – mají hustotu 28-38 kg/mXNUMX, při výrobě se používají protipožární přísady, díky nimž je materiál odolný vůči ohni a vhodný pro izolaci vnějších stěn, příček, mezipodlažních stropů a podlah.

Typ 45 – hustota materiálu je 38-45 kg/mXNUMX, mají vysokou pevnost a používají se při stavbě dálnic, přistávacích drah a základů vícepodlažních budov.

Někteří výrobci vyrábějí materiály s vyšší nebo nižší hustotou, ale výše uvedené typy jsou nejoblíbenější.

Desky z extrudovaného polystyrenu v závislosti na tvaru

Desky XPS se vyrábějí vytlačováním přes štěrbinu určitého tvaru, což umožňuje výrobu desek z pěnového polystyrenu různých tvarů.

1. Talíře s rovným rovným okrajem.

2. Desky se stupňovitým okrajem se zářezem ve čtvrtině.

3. Desky s hranami s perem a drážkou.

4. Desky s reliéfním povrchem.

Přítomnost hrany se složitým tvarem zjednodušuje instalaci, zlepšuje těsnost budované tepelně izolační vrstvy. Reliéfní povrch má vyšší přilnavost k omítce.

Všechny typy XPS se vyznačují nízkou nasákavostí, jelikož mají husté uzavřené buňky. To je zárukou dlouhé životnosti a zachování tepelného výkonu.