Пенополистирол псб с 25 характеристики: описание, характеристики, сфера применения, цена за м3

Этот материал был впервые синтезирован в 1928 году во Франции. А в промышленных масштабах производство пенополистирола началось в Германии в конце 30-х годов прошлого века.

При производстве обычного пенополистирола обычно используется полистирол. Также сырьем может быть полихлоридстирол, полимонохлоридстирол, сополимеры стирола с мономерами (бутадиен, акрилонитрил). Вспениватели представляют собой легкокипящие углеводороды, такие как пентан, петролейный эфир, дихлорметан, изопентан. Это также могут быть порообразователи, такие как диаминобензол, нитрат аммония, азобисизобутиронитрил.

Для производства традиционного пенополистирола, хорошо растворимого природного газа для заполнения пустот.Для огнестойких разновидностей используется углекислый газ.

В пенополистирол, помимо основных компонентов, входят дополнительные — красители, пластификаторы, антипирены.

Изначально гранулы стирола заполнены газом. Последний растворяется в полимерной массе. После этого смесь нагревается парами низкокипящей жидкости. Исходные гранулы многократно увеличиваются в размерах. В результате они заполняют всю форму и спекаются вместе. Полученный материал разрезают на плиты нужного размера, которые готовы к использованию в области теплоизоляции.

Часто пенополистирол называют «пенополистиролом», считая, что это один и тот же материал. Однако это не так. Во-первых, есть существенная разница в технологии изготовления этих изоляторов. Пенополистирол производится методом, известным как «экструзия», то есть гранулы полистирола плавятся, образуя единую структуру и связываясь на молекулярном уровне. Пенопласт получают путем обработки и склеивания гранул полистирола сухим паром.

Основные виды пенополистирола

• Pressless … Он содержит большое количество неоднородных гранул и пор. Их размер составляет от 5 до 10 миллиметров. У этого типа утеплитель самый высокий уровень влагопоглощения. Обозначается буквами ПСБ (пенополистирол подвесной непрессованный). Есть такие виды: ПСБ С-15, ПСБ С-25, ПСБ С-35, ПСБ С-50, где цифра является показателем плотности материала.
• Пресс … Его структура характеризуется наличием герметичных пор. Благодаря этому материал обладает хорошими теплоизоляционными характеристиками.Это плотный и прочный утеплитель. В его маркировке присутствуют буквы PS.
• Экструдированный … Структура такая же, как и у экструдированного пенополистирола, но закрытые поры меньшего размера — всего 0,1-0,2 миллиметра. Это самый распространенный утеплитель из всех типов. Маркировка EPS (XPS). Существует несколько марок этого материала — XPS 25, XPS 30, XPS 35, XPS 45. Число в данном случае указывает на плотность утеплителя.

Технические характеристики пенополистирола

1. Теплопроводность … Пенополистирол — это разновидность уплотненного пенополистирола. Воздух, находящийся внутри пузырьков полистирола, — отличный теплоизолятор.Теплопроводность материала колеблется в пределах 0,028-0,034 Вт на метр на Кельвин. Чем выше плотность, тем выше этот показатель. Наилучшими свойствами обладает экструдированный пенополистирол.
2. Паропроницаемость … Этот показатель для изоляции варьируется от 0,019 до 0,015 килограмма на метр-час-паскаль. В отличие от пенополистирола, который имеет нулевую паропроницаемость, пенополистирол формуют резанием. Пар поступает через эти прорези, проникая в заполненные газом ячейки.
3. Влагопроницаемость … Когда плотный экструдированный пенополистирол погружается в воду, он остается практически сухим. Он впитывает влагу всего около 0,4%. Непрессованный материал впитает примерно 4% воды. Изоляция не повреждается при контакте с жидкостью.
4. Strength … В пенополистироле средней и высокой плотности связь между молекулами довольно прочная. Его статическая прочность на изгиб составляет 0,4–1 кг на квадратный сантиметр.
5. Химическая стойкость … Пенополистирол не вступает в реакцию с содой, мылом, минеральными удобрениями, битумом, гипсом, цементом, асфальтовыми эмульсиями, известью. Такие вещества, как ацетон, скипидар, олифа, некоторые спирты, лаки, нефтепродукты могут повредить изоляцию и даже растворить ее.
6. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению … Прямые солнечные лучи вредны для пенополистирола всех сортов и марок. Ультрафиолет сначала делает материал менее прочным и эластичным, а затем полностью его разрушает.
7. Звукопоглощающая способность … Изоляция может заглушить ударный шум только в том случае, если покрыта толстым слоем. Пенополистирол не способен поглощать и изолировать волны воздушного шума. Это связано с конструктивными особенностями теплоизолятора — газонаполненные ячейки расположены жестко и полностью изолированы.
8. Биологическая стойкость … Пенополистирол непригоден для размножения и распространения плесени и грибков. Но грызуны и насекомые легко повреждают его. Они не используют этот материал в пищу, а проходят через него к источникам тепла и пищи.
9. Экологичность . .. На открытом воздухе материал подвержен процессам окисления. При этом в воздух выделяется множество вредных веществ: толуол, бензол, метиловый спирт, формальдегид, ацетофенон. При горении также образуется много токсичных компонентов: фосген, бромистый водород, синильная кислота. Если материал не подвергается атмосферным воздействиям, то он не образует опасных соединений.
10. Огнестойкость … Пенополистирол — горючий материал. При воздействии огня выделяет большое количество едкого дыма. Для материала, не содержащего антипиренов, коэффициент дымности составляет 1048 квадратных метров на килограмм. У противопожарного пенополистирола этот показатель еще выше — 1219 квадратов на килограмм. Например, для резины этот коэффициент составляет 850, а для дерева — 23. Утеплитель, содержащий антипирен, обозначается буквой C. Он хуже воспламеняется и имеет класс G2. Однако со временем свойства антипирена ослабевают, и материал получает более низкие классы пожарной безопасности — G3 и G4. Температура возгорания пенополистирола — 450 градусов Цельсия.
11. Срок службы … При правильной установке и использовании пенополистирольной изоляции срок службы составляет не менее 30 лет. Чтобы сохранить его качества и свойства, необходимо защитить его декоративным отделочным слоем на стенах.

Преимущества пенополистирола

1. Низкая теплопроводность … Пенополистирол толщиной 120 миллиметров по своим теплоизоляционным качествам соответствует кирпичной кладке толщиной около 210 сантиметров или стене из дерева толщиной 45 сантиметров.
2. Легкий … Изоляционные плиты легкие, так как на 98% состоят из воздуха. Их легко транспортировать, устанавливать даже самостоятельно без помощников. Кроме того, пенополистирол не оказывает нагрузки на фундамент, полы и стены.
3. Водонепроницаемость . .. Экструдированный материал практически непроницаем и не впитывает влагу. Это гидрофобный утеплитель, который можно использовать в качестве гидроизоляции. К тому же влага не способна испортить пенополистирол или ухудшить его качество.
4. Высокое сопротивление деформации … Теплоизолятор имеет высокую прочность на сжатие. Его можно укладывать в качестве утеплителя и гидроизоляции на полу под стяжкой.
5. Широкий допустимый диапазон рабочих температур … Материал не боится морозов, выдерживает длительный нагрев до 80 градусов Цельсия и кратковременный до 95. При повышении температуры выше этой отметки пенополистирол начинает размягчаться.
6. Простота установки … Технология установки плит проста и под силу даже новичку. К тому же обработать кромки и разрезать пенополистирол с помощью обычного строительного или монтажного ножа не составит труда. Для работы с ним не требуется специального оборудования.
7. Низкая цена и быстрая окупаемость . .. Стоимость данного утеплителя намного ниже, чем у многих других теплоизоляторов. Причем эффект от установки плит пенополистирола чувствуется сразу — затраты на отопление и кондиционирование значительно снижаются (минимум в 3 раза).

Недостатки пенополистирола

• Низкий уровень звукоизоляции … Пенополистирол лишь слегка приглушает удары и колебания. Но он не поглощает и не отражает акустические волны.
• Низкая стойкость ко многим химическим веществам … Контакт с растворителями, кислотами, щелочами губительно действует на пенополистирол, разрушая его структуру.
• Низкая огнестойкость … Современный качественный материал самозатухает, но температура возгорания у него довольно низкая и составляет 210-440 градусов Цельсия. Кроме того, пенополистирол при горении выделяет в воздух целый «букет» ядовитых веществ.
• Солнечные повреждения … Без надлежащей защиты в виде отделочного слоя пенополистирол, подверженный воздействию УФ-излучения, быстро портится.
• Воздействие грызунов и насекомых … Мягкость материала привлекает многих вредителей, которые легко проделывают в нем отверстия и проходы. Для защиты от них необходимо применять специальные средства и методы.
• Низкая паропроницаемость … В теплоизоляторе низкой плотности пар проходит через поры и конденсируется в них.Таким образом, теплопроводность пенополистирола увеличивается на 7-10%. При понижении температуры до нулевой отметки конденсат замерзнет и разрушит изоляцию.

Критерии выбора пенополистирола

1. Для утепления фасада подойдет пенополистирол ПСБ-Б. Относится к категории самозатухающих материалов. Его цифровое значение (плотность) должно быть не менее 40.
2. Все марки с номером 25 не подходят для строительства и теплоизоляции.
3. Если плотность материала выше 35 килограммов на кубический метр, то производитель должен указать, что пенополистирол изготовлен методом экструзии. Без сильного сжатия и оплавления плотность утеплителя не превысит 17 килограммов на кубический метр.
4. Для утепления фундамента и перекрытий под стяжкой рекомендуется выбирать плиты с наибольшей плотностью — 50 килограмм на кубический метр.
5. Выбирая теплоизолятор, отломите кусок от края.Некачественный материал сломается с неровностями. На вине будут видны маленькие шарики. Экструдированный пенополистирол будет иметь правильные многогранники на изломе. Причем через них пройдет и линия разлома.

Цена и производители пенополистирола

• BASF … Это крупная немецкая компания, которая ежегодно производит более 450 тысяч тонн изоляции. Размеры пенополистирола в плитах, выпускаемых под этой маркой, могут быть как стандартными — 1000х2000 миллиметров, так и для специальных нужд — 900х500, 1200х600, 500х500 миллиметров. Цена на утеплитель от этой компании в среднем от 3500 рублей за кубометр.
• URSA … Известный мировой производитель теплоизоляторов. Производит плиты из экструдированного пенополистирола различных размеров и плотности. Экологичность материала подтверждена международными сертификатами. Цена начинается от 4300 рублей за кубометр материала.
• Polimeri Europa … Итальянская компания, специализирующаяся на производстве экструдированных изоляционных материалов. Имеет линейку материалов разной плотности и различного назначения. Цена на пенополистирол от этого производителя начинается от 4800 рублей за кубометр.

Краткая инструкция по монтажу пенополистирола

При укладке пенополистирола руководствуемся такой схемой:

1. Подготавливаем поверхность к утеплению — зачищаем, осматриваем на неровности. Если есть дефекты, устраняем их заливкой.
2. Грунтуем стену глубоко проникающим составом.
3. Наносим слой клея на плиту пенополистирола и наносим его на стену, слегка прижимая.
4. Закрепляем плиты снизу по горизонтали в один ряд.
5. Следующий ряд пенополистирола устанавливается встык до низа.
6. Если вам необходимо изменить положение или переместить плату, мы делаем это в течение первых 3-5 минут после приклеивания.
7. Режем материал обычным монтажным ножом.
8. После высыхания клея приступаем к установке крепежа. Мы используем для этих целей дюбели с заглушками в виде зонтиков. Количество элементов составляет около 6 штук на квадратный метр стены.
9. После установки крепежа фиксируем армирующую сетку. Предварительно обрабатываем поверхность клеем. Слой должен быть толщиной около трех миллиметров.
10. Нанесите сетку на только что нанесенный слой клея, начиная с углов здания. В этом случае мы оставляем около 12-15 сантиметров материала вокруг угла, который затем нужно утопить в клее с другой стороны стены.
11. Около оконных проемов угловые участки плит укрепляют сеткой примерно 20х35 сантиметров. Дополнительно защищаем углы алюминиевыми заглушками.
12. Через 3 дня после армирования нанести выравнивающий слой штукатурки.

Примечание! Стыки между плитами пенополистирола рекомендуется заделывать жидким пенополистиролом или обрезками пенопласта. Не заливайте их пенополиуританом. Он увеличится в размерах, что может разрушить конструкцию утеплителя.

Пенополистирол имеет еще одно более распространенное и многим известное название — пенополистирол. Его внешний вид тоже известен давно. Это легкий материал, который плавает по воде, потому что внутри белых шариков есть воздушные камеры. Именно они придают материалу уникальные свойства. .. У него есть недостатки. Он хрупкий и легко воспламеняется.

Пенополистирол — это газонаполненный материал, который изготавливается из полистирола и используется в качестве утеплителя.

Производитель выпускает листы различной длины, ширины и толщины. Последний параметр является основным при выборе этого материала. Толщина изделия может быть от 20 до 100 мм. Этот материал пользуется большой популярностью у строителей. Применяется для повышения теплоизоляции при кладке полнотелым кирпичом.Кусочки пенопласта кладутся под фанеру, которую используют для отделки пола под паркет или ламинат. Им можно утеплить стены снаружи при отделке стен гипсокартоном. Чаще всего его используют снаружи.

Листы пенополистирола доступны в стандартных и нестандартных размерах.

Длина и ширина стандартного листа 1000, 2000 мм. Производитель может нарезать изделия других нестандартных размеров. Часто можно встретить листы 1200х600, которые соответствуют запросам покупателя и пользуются хорошим спросом. Это может быть лист размером 500х500, 1000х1000, 1000х500 мм. На заказ вы можете получить партию пенополистирола со сторонами 900х500 или 1200х600 и других размеров, не противоречащих нормам. ГОСТ позволяет резать продукцию на 10 мм меньше, если ее длина больше 2000, а ширина 1000 мм. По толщине для плит до 50 мм допускается разница в ± 2 мм, а более 50 — допустимая разница в ± 3 мм.

Если длина не подходит покупателю, то компании, продающие такую ​​продукцию, предлагают индивидуальную раскройку.Длина и ширина актуальны только при транспортировке стройматериалов от производителя к заказчику. Основная роль отводится толщине материала.

ГОСТ и его требования к габаритам пенополистирола

Условное обозначение табличек по ГОСТу состоит из букв и цифр, в том числе:

1. Тип пластины.
2. Бренд.
3. Размеры листов.
4. Стандартное обозначение.

Если лист имеет такие характеристики, как плита пенополистирола с добавлением антипирена 15 сорта, длиной 1200 мм, шириной 600 мм и толщиной 40 мм, то запись будет выглядеть так: ПСБ-С-15- 1200x600x40 ГОСТ 15588-86.

Если пенополистирольная плита не содержит антипирена и относится к марке 15, а ее размеры такие же, то запись изменится и будет выглядеть так: ПСБ-15-1200х600х40 ГОСТ 15588-86.

По техническим требованиям Госстандарта для изготовления пенополистирола используется пенополистирол, содержащий вспениватель: изопентан или пентан.Остаточный мономер стирола добавляют к общей массе.

Поверхность готовых плит, готовых к продаже, не должна иметь выступов и впадин шириной более 3 мм и высотой более 5 мм. Наблюдается тусклость ребер и углов, но не более чем на 10 мм от вершины прямого угла. Стороны тупых углов могут иметь фаски длиной не более 80 мм. Все листы пенополистирола имеют правильную геометрическую форму. Отклонение от плоскости торца допускается не более 3 мм на каждые 500 мм его длины.

Разница диагоналей для плит длиной до 1000 мм не должна превышать 5 мм, от 1000 до 2000 мм — допускается не более 7 мм, от 2000 мм — не более 13 мм.

При приемке партии всегда проверяются линейные размеры, правильность геометрической формы, внешний вид.

Потребитель может быть уверен, что все товары в закупленной партии будут иметь одинаковые габариты.

Вернуться к содержанию

Как транспортируется пенополистирол

Резаный и готовый к продаже пенополистирол упаковывается производителем в транспортные мешки и транспортируется.ГОСТ разрешает транспортировку без упаковки, если есть гарантия, что листы не будут повреждены в пути. При формировании упаковки необходимо соблюдать требования ГОСТ 21929-76. Высота формируемого пакета не должна превышать 0,9 м. При толщине плиты 500 мм пакет формируется из двух плит.

На боковой кромке товара или упаковки должна быть маркировка, содержащая штамп ОТК предприятия, производившего данную продукцию, тип и марку таблички.

Маркировка должна быть выполнена по ГОСТ 14192-77 и содержать наименование предприятия или его товарный знак, дату изготовления продукции, ее наименование и номер партии. Укажите марку и тип тарелок, их количество в упаковке.

Должно быть обозначение стандарта, на основании которого произведена данная продукция.

Вернуться к содержанию

Марки пенопласта и размеры листов

Для утепления используется несколько основных марок пенопласта.Каждая марка отличается своей плотностью, которая выражается в кг / м³. Чем выше, тем ниже его теплопроводность и выше прочность. Самая распространенная марка пенопласта ПСБ-С. Цифры в маркировке обозначают плотность. Итак, ПСБ-С 15, стоящий в самом низу таблицы плотности, имеет всего 15 кг / м³. Он самый легкий, применяется для утепления мест временного проживания людей: бытовок, вагонов, а также контейнеров для сохранения тепла. Эта марка используется для утепления в теплых районах с мягкой зимой.Им отделывают стены, чтобы снизить звукоизоляцию межкомнатных перегородок.

Самая популярная марка полистирола — ПСБ-С 25 плотностью 25 кг / м³. Листы пенополистирола этой марки, имеющие разные размеры, используются для утепления зданий, сооружений, сооружений. Пенопласт укладывается для улучшения качества теплоизоляции и звукоизоляции стен, кровли, полов, утепления фасадов.

Пенополистирол применяется для изготовления панелей железобетонных конструкций, которые используются в каркасных домах.

Сэндвич-панели и железобетонные конструкции, создаваемые методом несъемной опалубки, содержат в своей структуре пенополистирол марки ПСБ-С 35 плотностью 35 кг / м³. Такие изделия, помимо своих основных функций, отлично обеспечивают гидроизоляцию стен.

ПСБ-С 50 плотностью 50 кг / м³ применяется для устройства пола холодильных складов, отапливаемых грунтов, в дорожном строительстве.

Пенополистирол — это полимерный газонаполненный материал, который можно получить вспениванием полистирола и других компонентов.Структура представленного материала закрытая. Он на 98% состоит из газа, поэтому способен обеспечивать хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства.

Разновидности материала

Итак, пенополистирол — это строительный материал, который можно классифицировать следующим образом:

1. Pressless. Его структура состоит из большого количества пор-гранул, имеющих неоднородную структуру. Их размер колеблется в пределах 5-10 мм. Особенностью этого вида продукции является высочайший уровень водопоглощения.
2. Пресс. У этого материала самый низкий коэффициент теплопередачи, так как его гранулы герметичны.
3. Это наиболее распространенный вид продукции, который чаще всего используется для утепления зданий и сооружений. Поры в этом материале также закрыты, но они меньше по размеру, чем в предыдущем случае. Это обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства.

Кроме того, существует также пенополистирол, экструдированный в автоклаве и автоклаве.

Преимущества продукта

Итак, пенополистирол — очень распространенный материал, обладающий следующими преимуществами:

• Универсальность.Его используют во многих даже при производстве детских игрушек.
• Отличные качества для защиты помещений от ветра и шума.
• Прочность.
• Отличные теплоизоляционные свойства.
• Нейтральность к химическим веществам, устойчивость к агрессивным агентам.
• Хорошая огнестойкость (при условии хорошей антипиреновой обработки).
• Способность выполнять свои функции в широком диапазоне температур.
• Устойчивость к микробиологическим факторам: грызунам, насекомым, грибам, плесени, гниению.
• Сохранение первоначального размера даже под воздействием внешних факторов.
• Относительная экологическая чистота.
• Низкая стоимость.
• Широкая доступность.
• Легкость установки и удобство использования.
• Долгосрочное хранение.

Недостатки продукта

Несмотря на все положительные стороны, пенополистирол, материалы для производства которого не являются натуральными, имеет ряд отрицательных качеств:

1. Повышенная хрупкость при неправильном использовании.
2. Изделие не пропускает пар, что не позволяет изолированному таким материалом помещению «дышать».
3. Пенополистирол практически не горит, но сильно плавится, выделяя ядовитые пары.

Характеристики материала

При необходимости использования пенополистирола необходимо заранее узнать размеры и другие характеристики этого продукта. Итак, представленный материал имеет следующие технические характеристики:

• Срок службы.В основном производители заявляют, что при правильном использовании пенополистирол может прослужить не менее 50 лет. В противном случае срок его «жизни» значительно сократится.
• Подходящие климатические районы: I — V.
• Теплопроводность. Этот показатель очень низкий, поэтому материал часто используют для утепления зданий и сооружений. Коэффициент теплопроводности 0,037-0,043 Вт / мК.
• Поглощение влаги. Этот показатель тоже очень низкий. То есть пенополистирол очень плохо впитывает жидкость.Его водопроницаемость не превышает 2-3% от общего объема. Кроме того, при контакте с жидкими веществами материал способен хорошо сохранять свою форму и функциональность. Это значит, что его можно использовать в тех помещениях с повышенным уровнем влажности, а также для обработки поверхностей, контактирующих с водой.
• Плотность и прочность. Если необходимо выбрать пенополистирол, плотность — это параметр, от которого зависит эффективность утеплителя. Этот показатель колеблется в пределах 0.015-0,05 кг / м3. Несмотря на такую ​​небольшую цифру, прочность изделия на сжатие достаточно высока.
• Шумопоглощение. В этом плане пенополистирол обладает высокой функциональностью. Его часто используют для создания шумозащитных экранов на автомагистралях.
• Воспламеняемость и диапазон температур. Время горения продукта не превышает 4 секунд. В этом случае расплавленное вещество хорошо горит. Поэтому при покупке нужно обращать внимание на качество обработки антипиреном, которое указано на упаковке.Он практически не боится морозов, поэтому таким материалом можно утеплять не только внутренние, но и внешние стены. Пенополистирол хорошо выполняет свои функции при температуре от -60 до +80 градусов.

Если необходимо утеплить дом и для этого используется пенополистирол, его размеры могут быть следующими: ширина — 1-1,2 м, длина — 0,8-1,4 м, толщина — 1-2 см. Для утепления частный дом, слишком большие плиты, так как будет много мелкого мусора. Наибольшей популярностью пользуется пенополистирол длиной 100 мм.

Приложения

Представленный материал используется достаточно хорошо благодаря своим свойствам. и другие параметры которых уже известны, могут быть использованы в таких сферах жизнедеятельности:

• Военная промышленность. Здесь продукт используется как наполнитель для шлемов, амортизирующие накладки на наколенники и налокотники.
• Пищевая промышленность. Из него делают изометрические упаковки, в которых хорошо хранятся замороженные продукты.
• Строительство. В этом случае пенополистирол используется для изоляции внутренних и внешних стен, подвалов, фундаментов и грунта подземных сооружений от промерзания.А еще удачно сооружается несъемная опалубка для заливки основания.
• Производство бытовой техники. Здесь материал используется только как утеплитель для стенок холодильника, хотя постепенно его заменяют пенополиуританом.
• Внутренняя отделка. Из представленного материала можно изготовить элементы мебели, а также подвесные потолки, стеновые панели.
• Декоративное оформление. Из пенополистирола изготовлено множество красивых элементов, которые позволят преобразить интерьер.
• Производство игрушек. В этом случае материал используется как наполнитель, хотя это разрешено не во всех странах.

Чаще всего используется как теплоизолятор. Причин тому множество:

1. Снижены затраты на строительно-монтажные работы.
2. Экономится энергия, которая расходуется на обогрев помещения.
3. Стоимость отопительного оборудования снижена.
4. Размер полезной площади увеличивается по мере уменьшения конструктивной толщины стен.
5. Повышение теплового комфорта в доме.

Технологические особенности

Производство пенополистирола состоит из нескольких этапов, последовательность и технология которых не должны нарушаться. В противном случае пострадает качество продукта и его способность эффективно выполнять свои функции.

Чтобы молекулы полистирола увеличивались в размерах, их необходимо заполнить специальным газом. Это происходит за счет их растворения в расплаве сырья.При нагревании и кипячении гранулированной смеси она разбухает. Этот процесс происходит в специальном закрытом бункере, в дне которого есть отверстия. Через них в бункер попадает водяной пар. Для ускорения процесса гранулы можно смешать с механическим активатором.

Далее через отверстие для выгрузки увеличенные гранулы попадают в промежуточную емкость, из которой перемещаются в специальный бункер для выдержки и сушки. Эти процессы необходимы для устранения излишков влаги из молекул, укрепления внешних стенок сырья, а также восстановления нормального внутреннего давления.Именно на этом этапе материал уже приобретает требуемые параметры сопротивления сжатию.

Сушка гранул длится недолго — всего 5 минут. Время выдержки может варьироваться от 6 часов до суток. При этом должна соблюдаться необходимая температура — 22-28 градусов. В противном случае материал может потерять свои свойства.

Готовые блоки получают с помощью специальных блочных форм, в которые заливают подготовленное сырье. Естественно, что форму необходимо предварительно нагреть до необходимой температуры.Далее он герметичен. Процесс выпечки необходимо вовремя останавливать, иначе готовый материал окажется бракованным. В последнюю очередь охлаждаются плиты. Длится 12-72 часа. Далее на производстве пластины режут и ограняют.

Известные производители

Если необходимо приобрести пенополистирол, «Лерой» — это сеть магазинов с широким выбором товаров. Однако нужно определиться с производителем. Наибольшей популярностью пользуются следующие марки:

1. «Пеноплекс».Этот материал имеет оранжевый цвет и богатое разнообразие окантовки. Он может быть снабжен пазом и выступом для облегчения стыковки, а может быть прямым. Чаще всего этот вид продукции применяется для утепления подземных сооружений, а также надземных построек. Часто таким материалом утепляют различные коммуникации. Такой пенополистирол можно использовать при температуре от -50 до +80 градусов.
2. «Стирекс». Применяется для изготовления сэндвич-панелей. Он также используется для защиты проезжей части от вздутия почвы.
3. Пенополистирол «Техноплекс». Этот утеплитель устойчив к биологическим факторам. Его широко применяют не только в частном, но и в промышленном строительстве … Плиты очень прочные, поэтому их можно использовать для обработки любой части конструкции.
4. «Примаплекс». Он очень популярен, потому что довольно дешев, а также обладает всеми необходимыми характеристиками. Продукт синего цвета, очень прост в обработке. Кроме того, материал не поддается негативному воздействию воды или отрицательных температур, поэтому его можно использовать как для внутренней, так и для внешней изоляции.
5. УРСА. Этот материал экологически чистый, хороший звуко- и теплоизолятор. Кроме того, изделие отличается хорошей прочностью и низким водопоглощением.

Вреден ли материал для здоровья?

Итак, уже не один год покупатели спорят, можно ли использовать пенополистирол для утепления жилых помещений. Дело в том, что представленное изделие синтетическое и изготовлено из стирола. Он в свою очередь не считается полностью безопасным для жизни и здоровья человека.

Но … Пенополистирол («Леруа Мерлен» — это магазин, где вы можете выбрать нужный вариант) не раздражает кожу и слизистые оболочки. Поэтому работать с ним можно без специальных средств защиты, что делает его очень удобным в использовании.

В отличие от других материалов, пенополистирол производится без использования вяжущих веществ, которые со временем могут выбрасываться в воздух, отравляя его. Все гранулы в продукте склеиваются обычным паром. Материал не содержит волокон, поэтому не впитывает пыль.

Еще одним преимуществом представленного продукта является то, что он не взаимодействует с живыми организмами. То есть на нем не размножаются плесень и грибки, выделяющие опасные споры. То есть качество воздуха не ухудшается.

Продукт не растворяется в воде и не загрязняет ее синтетическими присадками, которые используются при производстве других материалов. Естественно, даже при горении пенополистирол лучше всего способен выделять газы. Однако их токсичность на порядок меньше, чем у ПВХ, шерсти и даже дерева.

Что касается самого горения, то при нагревании материал превращается в жидкую массу, которая просто стекает по стенке. Однако даже в нагретом состоянии он даже бумагу не подожжет.

Особенности использования изделия

Итак, утепление дома пенополистиролом имеет некоторые особенности. Например, при утеплении стен внутри комнаты нужно обращать внимание на места за радиаторами отопления. Здесь перегородка может быть немного тоньше.

Для крепления материала используется специальный клей или мастика, цементный раствор и специальные приспособления… Способ фиксации можно комбинировать. Если материал будет использоваться для внешнего утепления, то его придется защитить негорючей облицовкой.

Если вам необходимо утеплить балкон или лоджию пенополистиролом, то вам придется оборудовать специальный каркас, в который будут помещаться листы. После закрепления материала его обшивают фанерой. Только после этого можно закончить отделку поверхности.

Таким продуктом можно утеплить и оконные откосы … Однако лучше это делать, если внутренние стены помещения будут деревянными, а снаружи — кирпичными.Снаружи откосы утепляют только в том случае, если при строительстве здания не была предусмотрена внешняя кирпичная лопата.

Весь процесс утепления состоит из нескольких этапов:

• Подготовка обработанной поверхности.
• Склеивание листов материала.
• Переплет пенополистирола и его дополнительное крепление механическими приспособлениями.
• Армирование листов специальной пленкой.
• Финишная облицовка утепленного цоколя.

Особенности использования пенополистирола для пола

Очень часто представленный материал используется для утепления основания перед укладкой напольного покрытия … бывает двух видов:

1. Плиты со слоем фольги. Их чаще штабелируют, если предусмотрена установка системы теплого пола. Поэтому специальная разметка наносится на поверхность плит еще при их изготовлении.
2. Профильные листы. На их поверхности можно увидеть низких боссов. Это значительно облегчает монтаж труб.Кроме того, этот материал снабжен пароизоляцией.

Если пол утеплен пенополистиролом, то лучше учесть некоторые нюансы:

• Лучше отдать предпочтение экструдированному виду изделия.
• При установке нельзя забывать о наличии вентиляционных зазоров между плитами и стенами.
• Если для отделки пола будет использоваться ламинат или паркет, лучше после утепления на поверхности основания построить обрешетку.При использовании ковролина лучше дополнительно выровнять поверхность фанерой.
• Листы нужно уложить вплотную, как можно плотнее друг к другу.
• Обязательно наличие гидроизоляции основания.

Экструдированный пенополистирол и пенополистирол — одни из самых популярных теплоизоляционных материалов среди продуктов, представленных на рынке. Эти обогреватели, казалось бы, по разным ценам, имеют схожие технические характеристики, и подобрать подходящий вариант для использования порой бывает очень сложно.

В этой статье мы разберемся, что лучше — пенополистирол или пенополистирол, и в чем существенная разница между этими материалами. Будет произведено сравнение их технических характеристик и эксплуатационных свойств.

1 Характеристики материала

Многие люди часто удивляются, насколько оправдана такая разница в цене между этими двумя материалами, если они максимально идентичны друг другу.

Проблема в том, что хотя пенополистирол иногда называют пенополистиролом, поскольку он также производится вспениванием из одного и того же сырья — полистирола, выделить экструдированный пенополистирол и пенопласт невозможно, поскольку они имеют существенные различия.

Различия между этими материалами обусловлены разными технологиями производства. Превращение исходного полистирольного сырья в пену осуществляется путем воздействия на полистирол высокотемпературного пара, при котором сырье вспенивается, во время которого молекулы полистирола увеличиваются в размерах и соединяются вместе.

Экструдированный пенополистирол производится по совершенно другой технологии. В процессе производства полистирольное сырье загружается в специальное оборудование — экструдер, где оно нагревается до полной потери связей молекулами полистирола, в результате чего образуется однородный жидкий расплав.

Далее расплав вязкой консистенции пропускается под давлением через экструзионную головку (отверстие заданной формы), в результате чего из расплава формируется изделие необходимой формы с однородной структурой.

Экструдированный пенополистирол Технониколь (и мы его рекомендуем) — это монолитная взаимосвязанная молекула пенополистирола, представляющая собой единую структуру, через которую не проникает ни пар, ни влага, а молекулы полимера полистирола в пенопласте просто связаны между собой.

Технология производства экструдированного пенополистирола отличается от технологии производства пенопласта гораздо большей трудоемкостью и продолжительностью процесса, что обуславливает разницу в цене между этими двумя материалами.

Вышеуказанные различия в технологии производства обуславливают существенное различие функциональных свойств этих двух материалов. Рассмотрим их подробнее.

1.1 Теплопроводность

Теплопроводность — основная характеристика любого теплоизоляционного материала, чем ниже теплопроводность, тем эффективнее изоляция и тем меньшая толщина материала требуется для получения высококачественной изоляции.

Теплопроводность экструдированного пенополистирола 0,028 Вт / мК, теплопроводность пенопласта 0,039 Вт / мК. Если он не бракованный. Чтобы свести к минимуму риск покупки бракованного товара, мы рекомендуем.

По этой характеристике экструдированный пенополистирол лучше, чем полистирол и большинство изоляционных материалов, имеющихся на рынке в целом.

1.2 Механическая прочность

Как уже было сказано, структура экструдированного пенополистирола является монолитной, а компоненты пенополистирола просто соединены друг с другом.

Это вызывает существенную разницу в прочностных характеристиках рассматриваемых материалов. Экструдированный пенополистирол имеет сопротивление изгибу в пределах 0,4-1 МПа и прочность на сжатие 0,25-0,5 МПа, в то время как пенопласт имеет эти показатели в пределах 0,07-0,2 МПа и 0,05-0,2 МПа соответственно.

На практике при сильном механическом воздействии он рассыпается на маленькие шарики, из которых состоит. Также этот материал очень хрупкий, так как чувствителен к деформациям при изгибе.

Экструдированный пенополистирол способен выдерживать довольно серьезные несущие нагрузки из-за деформации здания, в результате усадки или сезонных перепадов температур.

Плотность экструдированного пенополистирола обычно составляет от 30 до 45 кг / м3, тогда как фактическая плотность пенополистирола составляет 15-35 кг.

Согласно требованиям стандартов качества РФ фактическая плотность пены может отличаться от номинальной на 10 кг / м3, в результате чего реальная плотность той же пены ПСБ-С35 редко превышает 26 кг / м3.

1.3 Гидрофобность

Способность впитывать воду является важной характеристикой любого теплоизоляционного материала.

В качественных утеплителях это свойство следует минимизировать, так как при накоплении влаги утеплитель склонен к потере теплоизоляционных характеристик, увеличению веса и, при постоянном нахождении во влажной среде — гниению и разрушению.

Экструдированный пенополистирол имеет структуру с закрытыми порами, в результате чего материал практически не впитывает влагу.Если только он не неисправен. Поэтому рекомендуем избегать брака.

При полном погружении в воду на 24 часа экструдированный пенополистирол впитывает жидкости не более 0,2% от своего объема, при этом этот показатель практически не увеличивается при более длительном нахождении материала в воде — при погружении на 30 дней пенополистирол поглощает 0,4% своего объема.

Из-за структурных отличий пены этот показатель намного хуже — за 24 часа материал при полном погружении поглощает 2% объема, при погружении на 30 дней — 4%.

Эта разница в характеристиках более чем значительна, особенно если изоляция используется в сложных условиях с точки зрения влажности. При утеплении цоколя, фундамента и фасада гораздо лучше себя проявляет экструдированный пенополистирол.

1,4 Огнеупорность

Класс горючести теплоизоляционных материалов приобретает серьезное значение, когда необходимо утеплить объекты, конструкция которых имеет несколько деревянных элементов — чердак или крышу.

Также строительные нормы и правила запрещают выполнение внутренней теплоизоляции производственных помещений горючими материалами, так как это противоречит требованиям пожарной безопасности.

По классу горючести экструдированный пенополистирол ничем не отличается от пенопласта. Все продукты на основе полистирола относятся к группам горючести (в зависимости от примесей, содержащихся в продукте):

• G2 (нормально горючие) as;
• G3 (легковоспламеняющиеся материалы).

Для решения этой проблемы производители как в пенопласт, так и в экструдированный пенополистирол добавляют антипирен — вещество, благодаря которому изоляция приобретает способность к самозатуханию.

Исследования показывают, что при достаточной концентрации антипирена, при отсутствии прямого контакта с огнем, эти материалы гаснут в течение четырех секунд.

1,5 Склонность к усадке

Усадка, как и поглощение влаги, является главным врагом любой изоляции.При усадке материала в изоляционной конструкции появляются зазоры, которые значительно снижают общую эффективность изоляции.

Одна из основных проблем пены — это как раз ее склонность к усадке при нагревании. В большей степени деформация проявляется при нагревании изделия, поэтому пенополистирол для теплоизоляции систем теплого пола лучше не использовать, а при утеплении фасада пеной утеплитель необходимо покрыть белой штукатуркой, защищающей от УФ-лучи.

С экструдированным пенополистиролом дела обстоят намного лучше, материал практически не дает усадки ни при каких условиях эксплуатации.

2 Выводы

Учитывая все приведенные выше сравнения, ответ на вопрос: «Что лучше, пенополистирол или пенополистирол» вполне очевиден, эффективность теплоизоляции экструдированным пенополистиролом на порядок выше в практически по всем параметрам.

Чтобы убедиться в этом в полной мере, сравним основные технические характеристики этих материалов:

• Теплопроводность, Вт / мк: Пенополистирол — 0.028; Пенопласт — 0,039, вроде у;
• Коэффициент паропроницаемости, мг / мчПа: Пенополистирол — 0,05; Пенопласт — 0,022;
• Плотность материала, кг / м3: пенополистирол — 30-45, пенопласт — 15-35;
• Процент влагопоглощения из объема при погружении на 24 часа: пенополистирол — 0,2; Пенопласт — 2;
• Процент влагопоглощения из объема при погружении на 30 суток: пенополистирол — 0,4; Пенопласт — 4;
• Сопротивление статическому изгибу, МПа: Пенополистирол — 0.4-1; Пенопласт — 0,07-0,2;
• Сопротивление сжатию (при деформации 10%), МПа: Пенополистирол — 0,025-0,5; Пенопласт — 0,05-0,2;
• Класс горючести: Пенополистирол — Г2, Пенопласт G2 (нормально горючий).

Диапазон рабочих температур для обоих материалов от -50 до +75 градусов. Когда температура превышает указанное значение, начинается деформация материала. Температура возгорания экструдированного пенополистирола — 450 градусов, пены — 310 градусов.

Если вы выбираете, что использовать для утепления дома, пенополистирол или пенополистирол, то, если последний вариант укладывается в ваш бюджет, лучше отдать предпочтение ему.

Экструдированный пенополистирол — отличный вариант для теплоизоляции фасадов, фундаментов, полов, крыш и потолков. В доме, утепленном пенополистиролом, будет на порядок теплее, чем в доме, утепленном пенополистиролом. Лучше всего или.

Если ваши финансы ограничены, то используйте пенополистирол, он точно не соответствует техническим характеристикам экструдированного пенополистирола, однако среди недорогих изоляционных материалов это лучший выбор.

2.1 Обзор особенностей экструдированного пенополистирола (видео)

(PDF) Влияние наполнителей из вспенивающегося полистирола на свойства вспениваемого водой жесткого пенополиуретана

гранулят с вспенивающим агентом внутри. Наполнитель

должен иметь температуру размягчения ниже 90 ° C. Размер бусинок

, рекомендуемый диаметр от 0,2 до

4,0 мм. Количество EPS, добавляемого в реакционную смесь полиуретана

, должно находиться в диапазоне 20–120 мас.%

по отношению к полиуретановым реагентам. Идея этого проекта

заключается в совместном расширении EPS и RPURF и баланса полной энергии

. EPS расширяется за счет использования тепла экзотермической реакции полиола

и изоцианата. Эта технология позволяет

создать новый композитный материал на основе хорошо известных

и широко применяемых полимеров.

Целью данной работы было изучение влияния добавки

EPS в количестве 40 мас.% от выбранных свойств

композитов RPURF-EPS, таких как теплопроводность, прочность на сжатие

, плотность сердцевины и стабильность размеров

.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Материалы

Материалы, используемые для приготовления композита:

, перечисленные ниже:

—Owipian

®1325 (Synthos SA, Oœwiêcim, Po-

) в виде шариков из полистирола с основной

Размер частиц 1,60… 2,40 мм, содержащий 5… 6 мас.% изомеров пен-

тана в качестве вспенивающего агента и гексабром-

циклододекана (до 0,5 мас.%), снижающего воспламеняемость пены.

— PUREX WG 2034 NF (продукт Polychem Sys-

tems Sp. Z o.o., Познань, Польша), представлявший собой двухкомпонентную систему

для производства жесткого пенополиуретана

для изоляции. Компонент A представлял собой смесь полиолов, катализатора

, силиконового поверхностно-активного вещества и воды в качестве вспенивающего агента

.Компонент B представлял собой смесь мономеров и полимеров

метилен-4,4’-дифенилдиизоцианата (30-32%

группы NCO). Оба компонента смешивали массой

с соотношением A: B = 100: 150, используя время начала 18–24 с.

Пробоподготовка пен

Композиты RPURF-EPS и эталонный RPURF

были синтезированы однократным методом при комнатной температуре

. Эталонная пена не содержала шариков EPS

. Композиты RPURF-EPS содержали 40 мас.%

шариков EPS (66,7 мас.% по массе полиуретановых реагентов

) были приготовлены по методике, описанной в [12, 13]. Компонент B смешивали с шариками EPS

. Затем к смеси добавляли соответствующее количество компонента A

и интенсивно перемешивали при 1200 об / мин

в течение 10 секунд. После перемешивания смесь выливали в металлическую форму

размером 300 x 300 x 100 мм, которую нагревали до

50 ° C. Пенопласты отверждали в форме в течение 30 мин при

, чтобы получить продукты со стабильными размерами.После этого

пен были извлечены из формы и выдержаны в течение

24 часов при комнатной температуре перед разрезанием на

подходящих образцов для испытаний.

Методы испытаний

— Кажущаяся плотность сердцевины RPURF-EPS com-

позитов была определена в соответствии со стандартом ISO 845

на образцах кубической формы со стороной 50 мм путем измерения

их объема и масса.

— Содержание закрытых ячеек было измерено в соответствии со стандартом

PN-EN ISO 4590 с использованием образцов размером 100 × 25 ×

25 мм.Испытание основано на измерении объема газа

, вытесненного образцами, помещенными в камеру аппарата с закрытыми ячейками

tus.

— Водопоглощение измерялось в соответствии со стандартом

PN-69 / C-89084. Образцы (100 × 100 × 25 мм)

точно взвешивали на аналитических весах и помещали

в воду на 24 часа. После этого образцы снова взвешивали

и количество поглощенной воды составляло

рассчитано.

— Стабильность размеров участков RPURF-EPS compo-

была исследована в соответствии со стандартом PN-EN 1603

с использованием оригинальных образцов.Линейные размеры (ширина)

были измерены штангенциркулем через 24 часа,

— через 48 часов и 28 дней.

— Механические свойства определяли на универсальной испытательной машине

Zwick 1445 при комнатной температуре. Измерение прочности на сжатие композитов RPURF-EPS

было выполнено в соответствии со стандартом ISO 844

. Усилие, необходимое для деформации композитов

на 10% от их первоначальной толщины, было принято за предел прочности пен на сжатие

.Скорость движения траверсы

составляла 5 мм / мин. Испытания

проводили в параллельном и перпендикулярном направлениях

подъема пены.

— Теплопроводность участков RPURF-EPS compo-

была измерена с помощью прибора FOX 314 в соответствии со стандартом PN-EN 12667 на образцах толщиной 50 мм

.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Как уже упоминалось выше, RPURF и композит

RPURF-EPS были приготовлены для того, чтобы оценить влияние EPS на свойства материала.Добавление

EPS в качестве наполнителя к RPURF позволило

получить продукт, который отличается кажущейся плотностью, стабильностью размеров, механическими свойствами и теплопроводностью. Внешний вид приготовленных пен

в поперечном сечении и характеристики образцов представлены на рис. 1

и в таблице 1 соответственно.

Результат показывает, что кажущаяся плотность

RPURF-EPS значительно выше, чем у RPURF.

EPS был расширен за счет использования тепла экзотермической реакции полиола

и изоцианата, поэтому плотность

композита заполнена 40 мас. % EPS выросло только до

50 кг / м3. Величина водопоглощения аналогична эталонной пене и композитам

, но добавление EPS

влияет на расхождение результатов. Было отмечено, что прочность на сжатие

композитов RPURF-EPS в материалах

866 POLIMERY 2011, 56, nr 11-12

вторичного вспененного полистирола в качестве легкого заполнителя для экологически безопасных цементных конгломератов

(Базель).2020 Фев; 13 (4): 988.

Поступило 20.01.2020 г .; Принято 20 февраля 2020 г.

Abstract

В данной работе проанализированы реологические, термомеханические, микроструктурные и смачивающие характеристики цементных растворов с вторичным пенополистиролом (EPS).Образцы были приготовлены после частичной / полной замены обычного песчаного заполнителя на пенополистирол с другим размером зерен и гранулометрическим составом. Несмотря на механическую прочность, легкость и теплоизоляция были важными характеристиками всех чистых композитных материалов из пенополистирола. В частности, растворы на основе пенополистирола характеризовались более высокой теплоизоляцией по сравнению с эталонным песком из-за более низкой удельной массы образцов, в основном связанной с низкой плотностью заполнителей, а также с пространствами на границах раздела пенополистирол / цементная паста.Интересные результаты с точки зрения низкой теплопроводности и высокого механического сопротивления были получены в случае смесей песок-EPS, хотя в них содержится всего 50% объема органического заполнителя. Кроме того, растворы на основе песка показали гидрофильность (низкую WCA) и высокую водопроницаемость, тогда как присутствие EPS в цементных композитах привело к снижению водопоглощения, особенно в основной массе композитов. В частности, растворы с пенополистиролом размером 2–4 мм и 4–6 мм показали лучшие результаты с точки зрения гидрофобности (высокая WCA) и отсутствия проникновения воды на внутреннюю поверхность из-за низкой поверхностной энергии органического заполнителя вместе. с хорошим распределением частиц.Это свидетельствовало о когезии между лигандом и полистиролом, наблюдаемой при обнаружении микроструктуры. Такое свойство, вероятно, коррелирует с наблюдаемой хорошей удобоукладываемостью этого типа строительного раствора и с его низкой склонностью к расслоению по сравнению с другими образцами, содержащими EPS. Эти легкие теплоизоляционные композиты можно рассматривать как экологически безопасные материалы, поскольку они изготавливаются без предварительно обработанного вторичного сырья и могут использоваться для внутренних работ.

Ключевые слова: вторичный пенополистирол, цементные растворы, безопасное производство, теплоизоляция, механическое сопротивление

1. Введение

В последние годы проблемы, связанные с управлением отходами, стали очень актуальными в рамках более устойчивой модели освоения и потребления новых ресурсов и энергии [1,2,3,4,5,6,7]. Строительная промышленность является одним из видов деятельности с наибольшим потреблением сырья наряду с большим образованием отходов [8,9,10,11,12,13,14].В частности, широкое использование пластмасс в строительстве, особенно пенополистирола (EPS), требует новых подходов с низким уровнем воздействия на окружающую среду для оптимизации производственных процессов и сокращения побочных продуктов [15,16,17,18] . По этой причине операции по переработке можно рассматривать как важные задачи по повышению устойчивости материала, который превращается в новый ресурс, так называемое вторичное сырье. Для этой цели пенополистирол является полностью перерабатываемым материалом, широко используемым из-за экономической эффективности, универсальности и эксплуатационных характеристик [18,19,20,21].Он производится из мономера стирола с использованием процесса, в ходе которого к полимеру добавляют газообразный пентан, чтобы вызвать расширение с последующим получением сферических шариков. EPS представляет собой термопластичный полимер, широко используемый во многих областях (здания, упаковка) благодаря таким важным характеристикам, как теплоизоляция, долговечность, легкость, прочность, амортизация и технологичность, которые позволяют получать высокоэффективные и экономичные продукты [22,23, 24,25,26,27]. EPS — это материал с закрытыми порами, с низким водопоглощением и высокой устойчивостью к влаге, сохраняющий форму, размер и структуру после водонасыщения.Смолы EPS — широко распространенные полимеры в строительстве и в гражданском строительстве, обычно доступные в виде листов, форм или крупных блоков и используемые для изоляции полов, стен с закрытыми полостями, крыш и т. Д., Но также применяемые в дорожных фундаментах, строительстве тротуаров. , звукоизоляция от ударов, водоотвод, элементы модульных конструкций, легкие конгломераты (бетоны, растворы) и др. [28,29,30,31,32,33,34].

В данной работе легкие цементные растворы, содержащие вторичный пенополистирол (EPS) от измельчения промышленных отходов, были приготовлены с частичной или полной заменой стандартного песчаного заполнителя в смеси, без добавления добавок.Было проведено исследование реологических, термомеханических, микроструктурных и смачивающих свойств образцов. Было оценено влияние размера заполнителя и гранулометрического состава, и было проведено сравнение с образцами на основе обычного и / или нормализованного песка.

Целью было создание экологически безопасного материала с низкой удельной массой и теплоизоляционными свойствами, который характеризовался высокими техническими характеристиками с точки зрения гидрофобности, низкого водопоглощения [35,36,37,38,39] и с низким влияние производственного процесса.В отличие от обычных цементных композитов, характеризующихся пористостью и гидрофильностью, гидрофобные композиты обычно демонстрируют более длительный срок службы вместе с самоочищающимися свойствами [40,41]. Защита структуры цемента следует стандартным протоколам, основанным на пропитке / покрытии внешних слоев силановыми или силоксановыми фрагментами, в результате чего остается гидрофильный консолидированный бетонный композит [41,42]. Было показано, что добавление полимеров к свежей смеси вместе с нанесением гидрофобных покрытий на затвердевшие изделия приводит к уменьшению проникновения воды, таким образом превращая стандартный строительный материал в гидрофобную или сверхгидрофобную природу [43,44]. .В настоящем исследовании конгломерат не показал никакого покрытия на поверхности, и вся масса была изменена, по этой причине были исследованы боковые стороны и поверхности излома.

Эти легкие термоизоляционные композиты можно считать экологически устойчивыми материалами для внутренних неструктурных артефактов, поскольку они изготавливаются из необработанного вторичного сырья и дешевым способом, поскольку не требуются сложные методы производства. Однако эти обработки и процессы были бы более эффективными в случае производства в более крупных масштабах.

2. Материалы и методы

2.1. Приготовление строительных растворов

Цементные растворы были приготовлены с использованием CEM II A-LL 42,5 R (Buzzi Unicem (Casale Monferrato, Италия)) [45]. Нормализованный песок (~ 1700 г / дм ³ , 0,08–2 мм) был закуплен Societè Nouvelle du Littoral (Leucate, Франция), тогда как просеянный песок использовался в качестве заполнителя в трех фракциях определенного размера (1–2 мм, 2–2 мм). 4 мм и 4–6 мм) [46,47]. Вторичный пенополистирол (EPS), полученный в результате измельчения промышленных отходов, использовался в трех определенных фракциях (1–2 мм, 2–4 мм и 4–6 мм).Образцы были подготовлены с соотношением 0,5 Вт / C, призмы 40 мм × 40 мм × 160 мм были получены для испытаний на изгиб / сжатие, в то время как цилиндры (диаметр = 100 мм; высота = 50 мм) были подготовлены для тепловых испытаний. В случае механических испытаний образцы выдерживали в воде в течение 7, 28, 45 и 60 дней, а в случае термических испытаний образцы выдерживали в воде в течение 28 дней.

Эталон был подготовлен с использованием нормализованного песка [46] и назван Нормальным. EPS был добавлен в конгломерат с частичной или полной заменой стандартного песчаного заполнителя, который производился по объему, а не по весу [48,49,50] из-за низкой удельной массы полистирола.Образцы (за исключением нормального) были приготовлены с объемом агрегата 500 см ³ . и показать состав заполнителя и соответствующих строительных растворов.

Таблица 1

Состав агрегатов в композитах.

Таблица 2

Состав растворов.

Полная замена песка производилась зернами EPS размером 1–2 мм (30 г / дм ³ ), 2–4 мм (15 г / дм ³ ) и 4–6 мм (10 г / дм ³ ), образцы EPS2, EPS3 и EPS4 были получены, как описано в и.Другой образец, названный Sand, приготовленный с размером песка в диапазоне 1–2 мм (50%), 2–4 мм (25%) и 4–6 мм (25%), сравнивали с образцами EPS. Образец Sand-EPS был приготовлен после замены 50% объема песка зернами EPS размером 4–6 мм (Sand / EPS).

2.2. Реологические, термические и механические характеристики

Проточные испытания позволили оценить реологические свойства свежих конгломератов [51]. ISOMET 2104, Applied Precision Ltd (Братислава, Словакия), использовался для определения теплопроводности (λ) и температуропроводности (α) образцов путем создания постоянного теплового потока с помощью нагревательного зонда, нанесенного на поверхность образца.Температура регистрировалась с течением времени, а λ и α были получены после оценки экспериментальной температуры по сравнению с решением уравнения теплопроводности [52]. Испытания на изгиб и сжатие проводились на приборе MATEST (Милан, Италия). Испытания на изгиб были проведены на шести призмах (40 мм × 40 мм × 160 мм) путем приложения нагрузки со скоростью 50 ± 10 Н / с, в то время как прочность на сжатие была получена на полученных полупризмах путем приложения нагрузки с 2400 Скорость ± 200 Н / с [46].

2.3. Измерения краевого угла и водопоглощения

В настоящем исследовании исследование боковой поверхности и внутренней поверхности цементных конгломератов проводилось путем измерения краевого угла. После нанесения не менее пятнадцати капель (5 мкл) воды на поверхность каждого образца было показано, что поведение трех репрезентативных точек (точки 1, 2 и 3) суммирует поведение всех капель. Портативный микроскоп dyno-lite серии Premier (Тайвань) и фоновое холодное освещение использовались для изучения временной эволюции капли со скоростью 30 кадров в секунду.В случае нестатической капли, определяемой по водопоглощению, последовательности изображений анализировали с помощью программного обеспечения Image J (версия 1.8.0, Национальный институт здравоохранения, Бетесда, Мэриленд, США), чтобы измерить изменение краевого угла смачивания. и высоты падения.

2.4. СЭМ / EDX и порозиметрические анализы

Электронный микроскоп FESEM-EDX Carl Zeiss Sigma 300 VP (Carl Zeiss Microscopy GmbH (Йена, Германия)) использовался для характеристики морфологии и химического состава образцов, которые были нанесены на алюминиевые стержни и перед испытанием распыляли золото (Sputter Quorum Q150 Quorum Technologies Ltd (Восточный Суссекс, Великобритания)).В этом отношении состав нормализованного песка был: C (4%), O (52%), Si (35%), Ca (2%), состав просеянного песка был: C (10%), O (45%), Ca (45%), состав полистирола: C (30%), O (70%), состав цементного теста: C (4,2%), O (40%), Si ( 7,6%), Ca (44%), Fe (1,5%), Al (2,5%). Автоматический газовый пикнометр Ultrapyc 1200e, Quantachrome Instruments (Boynton Beach, FL, USA) использовался для порометрических измерений, а гелий использовался для проникновения в поры материала.

3. Результаты и обсуждение

Данные о потоке неконсолидированных образцов представлены и были получены после измерения диаметров смеси до и после испытания [51]. Расход образца представлен увеличением диаметра в процентах по сравнению с диаметром основания.

Образец песка показал более высокую текучесть (+ 35%) по сравнению с образцом Нормальный из-за отсутствия более мелких агрегатов. Образцы EPS были более текучими, чем оба эталона, особенно по отношению к нормализованному строительному раствору (нормальный).Такое поведение можно объяснить низкой поверхностной энергией, низкой шероховатостью (гладкая поверхность), гидрофобными свойствами (синтетический органический полимер) и низкой плотностью частиц EPS (10–30 г / дм3 по сравнению с 1700 г / дм ³ песка), которые могут вызвать сегрегацию заполнителя в цементном конгломерате. Более низкая текучесть EPS3 (+ 126%) по сравнению с EPS2 (+ 174%) и EPS4 (+ 150%), вероятно, связана с лучшим уплотнением заполнителей в смеси (лучшее распределение гранул), в то время как в В случае образца Sand / EPS присутствие неорганического заполнителя способствовало снижению текучести ().Прочность на изгиб и сжатие образцов представлена ​​как функция удельной массы. Образец песка показал немного более высокую механическую прочность, чем образец Normal, из-за наличия агрегатов большего размера, которые способствуют увеличению удельной массы. Добавление пенополистирола обусловило образование пустот в композите с заметным уменьшением удельной массы строительных растворов (), которая зависит не только от характеристик матрицы и полимера (вспенивающейся структуры пенополистирола), но и от свойств поверхности раздела [53 , 54,55].По этой причине после полной замены объема песка наблюдалось снижение механической прочности конгломератов, этот эффект приписывается низкой плотности / высокой пористости шариков пенополистирола (вставка) и пустотам, создаваемым заполнителем. на границе цемент / EPS во время смешивания [53,54]. Фактически пористость этих образцов примерно в два раза выше эталонных (). Для этой цели сопротивление изгибу и сжатию образцов EPS2, EPS3 и EPS4 было примерно на ~ 80% ниже, чем у эталонов, с пределом прочности при сжатии от почти 50 МПа до менее 10 МПа при снижении удельной массы с 2100 до 10 МПа. 900 кг / м ³ .После замены 50% объема песка шариками из пенополистирола (Sand-EPS) наблюдалось увеличение механической прочности по сравнению с образцами из пенополистирола. Фактически, снижение прочности на изгиб составило примерно 25% по сравнению с обоими эталонами, в то время как прочность на сжатие была на 25-30% ниже, чем у эталонов.

Прочность образцов на изгиб и сжатие (отверждение 28 дней). Этикетка EPS (пенополистирол) представляет собой EPS 2, EPS3 и EPS4. Белые квадраты представляют прочность на сжатие, а черные квадраты — прочность на изгиб.На вставке: внутренняя пористость шарика из пенополистирола (СЭМ-изображение).

Таблица 3

Механическая прочность (отверждение 28 дней) образцов.

Растворы из пенополистирола не показали хрупкого поведения при изгибе, которое можно наблюдать в образцах песка (нормальный и песчаный), но разрыв был более постепенным, и растворы, содержащие 100% пенополистирола, не показали разделения двух части [56,57].Образец Sand-EPS, содержащий 50% песка и 50% EPS, показал полухрупкое поведение. Как и в первом случае, разрушение строительных смесей из EPS2, EPS3 и EPS4 при сжатии происходило постепенно с высоким поглощением энергии из-за сохранения нагрузки после разрыва без разрушения [56,58,59]. Как и ожидалось, эталонные образцы показали типичное хрупкое разрушение. Было замечено, что большинство агрегатов образцов EPS3 и EPS4 отслоились вдоль плоскости разрушения (A, B), напротив, никаких повреждений не наблюдалось для большинства заполнителей в строительном растворе EPS2, а некоторые из шариков EPS2 были сняты. склеены из матрицы (С).

( A ) СЭМ-изображение границы раздела цементная паста / EPS в образце EPS3. ( B ) СЭМ-изображение границы раздела цементная паста / EPS в образце EPS4. ( C ) СЭМ-изображение границы раздела цементная паста / EPS в образце EPS2, на вставке — изображение разорванного валика EPS.

Из этих результатов можно сделать вывод, что связь между заполнителем EPS2 и цементным тестом была слабее, чем предел прочности заполнителя (плохая адгезия EPS к цементной пасте), в то время как связь между заполнителем EPS2 и цементом паста в образцах EPS3 и EPS4 была прочнее (лучшая адгезия EPS к цементной пасте), чем предел прочности гранул полистирола [33,60].Этот эффект был особенно заметен на образце EPS3 (A). Последний результат свидетельствует о лучшей когезии между заполнителем и цементным тестом. Таким образом, EPS3 продемонстрировал более высокое уплотнение, которое упаковывает частицы заполнителя вместе, чтобы увеличить удельную массу строительного раствора, и это также объясняет более низкий процентный поток по сравнению с другими образцами, что привело к более текучести и с более высокой тенденцией к сегрегации. [20] (см.).

Более низкая удельная масса образца EPS2 может быть продемонстрирована большими пустотами на границе раздела лиганд / агрегат с длиной, сопоставимой с гранулами EPS и шириной 20-30 микрон, этот эффект был приписан упомянутой плохой адгезии гранул к поверхности. цементная паста (А, Б).Этот результат также наблюдался в образце EPS3, но в последнем случае адгезия отсеченных частиц к цементному тесту была лучше, что свидетельствует о более высокой удельной массе этого типа легкого строительного раствора. Кроме того, по букве C очевидна идеальная адгезия песка к цементному тесту. Фактически, из карты относительно элемента Si, который почти не присутствует в известняке, можно наблюдать незначительное разделение между песком и лигандом, которое объясняется благоприятной адгезией.

( A , B ) СЭМ-изображения границы раздела цементная паста / EPS в образце EPS2. ( C ) СЭМ-изображение нормализованного строительного раствора и, на вставке, карта EDX относительно распределения Si в образце.

Временные изменения прочности на изгиб и сжатие нормального образца, образцов EPS3 и Sand / EPS представлены в тех случаях, когда увеличение сопротивления может наблюдаться при стабилизации через 45 дней. Через 60 дней значения существенно не изменились, что свидетельствует о стабильности материалов с учетом конкретных условий отверждения / консервации воды конгломератов.

Прочность образцов на изгиб ( A ) и сжатие ( B ) с течением времени.

Растворы на основе пенополистирола показали более низкую теплопроводность и коэффициент диффузии, чем эталонные пески (). Этот результат можно приписать более низкой удельной массе образцов из-за низкой плотности органических агрегатов [61,62] (см. Вставку) вместе с упомянутыми пустотами на границе раздела EPS / лиганд, которые ограничивают перенос тепла в композите. В частности, теплопроводность образцов без покрытия из пенополистирола была на ~ 80% ниже, чем у эталонов.Наилучшие результаты были получены в случае образца EPS4 (0,29 Вт / мК) из-за наименьшей удельной массы. Промежуточные значения (0,8 Вт / мК) были получены для образцов с 50% EPS (образец песка / EPS). Данные по теплопроводности и коэффициенту диффузии показали экспоненциальное уменьшение с уменьшением удельной массы конгломератов.

( A ) Теплопроводность и ( B ) температуропроводность образцов.

Была проведена характеристика смачивания боковой поверхности () и внутренней поверхности () нормального образца.A, B показывает изменение во времени краевого угла смачивания воды (WCA) и высоты падения для боковой поверхности образца песка. Наблюдался гидрофильный характер (WCA <90 °) [35], хотя было обнаружено различное поведение в разных точках наблюдения. Быстрое уменьшение WCA и полное проникновение произошло за несколько секунд в точке 3, более медленное, но полное водопоглощение произошло в точке 2, тогда как более высокое WCA и незначительное водопоглощение наблюдались в случае точки 1. C показывает изображения, относящиеся к поведению капли.Боковая поверхность эталонного раствора на основе нормализованного песка (нормальный) показала аналогичные характеристики. Стоит подчеркнуть, что возможность обнаружения и количественной оценки пространственно неоднородного поведения такой поверхности / материала, как они, является особым преимуществом пространственно разрешенной оценки смачиваемости и абсорбции, выполненной с помощью этого метода (объем капли составляет 5 мкл), чего нельзя достичь с помощью измерений водопроницаемости или капиллярного поглощения.

( A ) Угол смачивания и ( B ) изменение высоты во времени для капель воды, осевших на характерных точках боковой поверхности нормализованного раствора (песок).( C ) Изображения с оптического микроскопа (внизу: капля точки 1, вверху: капля точки 3).

( A ) Угол контакта и ( B ) высота падения для репрезентативных точек поверхности разрушения нормализованного раствора (песок). ( C ) На изображении оптического микроскопа: точка 2 капля.

A, B — параметры смачивания относительно поверхности излома. Внутреннюю поверхность, образовавшуюся в результате механического разрушения, можно считать более репрезентативной для составных элементов, поскольку это часть образца, показывающая каждый компонент смеси.Он показывает открытую пористость, характеризующуюся высокой шероховатостью и видимым распределением агрегатов, в отличие от того, что наблюдается на боковой поверхности. В частности, результаты, полученные в каждой точке наблюдения, были одинаковыми. Быстрое уменьшение краевого угла смачивания водой и высоты падения наблюдалось в каждой точке (C). В отличие от того, что наблюдалось на боковой поверхности, WCA была ниже, поэтому поверхность излома в целом можно считать супергидрофильной (WCA ~ 0–5 [35,63] и быстро впитывающейся.Как и в первом случае, аналогичные результаты наблюдались на внутренней поверхности образца Normal.

Характеристики смачивания раствора EPS3 с зернами EPS в диапазоне размеров шариков 2–4 мм (50%) и 4–6 мм (50%) представлены в и. Как описано выше, EPS полностью заменил объем песка. A, B показывает изменение во времени краевого угла смачивания воды (WCA) и высоты капли на боковой поверхности образца. Наблюдались разные тенденции. Медленное, но полное водопоглощение имело место в точке 1, более высокое и незначительное водопоглощение наблюдались в случае точек 2 и 3, последнее с WCA ≥ 90 °.В данном случае боковая поверхность оказалась более гидрофобной, чем у ссылок.

( A ) Угол контакта и ( B ) высота падения для репрезентативных точек боковой поверхности раствора EPS3. ( C ) На изображении оптического микроскопа: точка 2 капля.

( A ) Угол контакта и высота падения (B ) для репрезентативных точек поверхности излома раствора EPS3. ( C ) На изображении оптического микроскопа: точка 2 капля.

A, B показывает изменение во времени краевого угла смачивания воды (WCA) и высоты капли на поверхности излома образца EPS3. При этом капля была стабильной в течение всего времени наблюдения. также показано изображение капли после осаждения на поверхность образца (точка 2), которая стала гидрофобной с высоким значением WCA (WCA> 90 °) [35]. Последний результат был подтвержден после осаждения капель на пластину из пенополистирола или на голые гранулы из пенополистирола, в частности, в первом случае WCA была приблизительно 99 °, а во втором (100–102 °) выше, вероятно, из-за кривизны гранул.WCA была выше на голых шариках по сравнению с EPS в смеси из-за отсутствия загрязнения от гидрофильного цементного теста [64,65]. Для этого после нанесения на участки цементного теста образца EPS3 (точки 1 и 3) наблюдались гидрофильные свойства, но незначительное водопоглощение. Этот последний результат приписывается гидрофобному и неабсорбирующему эффекту EPS, участки которого уменьшают среднюю поверхностную энергию образца, делая неэффективным присутствие пористых и гидрофильных областей цемента [64,65].

Характеристики смачивания поверхности излома раствора EPS4 с зернами EPS в диапазоне размеров шариков 1–2 мм (25%), 2–4 мм (25%) и 4–6 мм (50%), приведен в A, в то время как результаты, полученные на боковой поверхности, были аналогичны результатам для образца EPS3. Поверхность излома является гидрофобной в области полистирольных шариков (точка 2) и гидрофильной в области цементного теста (точка 3), поскольку капля была нанесена на гидрофильную и абсорбирующую поверхность. Фактически, последний результат представляет собой разницу между поверхностью разрушения этого образца и поверхностью разрушения первого композита (EPS3).

Угол смачивания для характерных точек поверхности излома растворов ( A ) EPS4 и ( B ) EPS2.

Характеристики смачивания поверхности излома строительного раствора EPS2 с зернами EPS в диапазоне размеров шариков 4–6 мм (100%) приведены в B, и в этом случае результаты, полученные на боковой поверхности этого образца, были аналогичны тем, которые наблюдались в случае бывших образцов EPS. В случае поверхности излома гидрофильный характер наблюдался в каждой точке наблюдения с очень низким углом контакта с водой и быстрым водопоглощением.

Таким образом, EPS3 — образец с наименьшим водопоглощением. Это может быть связано с более эффективной организацией агрегатных частиц с открытыми пространствами (сфероидальными микрополостями) между более крупными частицами, заполненными шариками EPS меньшего размера [49,66], что приводит к лучшему поведению композита. Этот образец действительно показывает самую высокую удельную массу и самую низкую пористость среди образцов EPS, что обоснованно является следствием лучшего уплотнения заполнителя (о чем свидетельствует самый низкий поток).Это свойство, с одной стороны, приводит к небольшому снижению теплоизоляционных характеристик, но, с другой стороны, делает композит определенно менее подверженным проникновению воды. Важность оптимизации уровня уплотнения путем регулирования распределения по размерам заполнителей EPS обусловлена ​​относительно большим размером исходных гранул EPS, что приводит к образованию слишком больших каналов цементной матрицы между заполнителями в затвердевшие артефакты.

Следовательно, при правильном распределении по размеру шарики EPS могут представлять собой подходящие заполнители в артефактах на основе цемента как для освещения / изоляции, так и для обеспечения водонепроницаемости.Такое двойное преимущество проистекает из своеобразного сочетания низкой плотности и низкой поверхностной энергии этого пластичного материала, как уже было показано при использовании других полимерных заполнителей, таких как гранулированный каучук из отслуживших свой срок шин [53].

4. Выводы

В данной работе было проведено исследование реологических, термомеханических, микроструктурных и смачивающих характеристик цементных растворов, содержащих вторичный пенополистирол (EPS). Образцы были приготовлены после частичной / полной замены обычного песчаного заполнителя на пенополистирол с другим размером зерен и гранулометрическим составом.Результаты экспериментов можно резюмировать следующим образом:

• —

  Образцы EPS дали больше текучести, чем эталоны, в частности образец, характеризующийся зернами EPS размером 2–4 мм (50%) и 4–6 мм. Диапазон размеров гранул (50%) (EPS3) был наиболее пластичным с хорошим распределением частиц и когезией между лигандом и органическими агрегатами, что также наблюдалось при микроструктурных и порозиметрических детекциях.

• —

  Механическое сопротивление образцов EPS было ниже по сравнению с контрольными из-за более низкой удельной массы.Наблюдалось увеличение силы со стабилизацией через 45 дней. Через 60 дней значения существенно не изменились, что свидетельствует о стабильности материалов с учетом конкретных условий отверждения / консервации воды конгломератов.

• —

  Растворы на основе пенополистирола показали более низкую теплопроводность и коэффициент диффузии по сравнению с эталонами на основе песка из-за более низкой плотности, приписываемой низкой плотности заполнителей и зазоров на границе раздела пенополистирол / цементная паста.

• —

  Интересные результаты с точки зрения высоких механических сопротивлений и низкой теплопроводности были получены в случае смесей песок-EPS.

• —

  Эталонные растворы на основе песка показали гидрофильность (низкую WCA) и высокую водопроницаемость, особенно на поверхности излома композитов, в противоположность тому, что наблюдалось в случае образцов EPS, которые в целом были более гидрофобными и менее водопоглощающий. Наилучшие результаты (высокая WCA и незначительное проникновение воды на поверхность трещины) были получены с образцом EPS3.Это свойство было приписано низкой поверхностной энергии органического заполнителя в сочетании с его лучшим распределением частиц и уплотнением в гидрофильных областях цементной пасты в композите.

• —

  Эти легкие термоизоляционные композиты могут использоваться в строительной индустрии в качестве неструктурных компонентов, особенно для внутреннего применения (панели, штукатурки). Более того, конгломераты можно считать экологически устойчивыми, поскольку они изготавливаются из вторичного сырья (переработанный пенополистирол) и являются рентабельными, поскольку использовался дешевый способ подготовки, поскольку возобновляемые агрегаты не подвергались предварительной обработке, а сложная технология производства не применялась. обязательный.

Благодарности

Особая благодарность Пьетро Стефаницци и Стефании Лиуцци за термический анализ. Адриано Богетич признателен за анализ SEM-EDX, а также за регион Апулии (проект лаборатории микрорентгенографии — Reti di Laboratori Pubblici di Ricerca, кодовые номера 45 и 56). Выражаем благодарность DICATECh Политехнического института Бари за анализ SEM.

Вклад авторов

Концептуализация, А.П .; методология, А.П .; программное обеспечение, R.D.M .; валидация, А., R.D.M. и M.N .; формальный анализ, А.П .; расследование, A.P., R.D.M .; ресурсы, А.П .; курирование данных, А.П .; письменная — подготовка оригинала черновика А.П .; написание — просмотр и редактирование, A.P., R.D.M., M.N .; визуализация, М.Н .; наблюдение, М. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получало внешнего финансирования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы