Způsob výroby pěnového polystyrenu byl patentován na konci 20. let minulého století a od té doby prošel několika modernizacemi. Expandovaný polystyren, vyznačující se nízkou tepelnou vodivostí a nízkou hmotností, našel nejširší uplatnění v mnoha oblastech výroby, v každodenním životě i jako dokončovací stavební materiál.
Jak se liší pěnový polystyren od polystyrenu?
Expandovaný polystyren je produktem vhánění plynu do hmoty polystyrenu. Tato hmota polymeru při dalším zahřívání výrazně zvětší svůj objem a vyplní celou formu. K vytvoření potřebného objemu lze použít různé plyny v závislosti na typu vyráběné polystyrenové pěny. U jednoduchých ohřívačů se standardními vlastnostmi se k vyplnění dutin ve hmotě polystyrenu používá vzduch a k zajištění požární odolnosti určitých druhů PPS se používá oxid uhličitý.
Při vytváření tohoto polymeru se mohou zapojit i různé další složky ve formě retardérů hoření, plastifikačních sloučenin a barviv.
Začátek technologického procesu získávání tepelného izolantu nastává od okamžiku naplnění jednotlivých granulí styrenu plynem s následným rozpuštěním této směsi v polymerní hmotě. Poté se tato hmota zahřeje pomocí páry nízkovroucí kapaliny. V důsledku toho se velikost styrenových granulí zvětšuje, vyplňují prostor a slinují do jediného celku. Ve výsledku zbývá takto získaný materiál nařezat na pláty požadované velikosti a ty se dají použít ve stavebnictví.
Expandovaný polystyren se obvykle zaměňuje s polystyrenem, ale jedná se o zcela odlišné materiály. Pěnový polystyren je totiž produktem extruze, která spočívá v tavení polystyrenových granulí a vázání těchto granulí na molekulární úrovni. Podstatou procesu výroby pěny je vzájemné spojení polystyrenových granulí v důsledku zpracování polymeru suchou párou.
Technologické metody a forma uvolňování
Je zvykem rozlišovat tři druhy pěnového polystyrenu s vlastními jedinečnými vlastnostmi, které jsou dány způsobem výroby konkrétní izolace.
Prvním je polymer vyrobený nelisováním. Struktura takového materiálu je plná pórů a granulí o velikosti 5 mm – 10 mm. Tento typ izolace má vysokou úroveň absorpce vlhkosti. V prodeji jsou třídy materiálu: S-15, S-25 a tak dále. Číslo uvedené v označení materiálu udává jeho hustotu.
Expandovaný polystyren, získaný výrobou pod tlakem, je materiál s hermeticky uzavřenými vnitřními póry. Díky tomu má takto lisovaný tepelný izolant dobré tepelně izolační vlastnosti, vysokou hustotu a mechanickou pevnost. Značka je označena písmeny PS.
Extrudovaná polystyrenová pěna je třetím typem tohoto polymeru. S označením EPPS je konstrukčně podobný lisovaným materiálům, ale jeho póry jsou mnohem menší, nepřesahují 0,2 mm. Tato izolace se nejčastěji používá ve stavebnictví. Materiál má jinou hustotu, která je uvedena na obalu, například EPS 25, EPS 30 a tak dále.
Známé jsou také zahraniční autoklávové a autoklávově vytlačované druhy izolace. Vzhledem k velmi drahé výrobě se v tuzemském stavebnictví používají jen zřídka.
Rozměry plechu tohoto materiálu, jehož tloušťka je asi 20 mm, 50 mm, 100 mm, stejně jako 30 a 40 mm, jsou 1000×1000, 1000×1200, 2000×1000 a 2000×1200 milimetrů. Na základě těchto indikátorů si spotřebitel může vybrat blok desek PPS jak pro izolaci poměrně velkých ploch, například jako substrát pro laminát pro vyhřívanou podlahu, tak pro relativně malé izolované plochy.
Vlastnosti polystyrenu
Hustota a další technické parametry tohoto materiálu jsou dány technologií jeho výroby.
Mezi nimi je na prvním místě jeho tepelná vodivost, díky které je pěnový polystyren tak oblíbeným izolačním materiálem. Přítomnost plynových bublin v jeho struktuře slouží jako faktor pro udržení vnitřního mikroklimatu. Součinitel tepelné vodivosti tohoto materiálu je 0,028 – 0,034 W / (m. K). Tepelná vodivost této izolace bude tím vyšší, čím větší bude její hustota.
Další užitečnou vlastností PPS je jeho paropropustnost, která se u různých jakostí pohybuje mezi 0,019 a 0,015 mg/m•h•Pa. Tento parametr je nad nulou, protože izolační desky jsou řezané, a proto může vzduch pronikat řezy do tloušťky materiálu.
Propustnost vlhkosti pěnového polystyrenu je prakticky nulová, to znamená, že nepropouští vlhkost. Když je fragment PPS ponořen do vody, neabsorbuje více než 0,4 % vlhkosti, na rozdíl od PBS, který může absorbovat až 4 % vody. Proto je materiál odolný vůči vlhkému prostředí.
Pevnost tohoto materiálu rovna 0,4 – 1 kg / cm2 je dána pevností vazeb mezi jednotlivými polymerními granulemi.
Tento materiál je také chemicky odolný vůči vlivu cementu, minerálních hnojiv, mýdla, sody a dalších sloučenin, ale může být poškozen rozpouštědly, jako je lakový benzín nebo terpentýn.
Tento polymer je však extrémně nestabilní vůči slunečnímu záření a spalování. Pod vlivem ultrafialového záření ztrácí polystyrenová pěna svou elasticitu a mechanickou pevnost a časem je zcela zničena a pod vlivem plamene rychle hoří a uvolňuje štiplavý kouř.
S ohledem na pohltivost zvuku je tato izolace schopna tlumit kročejový hluk pouze při položení v silné vrstvě a není schopna uhasit vlnový hluk.
Ukazatel ekologické čistoty PPS, stejně jako jeho biologická stabilita, je velmi nevýznamný. Materiál neovlivňuje životní prostředí pouze tehdy, má-li na sobě nějaký ochranný povlak a při hoření uvolňuje mnoho škodlivých těkavých sloučenin, jako je metanol, benzen nebo toluen. Nemnoží houby a plísně, ale hmyz a hlodavci se mohou usadit. Myši a krysy si mohou dobře vytvořit své domovy v tloušťce polystyrénových pěnových desek a prokousat se průchody, zejména pokud je podlahová deska pokryta.
Obecně je tento polymer během provozu velmi odolný a spolehlivý. Přítomnost vysoce kvalitního opláštění na ochranu před různými nepříznivými faktory a správná, technicky způsobilá instalace tohoto materiálu je klíčem k jeho dlouhé životnosti, která může přesáhnout 30 let.
Výhody a nevýhody používání PPP
Expandovaný polystyren má jako každý jiný materiál řadu pozitivních i negativních vlastností, které je třeba vzít v úvahu při jeho výběru pro další použití. Všechny jsou přímo závislé na struktuře konkrétní třídy tohoto materiálu získaného v procesu jeho výroby. Jak již bylo uvedeno výše, hlavní pozitivní vlastností tohoto tepelného izolantu je jeho nízká úroveň tepelné vodivosti, která umožňuje izolovat jakýkoli stavební objekt s dostatečnou spolehlivostí a vysokou účinností.
Kromě odolnosti materiálu vůči vysokým kladným i nízkým záporným teplotám je významnou výhodou tohoto materiálu také velmi nízká hmotnost. Bez problémů snese zahřátí až na teplotu kolem 80 stupňů a odolá i silným mrazům.
Měknutí a narušení struktury materiálu začíná pouze v případě dlouhodobého vystavení vysokým teplotám nad 90 stupňů Celsia.
Lehké desky takového tepelného izolátoru se snadno přepravují a instalujíaniž by došlo k výraznému zatížení prvků stavebních konstrukcí objektu po instalaci. Tato izolace odolná proti vlhkosti, aniž by procházela nebo absorbovala vodu, zachovává nejen její mikroklima uvnitř budovy, ale slouží také k ochraně jejích stěn před nepříznivými účinky atmosférické vlhkosti.
Expandovaný polystyren byl spotřebiteli vysoce ceněn také kvůli jeho nízké ceně, která je výrazně nižší než cena většiny ostatních typů tepelných izolátorů na moderním ruském trhu stavebních materiálů.
Díky použití PPS se výrazně zvyšuje index energetické náročnosti jím zatepleného domu, čímž se po instalaci této izolace několikanásobně snižují náklady na vytápění a klimatizaci budovy.
Pokud jde o nevýhody izolace z pěnového polystyrenu, hlavními jsou její hořlavost a ekologická nezávadnost. Materiál začíná aktivně hořet při teplotách od 210 stupňů Celsia, i když některé jeho značky vydrží zahřátí až na 440 stupňů. Při hoření EPS se do okolí uvolňují velmi nebezpečné látky, které mohou poškodit toto prostředí i obyvatele domu zatepleného tímto materiálem.
Expandovaný polystyren je odolný vůči ultrafialovému záření a chemickým rozpouštědlům, pod jejichž vlivem se velmi rychle poškozuje a ztrácí své hlavní technické vlastnosti. Měkkost materiálu a jeho schopnost ukládat teplo přitahuje škůdce, kteří si v něm vybavují své domovy. Ochrana proti hmyzu a hlodavcům vyžaduje použití speciálních kompozic, jejichž náklady výrazně zvyšují náklady na instalaci tepelného izolátoru a náklady na jeho provoz.
Vzhledem k relativně nízké hustotě této izolace do ní může pronikat pára, která kondenzuje v její struktuře. Při teplotách do nula stupňů a níže takový kondenzát zamrzá, poškozuje strukturu tepelného izolantu a způsobuje snížení tepelně izolačního účinku pro celý dům.
Jako materiál, který je obecně schopen poskytnout poměrně kvalitní stupeň tepelné ochrany konstrukce, samotný pěnový polystyren potřebuje stálou ochranu před různými nepříznivými faktory.
Pokud se péče o takovou ochranu neprojeví předem, pak izolace, která rychle ztratila svůj pozitivní výkon, způsobí majitelům mnoho problémů.
Jak izolovat podlahu extrudovanou polystyrenovou pěnou, viz následující video.
Mezi moderní izolační materiály patří topidla původem blízká; nestavební lidé věří, že jejich vlastnosti jsou také téměř stejné. Mezi taková topidla řadím pěnový polystyren, jehož rozměry, vlastnosti a vzhled jsou často zaměňovány s pěnovým polystyrenem. Mají společné vlastnosti, ale existují i rozdíly, které si musíte uvědomit, abyste si vybrali ten správný izolant. Chci vám říci, proč je polystyrenová pěna zajímavá, jaké parametry byste měli věnovat pozornost a jak odlišit kvalitní produkt od levného analogu.
Pěnový polystyren a pěnový polystyren
Ve stavební praxi se hojně používají pěnové plasty – rozsáhlá třída pěnových (buněčných) plastů (polymerů). V závislosti na typu výchozího polymeru může být pěna polyuretanová, polyvinylchloridová, polystyrenová.
Pěnový polystyren, nebo jinými slovy pěnový polystyren, je tak rozšířeným typem izolantu, že se mu v každodenním životě říká jednoduše pěna. Pro získání expandovaného polystyrenu je polymerní hmota nasycena přírodním nebo oxidem uhličitým (ve druhém případě se materiál stává ohnivzdorným).
Extrudovaná polystyrenová pěna (EPS) se získává ze stejných surovin, ale odlišnou metodou. Počáteční hmota se nenapařuje při vysoké teplotě, ale používá se technologie vytlačování, která zahrnuje vystavení vysokému tlaku. Extrudér je stroj, který tvaruje plastový materiál.
Technologie extruze umožňuje vyrábět homogenní materiál s uzavřenou buněčnou strukturou. Srovnání EP a polystyrenu podle hlavních ukazatelů ukazuje následující, v některých pozicích významné rozdíly:
- Tepelná vodivost. U EPPS je to méně (a to je lepší), ale ne významné: 0,028 oproti 0,036-0,050 W/m*K. Čím nižší je indikátor, tím lépe materiál udržuje teplo v místnosti.
- Pevnost v tahu. Je určen metodou statického zatížení: oba materiály jsou instalovány na podpěry a zatížení je umístěno nahoře. Při stejných rozměrech polystyrenu a pěnového plastu (tloušťka a plocha) vydrží XPS zátěž 4-5x větší.
- Absorbce vody. Pro XPS – 0,4%, pro polystyren 4%. Čím nižší je indikátor, tím méně vlhkosti bude izolátor absorbovat a tím lépe bude chránit stěny před zničením.
- Život. Tepelná izolace z pěnového plastu vydrží 10-25 let, z pěnového polystyrenu – 50 let.
O velikostech materiálů
Obecně přijímané rozměry pěny jsou následující parametry:
- Oblíbená délka a šířka. 1×1 m, 2×1 m, 1×0,5 m.
- Tloušťka plechu. Od 10 do 50 mm, v intervalech 10 mm, také 100 mm.
Dodatečně je možné vyrobit ohřívač nestandardních rozměrů. Oblíbený je například pěnový plast s nestandardní (zvýšenou) tloušťkou, dosahující až 400-500 mm. Pro zateplení fasád se kupují plechy o rozměru 1×1 m tloušťky 40-50 mm. Snadno se přepravují a snadno se montují na povrch. Pokud po položení zůstanou malé úlomky nevyplněné, listy se rozřežou na kusy.
Pokud má povrch stěn vyčnívající architektonické detaily, je pohodlnější pracovat s listy 1×0,5 m, protože budou muset být řezány méně často. V každém případě bych vám doporučil porovnat náklady na listy různých formátů. Může se ukázat, že list 1×1 m bude stát méně než dva kusy 1×0,5 m každý.
O velikostech EPS je důležité vědět následující:
- Rozměry listu definované v GOST 15588-86: 1 x 2 m; jsou náročnější na instalaci. Možnosti jsou možné: 1×1 m, 1,2×0,6 m, 0,5×0,5 m a další.
- Pokud potřebujete jiný rozměr (např. dle podmínek projektu), můžete se na stříhání dohodnout s výrobcem, nebo si jej uříznout sami.
- Materiál se liší hustotou a na obalu je označen např.: EPPS-25, EPPS-30. Minimální hodnota je 15 kg/m³.
- Tloušťka pěnového polystyrenu je také měnitelná: od 20 do 50 mm s intervalem 10 mm, také 100 mm.
Tiché detaily
Při nákupu nehraje významnou roli velikost desek, ale jejich tloušťka a hustota. Tloušťka se volí v závislosti na dalších vstupech (například klimatická zóna, materiál stěny), hustota se volí na základě konstrukční potřeby:
- Nejčastěji se používá XPS s hustotou 25 kg / m³. U vnější izolace není povolena hustota pod 35 kg na metr krychlový.
- V konstrukcích vytvořených metodou pevného bednění se používá XPS o hustotě 35 kg / m³. Používá se také při výrobě sendvičových panelů.
- Pro tepelnou izolaci podlahy je zvolen expandovaný polystyren o hustotě 50 kg / m³.
Někdy má materiál další vlastnosti, které zjednoduší stavební práce. Například někteří výrobci aplikují na desky fasádního materiálu vodítka podobná cihlám (v intervalech 40 mm).
Také vám doporučuji, abyste se blíže podívali na strukturu desek XPS, protože jejich kvalita může být určena povahou zlomeniny. Na přetržení vysoce kvalitní polystyrenové pěny je pozorována pravidelná struktura ve formě mnohoúhelníků. U nekvalitního deskového materiálu jsou na zlomu patrné malé kuličky a okraje zlomu budou nerovné.
O vlastnostech pěny a XPS v následujícím videu:
Nejdůležitější znaky
Pěnový polystyren a pěnový polystyren jsou příbuzné, ale liší se ve vlastnostech materiálů. Jejich rozdíl je položen ve fázi výroby, poté vykazují rozdílnou savost a životnost. Oba produkty jsou dostupné ve formě desek různých velikostí, tlouštěk, hustot; to je třeba vzít v úvahu při výběru topidla pro určité stavební práce.
Napište do komentářů, co si myslíte – co je výhodnější použít pro zateplení ploché střechy: desku XPS nebo granulát z pěnového polystyrenu?
