Menu Close

Пенополистирол коэффициент теплопроводности: Коэффициент теплопроводности пенопласта 100 мм —

Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола

Экструдированный пенополистирол обладает пористой структурой, благодаря которой отлично сохраняет тепловую энергию. Теплопроводность материала зависит от его плотности, характеристика которой выносится в его маркировку. В отличие от пенопласта, ячейки которого заполнены газом, этот теплоизолятор содержит внутри себя воздух, который не испаряется, сохраняя свойства даже при намокании.

Рис.1 Смещение точки росы при снижении теплопроводности материала


Понятие теплопроводности материалов

Любые тела, газообразные, жидкие среды при контакте друг с другом стремятся выровнять температуру молекул, из которых состоят. Обмен частиц различных материалов энергией и называется теплопроводностью.

Например:

  • в зимнее время холодный уличный воздух стремится выровнять температуру внутри помещений;
  • для чего забирает тепловую энергию у стен зданий;
  • которая передается им нагретым от регистров отопительных приборов воздухом.

Положительный коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола означает передачу энергии лишь в сторону увеличения температуры. Вещества с отрицательным коэффициентом ТП понижают температуру окружающей среды (инертные газы, использующиеся в климатическом оборудовании).

В строительстве применяются материалы, способные предотвратить теплопотери, защитить жилище от холода. Поэтому, тепловой барьер должен быть непрерывным, чтобы отсутствовали мостики холода, сводящие на нет усилия по теплоизоляции здания.

Рис.2 Сравнение теплопроводности конструкционных, теплоизоляционных материалов


Факторы, влияющие на теплопроводность пенополистирола

Плотность материалов показывает содержание в них воздуха, с увеличением этой характеристики коэффициент теплопроводности снижается. Для пенополистирола при увеличении плотности от 10 до 35 кг/м3 он снижается с 0,044 единиц до 0,032 единиц. Для облегчения расчетов при проектировании производители утеплителя добавляют в состав графит, выравнивая теплопроводность пенополистирола любой плотности до единого значения 0,055 единицы.

Поэтому, приобретая на строительном рынке листы ЭППС, потребителю не нужно проверять данную характеристику материалов разной плотности.

Сравнение пенополистирола с прочими теплоизоляторами

Утеплители используются в строительстве для снижения толщины стен, перекрытий, кровельного пирога.

Конструкционные материалы этих силовых конструкций оклеиваются теплоизолятором для распределения свойств:

  • бетон, кирпич, дерево обеспечивают стабильную геометрию коробки здания, прочность, достаточную для эксплуатационных нагрузок;
  • пенополистирол создает тепловой барьер для снижения теплопотерь.

Слой этого материала в 2 см успешно заменяет:

  • 27 см пенобетона;
  • 37 см кирпича;
  • 20 см пиломатериала;
  • 4 см минваты;
  • 3 см пенопласта;

Основным достоинством ПСБ-С является сохранение свойств при контакте с водой. Недостаток заключается в оплавлении при контакте с открытым огнем. Присутствие в материале антипиренов не может полностью решить проблему пожаробезопасности. Поэтому, пенополистирол запрещен нормативами СНиП для полного оклеивания фасадов.

Вокруг оконных, дверных блоков, в межэтажных противопожарных отсечках допускается только негорючая базальтовая вата. Вся остальная плоскость наружной стены может быть защищена в целях экономии экструдированным пенополистиролом.

С этой статьей также читают:

ПЕНОПЛЭКС® — оптимальное техническое решение для теплоизоляции плоских кровель


Экструзионный пенополистирол, из которого изготовлены плиты ПЕНОПЛЭКС®, превосходит широко распространенные теплоизоляционные материалы по всем техническим критериям выбора утеплителя для плоских кровель, а для инверсионных кровель является безальтернативным.


При выборе теплоизоляционного материала главным критерием является его теплозащитная способность. Это свойство выражается коэффициентом теплопроводности (λ). У плит ПЕНОПЛЭКС® из экструзионного пенополистирола он не превышает 0,034 Вт/м∙°С в самых неблагоприятных условиях, в том числе при эксплуатации «Б», т.е. при сочетании неблагоприятных влажностных факторов (см. таблицу 2 в п. 4.3 СП 50.13330.2012). Сразу отметим, что проектировщики используют в своих расчетах λ

А или λБ (при эксплуатации «А» или «Б»), т.е. расчетный коэффициент теплопроводности материала не в сухом состоянии, а в реальных условиях, в том числе при повышенной влажности, когда у большинства утеплителей теплопроводность существенно возрастает, т.е. ухудшается.

Коэффициент теплопроводности 0,034 Вт/м∙°С — это показатель, заявленный компанией «ПЕНОПЛЭКС». Выбирая материал, многие специалисты не всегда довольствуются данными производителя и предпочитают собрать информацию из нескольких источников. Резонно предположить, что наиболее авторитетным источником будет уже упомянутый нормативный документ СП 50.

13330.2012, которым проектировщики и строители обязаны руководствоваться при проектировании и устройстве теплозащиты. В данном СП имеется приложение «Т» под названием «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий». Любопытно, что там значения λБ для экструзионного пенополистирола еще ниже — 0,031-0,032 Вт/м∙°С, а значит лучше, чем заявляет производитель. Это объясняется тем, что производитель учитывает срок службы материала, весьма немалый. По результатам испытаний в НИИ Строительной физики РААСН долговечность плит ПЕНОПЛЭКС® составляет не менее 50 лет. Но у других широко распространенных теплоизоляционных материалов λБ существенно выше, чем даже 0,034 Вт/м∙°С. По данным приложения «Т» к СП 50.13330.2012, этот параметр составляет от 0,044 до 0,055 Вт/м∙°С (минераловатные плиты из стеклянного и каменного волокна) и 0,044–0,059 Вт/м∙°С (беспрессовый пенополистирол, ПСБ).

Вторым критерием выбора теплоизоляционного материала является влагостойкость. Теплопроводность воды более чем в 10 раз выше, чем у широко распространенных утеплителей. Попадая в структуру материала, вода резко снижает теплозащитные свойства. Именно благодаря уникальной закрытой мелкоячеистой структуре экструзионный пенополистирол не впитывает влагу. Водопоглощение плит ПЕНОПЛЭКС® не превышает 0,5% по объему, что можно считать пренебрежимо малой величиной. Минеральная вата обладает волокнистой структурой, поэтому быстро поглощает воду и теряет теплозащитные свойства. То же можно сказать и о зернистом ПСБ.

Важно отметить, что для инверсионных плоских кровель имеется строгое нормативное требование (согласно п. 5.4.3 СП 17.13330.2017 «Кровли») по водопоглощению для теплоизоляционного материала — не более 0,7%. Этому условию соответствует только экструзионный пенополистирол.

В том же пункте норматива изложено требование к инверсионным кровлям по прочности, которому, опять-таки, отвечает только экструзионный пенополистирол. Прочность на сжатие теплоизоляционного материала должна быть не менее 100 кПа. Плиты ПЕНОПЛЭКС®, применяемые для утепления кровель, имеют прочность на сжатие при 10%-ной деформации не менее 150 кПа (0,15 МПа), а для инверсионных кровель производитель рекомендует плиты ПЕНОПЛЭКС® ГЕО, у которых этот показатель еще выше — от 0,3 МПа. У самой прочной минеральной ваты данный параметр не превышает 0,07 МПа.

Прочность — третий важный критерий выбора теплоизоляции для плоской кровли, которая должна выдерживать нагрузки при обслуживании крыши.

Таким образом, экструзионный пенополистирол имеет явные преимущества перед другими широко распространенными утеплителями по теплопроводности, влагостойкости, прочности и долговечности. Но это еще не полный список. Плиты ПЕНОПЛЭКС® из экструзионного пенополистирола экологически безопасны, биостойки, удобны в монтаже.

В заключение следует упомянуть о пожарной безопасности кровель с применением теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС®. Все кровельные системы, разработанные компанией «ПЕНОПЛЭКС», прошли оценку противопожарных характеристик во ВНИИПО МЧС России и имеют класс пожарной опасности К0.  

На рис.: кровельная система «ЭКСТРА» с применением ПЕНОПЛЭКС® в качестве теплоизоляции и уклонообразующего слоя

 

1 — Гидроизоляция PLASTFOIL® производства компании «ПЕНОПЛЭКС»

2 — Крепеж

3 — Разделительный слой из геотекстиля

4 — Уклонообразующий слой из сборных элементов ПЕНОПЛЭКС® УКЛОН

5 — Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС®

6 — Пароизоляция

7 — Основание

 

Для многих технических решений кровель с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС® разработаны BIM-модели, которые можно скачать с официального сайта компании.

На первой фотографии: теплоизоляция кровли цеха магнезитных изделий (ЦМИ) № 2 завода «Группы Магнезит» в городе Сатке Челябинской области

 

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм: считаем теплоизоляцию

Утеплить помещение можно различными методами.

Например, использовать пенопласт. Его отличительная характеристика – это высокие эксплуатационные качества. Самым основным достоинством пенопласта является низкая теплопроводность. Это качество помогает хорошо сохранять тепло. Помимо этого, пенопласт имеет и другие плюсы.

  1. Практичность.
  2. Экологичность.
  3. Легкость.
  4. Простая установка.
  5. Способность выдерживать температурные перепады.
  6. Доступная цена.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 434
Источник: https://kotel.guru/uteplenie/utepliteli/kakim-koefficientom-teploprovodnosti-obladaet-penoplast.html

Коэффициент теплопроводности плит пенопласта

Утепление дома можно провести различными способами, например, с помощью пенопласта, который отличается высокими эксплуатационными характеристиками. К ним относятся: практичность, экологичность, небольшой вес, простота монтажа, невосприимчивость к перепадам температуры, а также доступная цена. Но главное преимущество — низкая теплопроводность пенопласта, позволяющая добиться отличного энергосбережения.

От чего зависят характеристики материала?

Блок: 2/13 | Кол-во символов: 494
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 813
Источник: https://eco-stroitelstvo.ru/teploprovodnost-penoplasta-tochnye-cifry/

Разновидность и показатели пенопласта

Строительный рынок предлагает большой выбор утеплительного материала. Пенопласт имеет низкую теплопроводность. Но этот показатель может меняться, в зависимости от разновидности полистирола. Если сравнивать с другими утеплителями, можно сделать определенные выводы. Например, лист пенопласта плотностью 50-60 мм можно заменить большим объемом минеральной ваты. Материал плотностью 100 мм можно заменить вспененным полистиролом с показателями 123 мм. Характеристики этих видов утеплителей немного схожи. Поэтому и разбежность небольшая. Показатели пенопласта превышают и характеристики базальтовой ваты.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 638
Источник: https://kotel.guru/uteplenie/utepliteli/kakim-koefficientom-teploprovodnosti-obladaet-penoplast.html

Классификация пенополистирола

Обычный пенопласт

Теплоизоляционный материал, который получают в результате вспенивания полистирола. Как уже упоминалось выше, его объем – это 98% воздуха, который запечатан в гранулы. Это говорит не только о его отличных теплоизоляционных качествах, но и о звукоизоляционных свойствах.

Главное преимущество материала – отсутствие способности поглощать влагу. Кроме того, он не гниет и биологически не разлагается. Долговечный материал, небольшой массы и удобный в использовании. Его можно приклеить к любому строительному материалу.

Пенополистирол легко подается горению, но в его составе есть такое вещество, как антипирена. Именно оно и наделяет пенопласт способностью самозатухать. Кроме того, пенополистирол нельзя использовать для утепления фасадов. Это объясняется его низкой паропроницаемостью. А для того чтобы провести работы с пенопластом под кровлей, следует хорошо продумать систему вентиляции.

Использование в зависимости от марки материала

  • ПСБ-С 15. Маркировка пенопласта говорит о том, что им можно утеплить конструкции, которые не подвергаются механическим нагрузкам. Например, утепление кровли, пространства между стропами и потолочного перекрытия.
  • ПСБ-С 25 и 25Ф. Распространенная маркировка пенополистирола. Говорит о том, что можно утеплять любую поверхность. Стены, фасады, потолки или напольное покрытие, кровлю.
  • ПСБ-С 35 и 50. Таким материалом можно утеплять объекты, которые находятся под постоянно высокой нагрузкой.

Экструдированный пенополистирол

Теплоизоляционный материал, который обладает высоким эффектом и качеством. Его чаще всего используют для утепления ограждающих конструкций. И коэффициент теплопроводности колеблется от 0,027 до 0,033 Вт/м К.

Структура материала ячеистая. И полная закрытость каждой ячейки обеспечивает абсолютную защиту от проникновения воды. Поэтому такой материал и рекомендуют использовать там, где влажность повышенная или там, где материал может контактировать с водой. Это утепление подвального помещения или фундамента коттеджа. Даже в условиях недостаточной гидроизоляции, экструдированный пенополистирол сохранит свои теплоизоляционные качества.

Кроме этого, такой материал отличается высокой устойчивостью к различным деформациям. Эта особенность позволяет использовать его как утеплитель для поверхностей, несущие большие нагрузки. Например, экструдированным пенополистиролом можно утеплить фасады. Особенно если материал облицовки очень тяжелый.

Что касается температуры. Пенополистирол способен выдерживать резкие скачки, от -120 до +175 градусов. При этом его структура остается целой и невредимой.

Недостатками этого материала является горючесть, но, как и пенопласт, его составные элементы способны заставить его затухнуть. Контакт пенополистирола со сложными углеводами может привести к разрушению.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 2791
Источник: https://kotel.guru/uteplenie/utepliteli/kakim-koefficientom-teploprovodnosti-obladaet-penoplast.html

Сравнительная теплопроводность экструдированного пенополистирола

Экструдированный пенополистирол обладает пористой структурой, благодаря которой отлично сохраняет тепловую энергию. Теплопроводность материала зависит от его плотности, характеристика которой выносится в его маркировку. В отличие от пенопласта, ячейки которого заполнены газом, этот теплоизолятор содержит внутри себя воздух, который не испаряется, сохраняя свойства даже при намокании.

Рис.1 Смещение точки росы при снижении теплопроводности материала

Блок: 4/13 | Кол-во символов: 522
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Марки пенопласта

Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.

  • ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
  • ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
  • ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 793
Источник: https://dnevnik-stroika.ru/uteplenie/teploprovodnost-penoplasta-ot-50-mm-do/

Понятие теплопроводности материалов

Любые тела, газообразные, жидкие среды при контакте друг с другом стремятся выровнять температуру молекул, из которых состоят. Обмен частиц различных материалов энергией и называется теплопроводностью.

Например:

  • в зимнее время холодный уличный воздух стремится выровнять температуру внутри помещений;
  • для чего забирает тепловую энергию у стен зданий;
  • которая передается им нагретым от регистров отопительных приборов воздухом.

Положительный коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола означает передачу энергии лишь в сторону увеличения температуры. Вещества с отрицательным коэффициентом ТП понижают температуру окружающей среды (инертные газы, использующиеся в климатическом оборудовании).

В строительстве применяются материалы, способные предотвратить теплопотери, защитить жилище от холода. Поэтому, тепловой барьер должен быть непрерывным, чтобы отсутствовали мостики холода, сводящие на нет усилия по теплоизоляции здания.

Рис.2 Сравнение теплопроводности конструкционных, теплоизоляционных материалов

Блок: 5/13 | Кол-во символов: 1065
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Коэффициент теплопроводности плит пенопласта

Для облегчения расчетов при проектировании производители утеплителя добавляют в состав графит, выравнивая теплопроводность пенополистирола любой плотности до единого значения 0,055 единицы.

Поэтому, приобретая на строительном рынке листы ЭППС, потребителю не нужно проверять данную характеристику материалов разной плотности.

Блок: 7/13 | Кол-во символов: 371
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Утеплитель из вспененного полиэтилена

Изобретение утеплителя из вспененного полиэтилена (или пенополиэтилена, ППЭ) подняло решение проблемы теплоизоляции на совершенно новый уровень. Этот легкий и пластичный материал, обладающий очень высоким коэффициентом тепловой защиты и массой других достоинств, вытеснил на задний план ряд других изоляционных материалов, требующих больших физических и материальных вложений. Его с легкостью можно использовать как в быту, так и в промышленных целях.

Блок: 9/13 | Кол-во символов: 491
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Отличительные особенности утеплителя из ППЭ

Технические характеристики

Теплоизоляция из вспененного полиэтилена представляет собой изделия с закрытопористой структурой, мягкие и эластичные, имеющие соответствующую своему назначению форму. Они обладают рядом свойств, характеризующих газонаполненные полимеры:

  • Плотностью от 20-ти до 80-ти кг/м3,
  • Диапазоном рабочих температур от -60-ти до +100 0C,
  • Отличной влагостойкостью, при которой влагопоглощение составляет не более 2 % объёма, и практически абсолютной паронепроницаемостью,
  • Высоким показателем шумопоглощения уже при толщине, больше либо равной 5-ти мм,
  • Стойкостью к большинству химически активных веществ,
  • Отсутствием гниения и поражения грибком,
  • Очень продолжительным сроком эксплуатации, в некоторых случаях достигающим более 80-ти лет,
  • Нетоксичностью и экологической безопасностью.

Но самой важной характеристикой материалов из пенополиэтилена является очень малая теплопроводность, благодаря которой они могут использоваться в теплоизоляционных целях. Как известно, лучше всего сохраняет тепло воздух, а его в этом материале предостаточно. Коэффициент теплоотдачи утеплителя из вспененного полиэтилена составляет всего 0,036 Вт/м2 * 0C (для сравнения теплопроводность железобетона – около 1,69, гипсокартона – 0,15, дерева – 0,09, минеральной ваты – 0,07 Вт/м2 * 0C).

ИНТЕРЕСНО! Теплоизоляция из вспененного полиэтилена слоем толщиной 10 мм способна заменить 150-тимиллиметровую толщину кирпичной кладки.

Область применения

Утеплитель из вспененного полиэтилена широко применим в новом и реконструктивном строительстве объектов жилого и производственного комплекса, а также автомобиле- и приборостроении:

  • Для уменьшения теплопередачи путем конвекции и теплового излучения от стен, полов и кровель,
  • В качестве отражающей изоляции для увеличения теплоотдачи отопительных систем,
  • Для защиты трубных систем и магистралей разного назначения,
  • В виде утепляющей прокладки для различных щелей и проемов,
  • Для изолирования вентиляционных и кондиционирующих систем.

Кроме этого, пенополиэтилен используется как упаковочный материал для транспортировки продукции, требующей тепловой и механической защиты.

Вреден ли вспененный полиэтилен?

Сторонники использования в строительстве натуральных материалов могут говорить о вредности химически синтезированных веществ. Действительно, при нагревании выше 120 0C вспененный полиэтилен превращается в жидкую массу, которая может быть токсичной. Но в стандартных бытовых условиях он абсолютно безвреден. Более того, утеплительные материалы из пенополиэтилена по большинству показателей превосходят дерево, железо и камень Строительные конструкции с их применением обладают легкостью, теплом и низкой себестоимостью.

Блок: 10/13 | Кол-во символов: 2708
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Виды ППЭ-утепляющих материалов

На данный момент выпускается огромный ассортимент продукции, которую можно назвать теплоизоляцией из вспененного полиэтилена.

Одним из отличий подобных изделий, которое внешне может быть незаметно, но в эксплуатации существенно, является вид пенополиэтилена, из которого они изготовлены. Это может быть «сшитый» либо «несшитый» полимер, первый из которых имеет более высокие физические и химические показатели (прочность, диапазон температур эксплуатации и т.п.). Однако обычно при выборе изоляционного продукта для тех либо иных целей большую роль играет конструкция изделия.

Блок: 11/13 | Кол-во символов: 608
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Теплопроводность пенопласта + таблица

При этом толщина утеплителей из вспененного полиэтилена может варьироваться от 1-го до 50-ти мм, а форма может быть в виде:

  1. Пленки, листов и плиток без всякого покрытия, используемых в основном для теплоизоляции деталей различного оборудования, в том числе холодильного,
  2. Пенополиэтилена с двусторонним пленочным покрытием, который применяется для работ по утеплению полов, фундаментов либо подвальных помещений. Полимерное покрытие дает дополнительную гидроизоляцию поверхностей, а также защищает сам материал от механического травмирования и солнечного света.
  3. С фольгированием одной либо обеих сторон применяется в местах, где требуется не только прямая задержка теплого воздуха, но также отражение теплового излучения и свойство огнезащиты (кровли, стены, места за отопительными радиаторами, внутренние поверхности обогревателей-рефлекторов и т.п.)
  4. В виде трубок пенополиэтилен находит применение как защитная оболочка водопроводов, канализаций, систем отопления и кондиционирования.
  5. В виде жгута используется для перекрытия швов и зазоров стен, оконных и дверных проемов и т.п.

Каждый из видов пенополиэтиленовой изоляции может иметь самоклеящиеся поверхности для удобства монтажных работ.

ВАЖНО! Для современного утеплителя из вспененного полиэтилена может быть предусмотрена отделка не только из пленки, но также из таких материалов, как бумага, лавсан и более плотный пластик. В этих случаях его можно использовать без дополнительной декоративной и защитной отделки.

Блок: 12/13 | Кол-во символов: 1511
Источник: https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 13666
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
  1. https://astgift.ru/teploprovodnost-penopolistirola-50-mm/: использовано 8 блоков из 13, кол-во символов 7770 (57%)
  2. https://kotel.guru/uteplenie/utepliteli/kakim-koefficientom-teploprovodnosti-obladaet-penoplast.html: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 3863 (28%)
  3. https://dnevnik-stroika.ru/uteplenie/teploprovodnost-penoplasta-ot-50-mm-do/: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 1220 (9%)
  4. https://eco-stroitelstvo.ru/teploprovodnost-penoplasta-tochnye-cifry/: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 813 (6%)

Источник: m-strana.ru

Выбор утеплителя, чем утеплить дом

На современном строительном рынке присутствует не один, и даже не десять видов утеплителя, а гораздо больше. Большинство из них имеют различное происхождение и абсолютно не похожи друг на друга. Объединяет их только низкая теплопроводность.

У материалов, достойных называться утеплителями, коэффициент теплопроводности не превышает 0,08 Вт/(м*°К). Речь идет об эффективных утеплителях. Но, кроме них, существует довольно много материалов, обладающей невысокой теплопроводностью, которые так или иначе можно задействовать при утеплении.

Выбор утеплителя зависит, прежде всего, от среды его применения. На языке профессионалов это называется «условия эксплуатации». Одним из главных критериев выбора утеплителя является водопоглощение. Влага – это первый враг теплоизоляции. Дело в том, что коэффициент теплопроводности воды намного выше, чем у любого утеплителя.

Впитываемая в утеплитель, влага снижает её свойства по удерживанию тепла в помещении.

Термоизолирующим фактором в теплоизоляции является воздух, теплопроводность которого очень низкая. Практически лишен теплопередачи только абсолютный вакуум. Однако вакуумная теплоизоляция в строительстве не применяется, во всяком случае, до сегодняшнего дня. Впрочем, некоторые производители уже пытались заработать на теме вакуума, но все эти попытки оказались не более чем спекуляцией. Речь идет о всевозможных теплоизоляционных красках, несостоятельность которых была подтверждена в лабораторных условиях.

Характеристики утеплителей

Прежде чем обращаться непосредственно к теме выбора теплоизоляции, следует разобраться в вопросе их эксплуатационных характеристик. К таковым относятся не только теплопроводность и водопоглощение. Есть еще целый ряд параметров, влияющих на выбор. Рассмотрим их по порядку.

Теплопроводность.

Данная характеристика напрямую связана с плотностью материала. Чем он плотнее, тем меньше в нём воздуха, и соответственно выше теплопроводность. Поэтому, сравнивая утеплители, обязательно учитывают их плотность.

Один и тот же утеплитель может иметь разную плотность, которая обязательно указывается в его маркировке. Так, например, у пенополистирола плотностью 25 кг/м²; коэффициент теплопроводности составляет 0,039 Вт/м·°C, тогда как при плотности 50 кг/м³; данный коэффициент увеличивается до 0,041 Вт/м·°С. То же касается минеральной ваты, пенополиуретана, пеностекла, пенофола и прочих утеплителей.

Сравнивать разные утеплители без учета их плотности нет смысла. Чтобы корректно сравнить утеплители по параметру теплопроводности, необходимо брать материалы равной плотности.

И ещё один момент. Нельзя путать теплопроводность (Вт/м⋅К) и сопротивление теплопередаче (м²·°С/Вт). Это противоположные по смыслу понятия. Кроме того, когда говорят о сопротивлении теплопередаче, то обязательно указывают толщину материала или ограждающей конструкции, тогда как коэффициент теплопроводности подразумевает фиксированный слой метровой толщины.

Плотность

Все эффективные утеплители имеют малый вес. Один кубометр утеплителя весит 15-50 кг. Промышленность выпускает утеплители различной плотности для того чтобы предоставить строителям определенный выбор по прочностным характеристикам. Чем плотнее утеплитель, тем он сильнее сопротивляется различным деформационным нагрузкам.

Прочность

Необходимость в прочности теплоизолятора в строительстве возникает нередко. Кроме того, что утеплитель не должен сжиматься под собственным весом, необходимо чтобы он легко справлялся и с дополнительными нагрузками. При фасадном утеплении материалы должны обладать достаточной прочностью и несущей способностью, чтобы выдержать собственный вес и вес штукатурки (при методе скрепленной изоляции). Чем плотнее утеплитель, тем он прочнее и крепче, однако вместе с этим увеличивается его теплопроводность и падает эффективность. Очевидно, что многие характеристики утеплителей тесно взаимосвязаны между собой.

Водопоглощение

Существуют утеплители с высоким и средним водопоглощением, а также маловпитывающие и совершенно не впитывающие воду материалы. Нет необходимости запоминать параметры водопоглощения того или иного утеплителя, достаточно просто знать, какой из них впитывает воду, а какой нет.

Легче всего напитываются водой волокнистые утеплители, такие как минеральная вата, эковата, войлок, шерсть и т.д. Вода вопреки законам гравитации способна подняться капиллярным способом практически на любую высоту. Например, если минеральная вата на фасаде будет иметь доступ к воде на уровне цоколя, то постепенно вымокнет весь фасад до самой крыши. Однако это не повод отказываться от минваты (подробнее об этом в отдельной главе о минеральной вате).

Наименьшим водопоглощением обладают вспененные утеплители с закрытыми ячейками в их структуре. К таким материалам, прежде всего, относится пеноплекс (экструдированный пенополистирол) и пеностекло. У названных утеплителей практически нулевое водопоглощение, благодаря чему их часто используют во влажных средах – для утепления подвалов, фундаментов и эксплуатируемых кровель. Оба утеплителя, кроме всего прочего, обладают ещё и значительной прочностью на сжатие, что делает их ещё более пригодными для утепления названных конструкций.

Обычный пенополистирол (пенопласт), особенно самые легкие его сорта, имеет определенное водопоглощение. Производители указывают о.2% по объему в течение 24 часов. Однако уже из практики известно, что обычный (неэкструдированный) пенополистирол способен напитать значительное количество влаги, которая теоретически может заполнить собой все его пустоты. Но так происходит редко, поскольку пенополистирол отдает влагу ещё легче, чем поглощает её. Благодаря этому свойству данный утеплитель считается одним из самых удобных и практичных при фасадном утеплении.

Горючесть

Класс горючести является очень важной характеристикой при выборе утеплителя. Горючие утеплители, такие как пенополистирол, разрешается использовать только при условии их отделки негорючими материалами, например, цементной штукатуркой. Для снижения горючести используются специальные добавки, направленные на самозатухание. С их помощью горючие утеплители не поддерживают самостоятельное горение.

С точки зрения пожарной безопасности менее всего подходят утеплители из натуральных волокон, такие как эковата, шерсть, джут, лен и т.д. Для снижения их горючести не только применяют антипиреновые добавки, но и уплотняют структуру. Если волокна мощно спрессованы, то к ним уменьшается доступ кислорода и горение сменяется тлением. Это повышает шансы успешного пожаротушения.

Плохо горит натуральная пробка, к тому же её не так просто поджечь. А вот тростниковые и соломенные маты легко воспламеняются, поэтому их следует защищать негорючими материалами.

Специфика утеплителей

В предыдущей главе вкратце раскрыта суть основных характеристик утеплителей. Теперь рассмотрим, как эти характеристики влияют на выбор того или иного утеплителя.

Для фасадного утепления чаще всего применяется пенополистирол и минеральная вата. Эти утеплители имеют сопоставимые коэффициенты теплопроводности с учетом их плотности. Вата на 10-30% дороже пенополистирола и её сложнее крепить, однако она считается более экологичной и в значительной степени пожаробезопасной.

Каменная вата (разновидность минеральной ваты, производимая из базальта) выдерживает высокие температуры до 1000°С и способна защитить конструкции от внешних источников жара и пламени.

Каменную вату производят из базальта.

Пенополистирол дешевле, легче монтируется и терпит огрехи монтажа. Благодаря низкому водопоглощению и легкой отдаче влаги, пенополистирол остается эффективным теплоизолятором практически в любых условиях, которые могут ожидать его с внешней стороны фасада. Его главный недостаток – низкая паропроницаемость. Стало быть, пенополистиролом нет смысла утеплять деревянные дома, достоинством которых являются дышащие стены.

Больше всего споров возникает как раз между приверженцами минеральной ваты и пенополистирола, поскольку это самые экономичные и популярные утеплители. Объективно оба утеплителя хороши, но их следует применять по назначению.

При помощи минеральной ваты лучше всего утеплять по схеме вентилируемого фасада. Данная схема подразумевает крепление минераловатных плит вплотную к стене, а с внешней стороны эти плиты отделываются клинкером или панелями с вентзазором. Восходящие тепловые потоки, возникающие в вентзазоре, создают постоянную тягу и подсушивают волокнистые плиты. Таким образом, минераловатный утеплитель остается сухим и не переувлажняется паром, просачивающимся из помещения через поры в стеновом материале.

Минеральная вата используется и при утеплении методом скрепленной теплоизоляции (мокрый метод). Однако риск накопления избытка влаги в этом случае присутствует даже при полном соблюдении технологии. Дело в том, что насколько бы проницаемой не оказалась бы штукатурка, она все равно в несколько раз хуже проводит пар, нежели минеральная вата. А это уже само по себе есть нарушение порядка расположения материалов ограждающей конструкции, при котором каждый последующий слой стены должен быть более паропроницаем, чем предыдущий. Поэтому сегодня многие специалисты сходятся во мнении, что минеральная вата не лучший выбор для легкого и тем более тяжелого мокрого метода фасадного утепления.

Суспензионный пенополистирол (обычный пенополистирол со структурой в виде шариков) оптимален при утеплении каменных и бетонных стен методом скрепленной теплоизоляции, а также в структуре слоеных стен.

Суспензионный полистирол — самый обычный полистирол.

При внешней защите негорючими материалами (штукатурка, кирпич) его возгорание исключено даже при продолжительном воздействии локальных источников пламени. Но в вентилируемых фасадах его применение категорически недопустимо. Даже самые самозатухающие виды пенопласта в вентилируеумых фасадах сгорают с высокой скоростью и потушить их очень проблематично. Восходящий поток в вентзазоре становится настолько мощным, что вызывает эффект автогена.

Экструзионный пенополистирол состоит из закрытых пор, внутрь которых не может попасть вода, благодаря чему его водопоглощение стремится к нулю. Этот материал дороже своего суспензионного собрата, но это вызвано не столько разницей в качестве, сколько разными технологиями производства.

Экструзионный или экструдированный полистирол.

Экструзионный пенополистирол есть смысл использовать там, где утеплителю угрожает влага. Данный материал хорош при утеплении подвалов, фундаментов, инверсионных кровель.

Однако при выборе стоит принимать во внимание температурный диапазон эксплуатации пенополистиролов. Так, экструзионный пенополистирол вряд ли можно посоветовать в качестве утеплителя для бань и саун. Здесь будет более безопасна каменная вата.

Но самым лучшим утеплителем в данном случае является пеностекло. Этот материал не горит, не выделяет вредных веществ при любых температурах и совершенно не боится влаги.

Пеностекло.

Не менее хорош пробковый агломерат, но проигрывает пеностеклу по жаростойкости.

Пробковый агломерат.

Натуральные утеплители. Для застройщиков, ставящих приоритетом использование натуральных материалов, важна экологическая безопасность утеплителя. Они выбирают материалы, произведенные из натурального сырья.

На постсоветском пространстве натуральные утеплители используют редко. Во-первых, они, как правило, дороже; во-вторых, наши люди считают, что нет особой разницы чем утеплять, поскольку теплоизоляция находится снаружи здания, а не внутри. Тем не менее, есть узкая категория застройщиков, которые выбирают именно натуральный утеплитель, поскольку занимаются строительством экологического жилья.

Натуральными утеплителями имеет смысл утеплять дома из натуральных материалов, прежде всего из дерева. Существуют отдельные технологии, в которых натуральный утеплитель является основным слоем ограждающих конструкций. Например, эковата, получаемая из экологически чистого бумажного вторсырья.

Эковата.

Её напыляют в мокром виде машинным способом, как штукатурку. После высыхания она превращается в непрерывную теплоизолирующую оболочку. Эковату применяют при строительстве каркасных домов, заполняя ею пространство между обшивками.

Одним из самых экологичных утеплителей является натуральная пробка.

Натуральная пробка.

Материал этот сам по себе уникальный. Пробка – это кора пробкового дуба, произрастающего на португальских и испанских побережьях средиземноморья и Атлантики. В пробке содержатся бактерицидные вещества, противодействующие её биоразложению. Она гипоаллергенна, не имеет запаха, не выделяет никаких вредных веществ даже при нагревании. Кроме того, пробка плохо горит и склонна к самозатуханию. Вместе с тем по теплопроводности она сопоставима с минеральной ватой, поэтому считается очень эффективным натуральным утеплителем.

Цельная натуральная пробка – материал недешевый. Однако для утепления используют пробковые агломераты (техническая пробка). Агломерат представляет собой спрессованную пробковую крошку, которая является отходом производства декоративных пробковых отделок. Агломераты состоят на 100% из пробки. Крошка связывается собственными клейкими веществами, выделяющимися из неё при нагревании.

Пробковые агломераты могут различаться по цвету от темно-коричневого до почти черного. Чем темнее агломерат, тем сильнее он нагревался в процессе производства. Но цвет агломерата по большому счету на эксплуатационные характеристики материала не влияет. Значение имеет только плотность. Чем она ниже, тем ниже теплопроводность агломерата.

Практически все натуральные утеплители хорошо проводят сквозь себя пар. Данное свойство важно, если ставится цель сохранения высокой паропроницаемости ограждающих конструкций.

Минеральная вата является условно натуральной, поскольку производится на основе песка или базальта (стеклянная и каменная вата соответственно). Однако в ней присутствуют химические добавки, антигигроскопичные, противопожарные, разрыхляющие и т.д. Эти добавки не позволяют отнести минвату к разряду полностью натуральных утеплителей.

Выбор утеплителя при строительстве дома

Выше было уже много сказано о сфере применения существующих утеплителей. Но во избежание ошибочных трактовок в этой главе будут предложены готовые решения. В то же время, благодаря предыдущим информационным блокам, логика этих решений будет понятна.

Каменные и бетонные стены можно утеплить тремя способами: слоеная стена, «мокрый метод» (скрепленная теплоизоляция) и вентилируемый фасад. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Слоеные стены – это внешние ограждающие конструкции, в толще которых расположен слой утеплителя. Они бывают двухслойными и трехслойными. Двухслойная стена состоит из несущего слоя и утеплителя с фасадной отделкой. Стены, утепленные мокрым методом тоже относятся к двухслойным. Трехслойные стены состоят из несущего слоя, утеплителя и фасадного слоя.

Трёхслойная стена.

Утеплителем в таких конструкциях служат вспененные материалы, обладающие низким водопоглощением. Применение в трехслойных стенах минеральной ваты считается ошибкой. Вата, зажатая между двух слоев кладки без вентзазора, станет увлажняться, утрачивая свои теплоизолирующие свойства.

Мокрый метод подразумевает крепление утеплителя с внешней стороны стены с последующим тонкослойным оштукатуриванием. Этот метод применяется как при новом строительстве, так и при термомодернизации старых домов.

Утепление по технологии «мокрый фасад».

В данном случае применяют и пенополистирол, и минеральную вату. Однако авторитетные специалисты считают, что применение волокнистых утеплителей, в частности минваты, в данном случае имеет ряд недостатков. Дело в том, что оштукатуренная минвата с трудом избавляется от пара, деффундирующего изнури помещений. В строительной практике регистрировались случаи, критического намокания ваты под штукатуркой.

Более подробно об этой технологии утепления можно узнать в отдельной статье: способы утепления фасада.

Вентилируеумый фасад. В данном случае на стену накладывается слой из плит минеральной (каменной) ваты, а фасадная отделка в виде клинкерной кладки или панелей возводится с вентиляционным зазором шириной 3-4 см.

Монтаж утеплителя по технологии «вентилируемый фасад».

Данная схема позволяет минеральной вате свободно избавляться от лишней влаги. Вспененные утеплители в вентилируемых фасадах не применяются. Во-первых, в этом нет никакого практического смысла, поскольку пенные утеплители сами по себе являются паробарьерами. Во-вторых, синтетические пены в структурах с вентиляционным зазором легко воспламеняются и сгорают за считанные секунды.

Подробнее о технологиях такого способа утепления можно узнать в отдельной статье: правильное утепление методом «вентилируемый фасад».

Термомодернизация

Если нужно утеплить уже существующий дом, то выбор утеплителя зависит, прежде всего, от способа утепления. Каменные и бетонные стены целесообразнее утеплять методом скрепленной теплоизоляции (мокрый метод) с использованием пенополистирола. При желании получить более изысканную отделку, например, клинкер или фасадные панели, рекомендуется сооружать вентилируемый фасад (утеплитель – вентиляционный зазор – фасадный слой). В вентфасадах используется только минеральная вата.

Теплые штукатурки

В отдельных случаях привести сопротивление теплопередаче стены к нормативным показателям можно при помощи нанесения слоя теплой штукатурки. Данный класс материалов использует в качестве наполнителя гранулы с низкой теплопроводностью. Чаще всего это перлит, вермикулит или пенополистирольные шарики.

Тёплая штукатурка.

Большинство теплых штукатурок являются паропроницаемыми и обладают достаточно низкой теплопроводностью. Однако для получения выраженного эффекта утепления необходимо наносить их толстым слоем. Теплые штукатурки чаще всего используют в качестве дополнительного утепления стен из ячеистых бетонов, а также при термомодернизации.

Почему важно знать коэффициент теплопроводности полиуретана и как это влияет на качество теплоизоляции?

Зачем знать коэффициент теплопроводности при выборе утеплителя, как он влияет на качество теплоизоляции и как рассчитать толщину слоя утепления. Читайте в статье.

ППУ для теплоизоляции в сравнении с другими утеплителями

Пенополиуретан (ППУ) — газонаполненная пластмасса, которая получается в результате смешивания полиола и полиизоцианата. После химической реакции вещество увеличивается в объеме от 5 до 25 раз в зависимости от формулы.

В строительстве ППУ применяют для теплоизоляции. Его теплопроводность позволяет защитить от холода кирпичные и деревянные дома, строения из газобетона и камня, блочные и бетонные конструкции. Материал не пропускает влагу и может защищать от воды. Имеет высокую адгезию, легко заполняет щели и пустоты, устойчив к растворам щелочей, кислот, осадкам. При длительной эксплуатации пенополиуретан не плесневеет. Он не восприимчив к грибкам, защищает от насекомых и грызунов. Служит дольше 30 лет.

Пенополиуретан не горит и не выделяет в атмосферу вредные вещества. Компания «Химтраст» предлагает материалы с разным классом горючести: от «Химтраст СКН-60 Г1» (трудногорючий) до «Химтраст СКН-30 Г3» (самозатухающий).

В строительстве для теплоизоляции используют базальтовое волокно, стекловату, полиуретан, пенопласт, пенополистирол. Коэффициент теплопроводности полиуретана один из самых низких среди утеплителей. Чем ниже коэффициент, тем тоньше нужен слой утеплителя. 


Средний коэффициент теплопроводности полиуретана — 0,028 Вт/(м·К). У открытоячеистого ППУ, который используют для тепло- и шумоизоляции закрытых помещений — 0,037 Вт/(м·К). У закрытоячеистого для наружных стен — 0,022 Вт/(м·К). Этот показатель говорит о том, насколько сильно материал сопротивляется проникновению холода извне и отдаче тепла наружу. Сравнение теплопроводности ППУ приведено в Приложении 3 СНиП 2-3-79.


Базальтовый утеплитель, стекловата и эковата

Базальтовым утеплителем (каменной ватой) часто укрывают здания. Он не горит и способен к самозатуханию. Теплопроводность материала — 0,04 Вт/(м·К), это тоже хороший показатель, но, в отличие от ППУ, слой базальтового утеплителя должен быть в два раза толще, чтобы защитить конструкцию. Такой же коэффициент у стекловаты и эковаты.

Экструдированный пенополистирол

Плитами из экструдированного пенополистирола защищают жилые дома от холодов. Теплопроводность материала — 0,032 Вт/(м·К), этого достаточно для утепления, однако нужно учитывать и другие свойства пенополистирола. Его класс горючести Г4, он легко воспламеняется и выделяет токсины.

Пенопласт

Пенопласт по плотности схож с пенополистиролом, только менее устойчив к механическому воздействию и держит тепло хуже. Коэффициент теплопроводности — 0,038 Вт/(м·К). Значит, его слой при утеплении должен быть на 30 % толще, чем ППУ.

За тепло в помещении отвечает не только теплопроводность ППУ при изоляции, но и другие материалы: кирпичная кладка, облицовочные панели, слой штукатурки, гидроизоляция. Все они имеют плотность и влияют на защиту здания от холода. 

Теплопроводность ППУ в сухом и влажном состоянии

При намокании любой материал впитывает влагу и расширяется. Разбухание приводит к частичной или полной потере теплоизоляционных свойств. Поэтому важно обращать внимание на водопоглощение по объему, которое измеряется в процентах. 

У закрытоячеистого ППУ типа «Химтраст СКН-40 Г2» этот показатель — 2 %, а у базальтовых утеплителей — 35 %. Это значит, что при попадании влаги большая часть теплоизоляционных свойств минеральной ваты, эковаты и стекловаты будет утрачена. С коэффициентом водопоглощения пенополиуретана сравнимы показатели пенополистирола и пенопласта: 1 % и 4 %. Однако при утеплении эти материалы нужно укладывать плитами и не допускать зазоров между ними, иначе тепло будет уходить сквозь щели. ППУ для теплоизоляции наносят на поверхность установками безвоздушного напыления единым слоем без швов и зазоров. Подробнее прочитать о напылении ППУ можно в этой статье.

Как рассчитать толщину слоя ППУ для теплоизоляции

Толщина слоя утеплителя зависит от коэффициента теплопроводности полиуретана. Но также на нее влияют климатическая зона, влажность внутри помещения, температура, влагопоглощение и свойства материала.

Расчет теплоизоляционного слоя регламентируется нормативными документами: СНиП 23-02-2002, СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», ГОСТ Р 54851-2011. 

Один из основных показателей для расчета толщины — суммарное сопротивление теплопередаче конструкций или термическое сопротивление. Оно обозначает необходимую разницу температур снаружи и внутри материала для прохождения энергии. Измеряется в (м²·K)/Вт. Чем выше величина показателя, тем надежнее утеплитель.

Чтобы рассчитать сопротивление, нужно толщину материала в метрах разделить на коэффициент теплопроводности пенополиуретана. 

dппу = (Rтреб — Rконстр) • ʎппу = (Rтреб — dконстр / ʎконстр) • ʎппу,

где dппу — требуемый слой ППУ в метрах,

Rтреб — требуемое сопротивление теплопередаче в (м²·K)/Вт,

Rконстр — сопротивление теплопередаче существующей ограждающей конструкции в (м²·K)/Вт,

ʎппу — коэффициент теплопроводности ППУ в Вт/(м•K),

ʎконстр — коэффициент теплопроводности существующей ограждающей конструкции в Вт/(м•K).

Подробнее о том, как найти оптимальную толщину слоя утеплителя, читайте в статье.



Для утепления помещения необходимо учитывать коэффициент теплопроводности материала. В зависимости от его физико-химических свойств определяется способность удерживать тепло. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше защищает от холода. Также важно учитывать другие особенности теплоизоляторов: способность отталкивать влагу, горючесть, экологичность и срок эксплуатации.


6. Заключение

Глава 6. Альбом технических решений по применению несъемной опалубки из пенополистирола в домостроении. Заключительные положения.

Техническое заключение по теплопроводности

При проведении теплофизического расчёта строительных ограждающих конструкции необходимо иметь информацию о значениях коэффициентов в теплопроводности и паропроницанию. Поэтому возникла необходимость в проведении экспериментального исследования теплопроводности и паропроницаемости пенополистирольных плит, выпускаемых завод «ЕТ-Пласт» всех марок (ПСБ-С-15, 25, 35 и 50).

Теплотехническое испытание проводилось ГОУВП “Самарская Государственная архитектурно-строительная академия” по договору №2067 от 15.03.04 г. в период с 5.03.047. по 3.04.04 г.

Экспериментальное исследование теплопроводности пенополистирола при условиях эксплуатации А и Б

При проведении теплотехнических характеристик строительных ограждающих конструкций используются теплофизические характеристики строительных и теплоизоляционных материалов в условиях эксплуатации А и Б в зависимости от зоны влажности района застройки и влажности режима помещения. За величину влажности для условий эксплуатации А принимают значение сорбционной влажности материала при относительной влажности воздуха 80%, а для условия эксплуатации Б — значение сорбционной влажности при относительной влажности воздуха 97%.

Сорбционная влажность пенополистирольных плит определялась по ГОСТ 24816-81 «Материалы строительные. Методы определения сорбционной влажности.

“Коэффициент теплопроводности увлажненных образцов из пенополистирола определялся по ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные.

Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном режиме»

При проведении экспериментального исследования теплопроводности пенополистирола при эксплуатации А и Б использовалась методика, изложенная в 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Расчетные значения теплопроводности определялись на пяти образцах для каждой из марок пенополистирола. В процессе проведения эксперимента осуществлялось последовательное увлажнение образцов. В начале определялись значения коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации А, а затем — в условиях эксплуатации Б.

Протоколы испытания образцов из пенополистирола ПСБС на теплопроводность приведены в приложении А. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.1.

Из представленных данных можно сделать вывод о том, что пенополистирол, выпускаемый заводом «ЕТ-Пласт» по значению коэффициента теплопроводности отвечает требованиям СНиП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий”.

Заключение

1. На основе проведённых экспериментов определены значения коэффициентов теплопроводности и паропроницаемости пенополистирольных плит ПСБС производства завода  «ЕТ-Пласт» различных марок, приведены ниже:

№ п/пНаименование материалаСредняя плотность материала в сухом состоянии, %, кг/м³Теплотехнические характеристики материала
Коэффициент теплопроводности в условиях эксплуатации, λ, Вт/м °СКоэффициент паропроницаемости, μ мг/(м.ч.Па)
АБ
1ПСБ-С-1513,50,0410,0440,0597
2ПСБ-С-2517,60,0380,0420,0512
3ПСБ-С-3530,70,0370,040,039
4ПСБ-С-5044,20,0380,0390,0355

По значению коэффициента теплопроводности пенополистирольные плиты отвечают нормативным требованиям для пенополистирола высшего качества.

Определенные значения коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации А и Б оказались ниже значений, предоставленных в СНиП-23-101-2000 “Проектирование тепловой защиты зданий”.

Анализируя данный по коэффициенту паропроницаемости следует отметить, что с увеличением плотности полистирола коэффициент паропроницаемости уменьшается.

Поэтому пенополистиро марки ПСБ-С-25 рекомендуется использовать для утепления наружных стен с использованием современных фасадных систем.

Пенополистирол марки ПСБ-С-35, 50 рекомендуется использовать в чердачных и цокольных перекрытиях, а также в покрытиях зданий и сооружений.

Нужна несъемная опалубка? Ищете поставщика?

Звоните: +7 (846) 21-21-338 или посмотрите каталог Несъемная опалубка


Коэффициент теплопроводности псб с | Домострой

Представлена сравнительная таблица значений коэффициента теплопроводности, плотности пеноплэкса и пенополистирола ПСБ различных марок в сухом состоянии при температуре 20…30°С. Указан также диапазон их рабочей температуры.

Теплоизоляцию пеноплэкс, в отличие от беспрессового пенополистирола ПСБ, производят при повышенных температуре и давлении с добавлением пенообразователя и выдавливают через экструдер. Такая технология производства обеспечивает пеноплэксу закрытую микропористую структуру.

Пеноплэкс, по сравнению с пенополистиролом ПСБ, обладает более низким значением коэффициента теплопроводности λ, который составляет 0,03…0,036 Вт/(м·град). Теплопроводность пеноплэкса приблизительно на 30% ниже этого показателя у такого традиционного утеплителя, как минеральная вата. Следует отметить, что коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ в зависимости от марки находится в пределах 0,037…0,043 Вт/(м·град).

Плотность пеноплэкса ρ по данным производителя находится в диапазоне от 22 до 47 кг/м 3 в зависимости от марки. Показатели плотности пенополистирола ПСБ ниже — плотность самых легких марок ПСБ-15 и ПСБ-25 может составлять от 6 до 25 кг/м 3 , соответственно.

Максимальная температура применения пенополистирола пеноплэкс составляет 75°С. У пенопласта ПСБ она несколько выше и может достигать 80°С. При нагревании выше 75°С пеноплэкс не плавится, однако ухудшаются его прочностные характеристики. Насколько при таких условиях увеличивается коэффициент теплопроводности этого теплоизоляционного материала, производителем не сообщается.

Теплопроводность и плотность пеноплэкса и пенополистирола ПСБ
Марка пенополистиролаλ, Вт/(м·К)ρ, кг/м 3tраб, °С
Пеноплэкс
Плиты Пеноплэкс комфорт0,0325…35-100…+75
Пеноплэкс Фундамент0,0329…33-100…+75
Пеноплэкс Кровля0,0326…34-100…+75
Сегменты Пеноплэкс марки 350,0333…38-60…+75
Сегменты Пеноплэкс марки 450,0338…45-60…+75
Пеноплэкс Блок0,036от 25-100…+75
Пеноплэкс 450,0340…47-100…+75
Пеноплэкс Уклон0,03от 22-100…+75
Пеноплэкс Фасад0,0325…33-100…+75
Пеноплэкс Стена0,0325…32-70…+75
Пеноплэкс Гео0,0328…36-100…+75
Пеноплэкс Основа0,03от 22-100…+75
Пенополистирол ПСБ (пенопласт)
ПСБ-150,042…0,043до 15до 80
ПСБ-250,039…0,04115…25до 80
ПСБ-350,037…0,03825…35до 80
ПСБ-500,04…0,04135…50до 80

Следует отметить, что теплоизоляция пеноплэкс благодаря своей закрытой микропористой структуре практически не впитывает влагу, не подвергается воздействию плесени, грибков и других микроорганизмов, является экологичным и безопасным для человека утеплителем.

Кроме того, экструдированный пенополистирол пеноплэкс обладает достаточно высокой химической стойкостью ко многим используемым в строительстве материалам. Однако некоторые органические вещества и растворители, приведенные в таблице ниже, могут привести к размягчению, усадке и даже растворению теплоизоляционных плит.

Основной характеристикой, благодаря которой пенополистирол получил широкое признание в качестве материала для утепления №1, является сверхнизкая теплопроводность пенопласта. Относительно небольшая прочность материала с лихвой компенсируется такими преимуществами, как стойкость к воздействию большинства агрессивных соединений, небольшой вес, нетоксичность и безопасность при работе. Хорошие теплоизолирующие свойства пенопласта дают возможность обустроить утепление дома по относительно небольшой цене, при этом долговечность такого утепления рассчитана на срок не менее 25 лет службы.

Что нужно знать о теплопроводности пенопласта

Способность материала к теплопередаче, проводить или задерживать тепловые потоки принято оценивать коэффициентом теплопроводности. Если посмотреть на его размерность – Вт/м∙С о , то становится понятным, что это величина удельная, то есть определенная для следующих условий:

  • Отсутствие влаги на поверхности плиты, то есть коэффициент теплопроводности пенопласта из справочника — это величина, определенная в идеально сухих условиях, которых в природе практически не существует, разве что в пустыне или в Антарктиде;
  • Значение коэффициента теплопроводности приведено к толщине пенопласта в 1 метр, что очень удобно для теории, но как-то не впечатляет для практических расчетов;
  • Результаты измерения теплопроводности и теплопередачи выполнены для нормальных условий при температуре 20 о С.

Согласно упрощенной методике, при расчетах термического сопротивления слоя пенопластового утеплителя нужно умножить толщину материала на коэффициент теплопроводности, затем умножить или разделить на несколько коэффициентов, используемых для того, чтобы учесть реальные условия работы теплоизоляции. Например, сильное обводнение материала, или наличие мостиков холода, или способ монтажа на стены здания.

Насколько теплопроводность пенопласта отличается от других материалов, можно увидеть в приведенной ниже сравнительной таблице.

На самом деле не все так просто. Для определения значения теплопроводности можно составить своими руками или использовать готовую программу для расчета параметров утепления. Для небольшого объекта обычно так и поступают. Частник или самозастройщик может вообще не интересоваться теплопроводностью стен, а уложить утепление из пенопластового материала с запасом в 50 мм, что будет вполне достаточно для самых суровых зим.

Большие строительные компании, выполняющие утепление стен на площади десятков тысяч квадратов, предпочитают поступать более прагматично. Выполненный расчет толщины утепления используется для составления сметы, а реальные значения теплопроводности получают на натурном объекте. Для этого наклеивают на участок стены несколько различных по толщине листов пенопласта и измеряют реальное термосопротивление утеплителя. В результате удается рассчитать оптимальную толщину пенопласта с точностью до нескольких миллиметров, вместо приблизительных 100 мм утеплителя можно уложить точное значение 80 мм и сэкономить немалую сумму средств.

Насколько выгодно использование пенопласта в сравнении с типовыми материалами, можно оценить из приведенной ниже диаграммы.

От чего зависит теплопроводность пенопласта

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

  • температуры воздуха;
  • плотности пенопластовой плиты;
  • уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.
  • Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20 о С внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

    Влияние плотности и влажности окружающей среды

    Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

    Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

    Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

    Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

    Влияние химического состава на теплопроводность

    Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

    В результате на практике пенопласт с индексом « С » — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

    Заключение

    Теплопроводность пенопласта практически не меняется с течением времени, как, например, у минеральной ваты или газосиликатных блоков. Единственной проблемой является деградация пенополистирола под действием солнечных лучей и рассеянного ультрафиолета. При длительном облучении материал становится рыхлым, покрывается трещинами и легко наполняется конденсатом, поэтому для сохранения первоначального значения теплопроводности необходимо закрывать утеплитель облицовкой.

    Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

    Общее описание

    Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

    Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

    В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

    Характеристики теплопроводности пенопласта

    Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

    Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

    Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

    Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С). Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.

    Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

    Какие листы выбрать?

    Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

    Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

    Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

    Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.

    Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

    R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

    Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

    R2 = R – R1 = 4.2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)

    Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

    p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

    Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

    Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

    Пенополистирол — EPS — Теплоизоляция

    Пример — изоляция из пенополистирола

    Основной источник потерь тепла из дома — через стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м 2 ). Стена толщиной 15 см (L 1 ) изготовлена ​​из кирпича с теплопроводностью k 1 = 1,0 Вт / м · К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи составляет 22 ° C и -8 ° C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах h 1 = 10 Вт / м 2 K и h 2 = 30 Вт / м 2 К соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. Д.).

    1. Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
    2. Теперь предположим, что теплоизоляция на внешней стороне этой стены. Используйте изоляцию из пенополистирола толщиной 10 см (L 2 ) с теплопроводностью k 2 = 0,03 Вт / м · К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.

    Решение:

    Как уже было написано, многие процессы теплопередачи включают композитные системы и даже включают комбинацию как теплопроводности, так и конвекции. С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

    Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии проблемы.

    1. голая стена

    Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и не принимая во внимание излучение, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

    Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

    U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 Вт / м 2 K

    Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:

    q = 3,53 [Вт / м 2 K] x 30 [K] = 105.9 Вт / м 2

    Суммарные потери тепла через эту стену будут:

    q убыток = q. A = 105,9 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 3177 Вт

    1. композитная стена с теплоизоляцией

    Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стенку, отсутствие теплового контактного сопротивления и без учета излучения, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

    Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

    U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0,1 / 0,03 + 1/30) = 0,276 Вт / м 2 K

    Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:

    q = 0,276 [Вт / м 2 K] x 30 [K] = 8,28 Вт / м 2

    Суммарные потери тепла через эту стену будут:

    q убыток = q. A = 8,28 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 248 Вт

    Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Его надо добавить, добавление следующего слоя теплоизолятора не дает такой большой экономии.Это лучше всего видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитных стен . Скорость устойчивой теплопередачи между двумя поверхностями равна разнице температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

    Теплопроводность пенополистирола

    Теплопередача:
    1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриен С.Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
    2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
    3. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3, май 2016 г.

    Ядерная и реакторная физика:

    1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Эддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
    2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
    3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
    4. Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
    5. W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Clarendon Press; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
    6. г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
    7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, 1988.
    8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
    9. Пол Рейсс, нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

    Advanced Reactor Physics:

    1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
    2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
    3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
    4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

    Экспериментальное исследование и корректировка модели

    В данном исследовании сверхлегкий пенополистироловый пенобетон (EFC) был изготовлен методом химического вспенивания, а его теплоизоляционные свойства были измерены переходным методом при различных температурах окружающей среды (от -10 до 40 ° С).Затем наблюдали влияние температуры и объемной доли EPS на теплопроводность и плотность EFC в сухом состоянии. В конечном итоге уравнение Ченга – Вачона было модифицировано путем введения температурного параметра. Результаты показали, что теплопроводность EFC уменьшается с повышением температуры. Также было продемонстрировано, что подходящий объем частиц EPS может не только уменьшить теплопроводность EFC, но также уменьшить влияние температуры на теплопроводность. Теплопроводность EFC при различных температурах была точно предсказана в этом исследовании с использованием предложенной модели.

    1. Введение

    Пенобетон (FC) — это тип легкого пористого материала на основе цемента с плотностью от 400 кг / м 3 до 1900 кг / м 3 , который широко используется в области строительства, особенно для снижения статической нагрузки конструкций и для сохранения тепла, демпфирования, звукоизоляции и заполнения пор [1]. По сравнению с органическими изоляционными материалами ТЭ имеет более высокую прочность, лучшую огнестойкость и долговечность [1–3]. Однако, чтобы соответствовать более высоким требованиям к теплоизоляционным характеристикам, плотность FC должна быть дополнительно снижена до менее чем примерно 400 кг / м 3 .В соответствующих исследованиях было установлено, что метод химического вспенивания больше подходит для сверхлегких ТЭ, чем механическое вспенивание [4–9].

    Пенополистирол (EPS) был впервые представлен в качестве легкого заполнителя для бетона Куком в 1973 году [10]. Благодаря своей превосходной теплоизоляции и близким пористым свойствам частицы пенополистирола существенно влияют на тепловые характеристики FC. Например, Sayadi et al. [11] добавили регенерированные частицы EPS в FC и обнаружили, что теплопроводность образца FC с объемной долей EPS 82% была снижена на 45%, а плотность — на 62.5%. Видно, что EPS имеет широкие перспективы применения и большую потенциальную ценность в FC [12–14].

    Теплопроводность — важный параметр, отражающий способность бетона передавать тепло. Многие исследования изучали теплопроводность композиционных материалов и выявляли влияние различных факторов на теплопроводность [15]. Температура как внешнее условие оказывает важное влияние на теплопроводность бетона [16–20]. Рахим и др. [21] проверили теплопроводность трех бетонных материалов на биологической основе при различных температурных условиях (от 10 до 40 ° C) в установившемся состоянии с использованием метода защищенной горячей плиты.Они обнаружили, что теплопроводность бетонных материалов увеличивается с повышением температуры. Тандироглу [22] изучил теплопроводность легкого необработанного бетона с перлитовым заполнителем и установил функции взаимосвязи для теплопроводности, водоцементного отношения, количества перлита по массе и температуры. Предложенные эмпирические соотношения теплопроводности применимы в диапазоне температур от -70 до 30 ° C. Ли и др. [23] обсудили общие модели теплопроводности, основанные на экспериментальных данных, и предложили модель прогнозирования теплопроводности FC, но они не смогли учесть влияние внешних факторов окружающей среды на теплопроводность модели, таких как температура.Таким образом, теплопроводность различных типов бетона значительно различается при изменении температуры. В настоящее время теоретические модели теплопроводности ТЭ не учитывают температурные эффекты.

    В данном исследовании сверхлегкий пенополистироловый пенобетон (EFC) с различным содержанием пенополистирола готовится методом химического вспенивания, а его теплопроводность измеряется при различных температурах окружающей среды (от -10 до 40 ° C). На основе результатов испытаний и существующих моделей теплопроводности была получена модель теплопроводности EFC с поправкой на температуру.

    2. Экспериментальные программы
    2.1. Сырье и соотношение смеси

    Загущенный материал, использованный в этом исследовании, был изготовлен из китайского обычного портландцемента 42,5 и летучей золы класса I. Соответствующие технические показатели для этих двух материалов показаны в таблицах 1 и 2. Добавление летучей золы может оптимизировать структуру пор FC и улучшить его теплоизоляционные характеристики. Кроме того, EPS имеет размер частиц от 2 до 4 мм, кажущуюся плотность 18,8 кг / м 3 и теплопроводность 0.0313 Вт / (м · К). Пенообразователь, использованный в этом тесте, представлял собой раствор перекиси водорода с концентрацией 30%. Стабилизатором служил стеарат кальция. Первым укрепляющим агентом был нитрит натрия, а загустителем — эмульсия акрилатного сополимера. Используемая вода была водопроводной. Соотношение вода-вяжущее, содержание пенообразователя и дозировка летучей золы были скорректированы для определения эталонного соотношения смеси, которое показано в таблице 3. Всего было приготовлено 12 испытательных блоков пенобетона с химическим вспениванием EPS путем изменения объемной доли EPS (0% ~ 60%).

    0

    Тип цемента Удельная поверхность (м 2 / кг) Время схватывания (мин) Прочность на изгиб (МПа) ) Прочность на сжатие (МПа)
    Начальная установка Окончательная установка 3d 28d 3d 28d

    PO 42,5 345.00 210 8,0 16,5 46,2


    кг Насыпная плотность (кг / м 3 )
    SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 NaO 902 MgO 902 MgO

    58 30 4.3 1,5 2,8 3,2 2100 1086

    9022 902 902 902
    902 902 9022 9022 9022 г) с Объем пены (%)

    A 1 193 157 0,48 6,3

    соотношение w / b: вода-связующее.

    2.2. Прибор для испытаний
    2.2.1. Тестер теплопроводности

    Для испытания теплопроводности использовался анализатор термических характеристик ISOMET 2114, произведенный в Словакии (рис. 1). Прибор может быть использован для определения теплопроводности, объемного теплового потока и температуропроводности композитов на основе цемента [24]. Он основан на принципе испытания на переходные процессы, а диапазон измерения температуры составляет 15 ~ + 50 ° C с точностью 1 × 10 -4 Вт / (м · К).Прибор можно проверить с помощью зонда или плоской пластины. В этом тесте используется поверхностный зонд с диапазоном измерения 0,04 ~ 0,3 Вт / (м · К).


    2.2.2. Испытательный бокс при высоких и низких температурах

    В этом испытании использовался испытательный стенд для моделирования высоких и низких температур, разработанный Северо-восточным сельскохозяйственным университетом. Его основные показатели производительности приведены в таблице 4.


    Полезный объем 5 м × 4 м × 2,5 м
    Диапазон температур −45∼ + 60 ° C
    Колебания температуры ± (0.05∼0,1) ° C
    Мощность нагрева 1500 Вт
    Холодопроизводительность 1500 Вт

    2.3. Технология приготовления и методика химического вспенивания пенобетона EPS
    2.3.1. Технология подготовки

    В соответствии с характеристиками пенополистирола и технологией формования химического пенобетона образцы пенополистирола с химическим вспениванием были приготовлены в соответствии со следующим процессом: (a) Частицы пенополистирола были влажными в течение одной минуты с одной третью общая вода.(b) Цемент для смешивания, летучая зола, другие твердые материалы, оставшаяся вода и загуститель смешивались и перемешивались до тех пор, пока смесь не стала однородной. Затем смоченные частицы EPS помещали в смесь и перемешивали в течение одной минуты. Температуру суспензии поддерживали на уровне 25 ° C. (c) Добавляли раствор нитрита натрия. Смесь перемешивали на низкой скорости в течение 30 секунд, а затем перемешивали на высокой скорости в течение 10 секунд. (D) В смесь вливали перекись водорода, и ее перемешивали в течение 10 секунд.(e) Смесь быстро вылили в форму и оставили на 24 часа при 20 ° C. Затем образцы вынимали из формы, когда они имели определенную прочность, и затем осуществляли стандартное отверждение. Бетонный образец показан на рисунках 2 (а) и 2 (б).

    2.3.2. Экспериментальные методы

    Испытание образцов на плотность в сухом состоянии проводили в соответствии с китайским стандартом GB / T11969-2008. Измерения проводились после сушки образцов до постоянного веса. Окружающая среда с постоянной температурой обеспечивалась испытательным боксом при высоких и низких температурах.Теплопроводность образцов была проверена после двухчасового стояния при постоянной температуре. При постоянной температуре измеряли теплопроводность полированных образцов с обеих сторон с помощью анализатора тепловых характеристик. Теплопроводность некоторых образцов EFC при 20 ° C показана в Таблице 5. Из-за неоднородности FC были протестированы три положения лицевых поверхностей, и было вычислено среднее значение результатов.


    Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) Пористость (%) Средняя теплопроводность (Вт / (м · К)) Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) Пористость (%) Средняя теплопроводность (Вт / (м · К))

    304 73.47 0,0838 291 73,04 0,0704
    366 68,06 0,0926 230 79,93 0,0761
    0,0761
    0,0921
    362 70,07 0,1000 237 79,32 0,0750
    336 71.99 0,0810 267 76,70 0,1037

    3. Результаты и обсуждение
    3.1. Взаимосвязь между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью образцов EFC при различных температурах

    Теплопроводность — это основной физический параметр, используемый для характеристики теплопроводности материалов. Механизм теплопроводности у разных веществ разный.Согласно теории теплопередачи [25, 26], свободная подвижность электронов и колебания решетки являются двумя основными независимыми механизмами теплопередачи твердого тела. В основном это упругая волна (или волна решетки), которая, создаваемая колебанием решетки в месте с более высокой температурой, вызывает колебание соседней решетки для передачи тепла в неорганических неметаллических твердых материалах. Поскольку бетон состоит в основном из твердых компонентов, механизм теплопередачи каркаса аналогичен механизму передачи тепла твердого тела.Поэтому теплопроводность бетона в первую очередь зависит от плотности материалов. Обычно низкая плотность соответствует низкой теплопроводности [27].

    Закон изменения был получен путем подгонки результатов испытаний объемной плотности в сухом состоянии и теплопроводности при различных температурах, как показано на рисунке 3. Объемная плотность в сухом состоянии химического вспенивания пенобетона EPS положительно коррелирует с теплопроводностью.


    Данные испытаний были подогнаны для получения соотношения между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью EFC при температуре 0 ° C.Относительное выражение может быть записано как

    . Содержание пены и содержание EPS определяют его объемную плотность в сухом состоянии в EFC и влияют на теплопроводность EFC. В тех же условиях количество пор в пористом материале определяет его теплопроводность. Когда количество пор такое же, теплопроводность увеличивается с увеличением размера пор. Однако соединенные поры увеличивают теплопроводность бетона. Кроме того, объемная доля EPS является ключевым фактором, изменяющим объемную плотность FC в сухом состоянии.На рис. 4 представлена ​​кривая влияния объемной доли EPS на объемную плотность FC в сухом состоянии. Согласно Фигуре 4, микропоры не изменились при добавлении небольшого количества частиц EPS до тех пор, пока не было добавлено 10% частиц EPS. В этот момент соотношение крупных пор в образцах показало тенденцию к увеличению, что привело к уменьшению сухой объемной плотности. Однако, когда процент пор с диаметрами, достигающими 200-400, мкм, мкм, был слишком большим, внутренняя структура пор была бы нестабильной, и некоторые большие поры могут быть разрушены.Это приведет к увеличению сухой объемной плотности образца и, таким образом, повлияет на теплопроводность EFC [28].


    3.2. Влияние температуры на теплопроводность пенобетона из пенополистирола

    В этом эксперименте использовались пять температур, а именно -10 ° C, 0 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C. Эти температуры использовались для изучения теплоизоляционных характеристик EFC. Теплопроводность FC, смешанного с различным содержанием частиц EPS, была протестирована, чтобы получить закон изменения теплопроводности FC с различными объемными долями EPS в зависимости от температуры, как показано на рисунке 5.Как видно из рисунка 5, теплопроводность химического пенобетона положительно коррелирует с внешней температурой. При изменении температуры наибольшая амплитуда изменения ТЭ без частиц ЭПС достигла 52%, что свидетельствует о значительном влиянии температуры на теплопроводность ТЭ [29]. Это связано с тем, что теплопроводность FC связана не только с интенсивностью движения частиц в твердой, жидкой и газовой фазах, но и с силами взаимодействия между различными фазами частиц и их пространственным распределением.Из-за большой пористости FC высокая температура может усилить неравномерное движение и столкновение молекул газа в порах. Это усилило бы взаимодействие между различными фазами частиц, тем самым увеличив теплопроводность.


    На рис. 5 показано сравнение с кривой теплопроводности FC без шариков из пенополистирола, другие кривые с шариками из пенополистирола, очевидно, более гладкие и с меньшими наклонами в том же диапазоне температурного градиента. Когда объемное содержание EPS составляло 55%, изменение температуры меньше всего влияло на теплопроводность.Этот результат демонстрирует, что надлежащее количество частиц EPS может не только снизить теплопроводность EFC, но и компенсировать изменения теплопроводности, вызванные изменениями температуры. Этот эффект является основным преимуществом структуры EPS и улучшения им структуры пор FC. Эмпирические корреляции между теплопроводностью ТЭ и температурой при различных объемных долях пенополистирола показаны в таблице 6.

    9022 9022 9022

    объемная доля пенополистирола (%) λ = a ( T 2 ) + bT + c R 2

    0 λ

    0 =

    .000008

    T 2 + 0,0008 T + 0,071
    R 2 = 0,995
    5 λ 5 = -0,000062019 T + 0,0749 R 2 = 0,995
    20 λ 20 = −0,000001 T 2 + 0,0009 T + 0,0009 T 9 9 = 0.998
    55 λ 55 = −0,000009 T 2 + 0,0007 T + 0,0625 R 2
    3.3. Влияние содержания пенополистирола на теплопроводность FC при различных температурах

    Избыточное содержание пузырьков, введенных в цементную матрицу, вызовет некоторые трудности в формировании бетона.Поэтому сложно снизить плотность и теплопроводность сверхлегкого ТЭ за счет увеличения количества пенообразователя. В этом исследовании определенная объемная доля частиц пенополистирола была добавлена ​​к химическому вспениванию пенобетона для изменения собственного веса и теплоизоляционных характеристик бетона.

    Частицы EPS обладают хорошими тепловыми характеристиками. Влияние объемной доли EPS на теплопроводность FC при различных температурах показано на рисунке 6. Добавление частиц EPS значительно изменило теплопроводность FC.По сравнению с FC без EPS максимальная амплитуда изменения теплопроводности FC уменьшилась на 46% после добавления определенной объемной доли частиц EPS. Согласно рисунку 6, теплопроводность EFC сначала уменьшалась, а затем увеличивалась с увеличением содержания EPS. Это произошло в первую очередь потому, что частицы пенополистирола (98% воздуха и 2% полистирола) имеют внутри множество закрытых пор, и они обладают большим термическим сопротивлением. С увеличением содержания EPS соответственно увеличивалось тепловое сопротивление EFC.Следовательно, его теплопроводность снизилась. Недавние исследования показывают, что при добавлении пенопласта к бетону из пенополистирола пенообразователь создает структуру микропор между гранулами пенополистирола [30]. Однако, когда объемная доля EPS слишком велика, расстояние между частицами EPS будет уменьшаться. Это заставляет окружающую пену собираться вместе и соединяться, образуя более крупные поры. В результате увеличилась внутренняя связная пористость и значительно увеличилась теплопроводность, что даже повлияло на обычное вспенивание FC.


    Как видно из рисунков 4 и 6, результаты показывают, что сверхлегкий пенобетон с химическим вспениванием EPS с плотностью в сухом состоянии менее 300 кг / м 3 и нормальной теплопроводностью от 0,0704 до 0,0767 Вт / (м · К) можно было получить, когда объемная доля EPS составляла 25% ~ 35%. Кроме того, по сравнению с обычным FC, он показал эффективную теплоизоляцию при изменении температуры.

    4. Модель теплопроводности с модифицированной температурой для EFC
    4.1. Базовая модель теплопроводности пенобетона
    4.1.1. Последовательные и параллельные модели

    Основной формой передачи тепла внутри бетонных материалов является теплопроводность. Хашин и Штрикман предложили эффективные модели теплопроводности двухфазной системы [31]. Последовательная и параллельная модели основаны на верхнем и нижнем пределах теплопроводности материалов соответственно. В этих моделях частицы пены и пенополистирола используются в качестве дисперсной фазы, а цемент, летучая зола и суспензия используются в качестве непрерывной фазы для расчета теплопроводности бетона.Выражения, как правило, можно записать в виде следующих уравнений: Серийные модели: Параллельные модели:

    4.1.2. Maxwell
    Eucken Модель

    Модель Максвелла-Ойкена предполагает, что пена состоит из однородных сфер, которые неравномерно распределены и не имеют сил взаимодействия. Более лаконично, модель утверждает, что теплообмен не может осуществляться между дисперсными фазами. На этой основе удалось успешно вывести минимальные границы теплопроводности изотропных и макроскопических однородных двухфазных материалов [32].

    Когда пена замешивается в бетон, ее форма и распределение будут изменены из-за выдавливания раствора, но модель учитывает только показатель пористости. Его выражение выглядит следующим образом [32]:

    4.1.3. Модифицированная объемная модель для пенобетона

    Li рассмотрела объемное содержание пены и предложила модифицированную модель, которая может быть применена к расчету теплопроводности FC путем объединения данных испытаний FC на основе модели теплопроводности Cheng-Vachon [23].Модель предполагает, что в бетонном растворе нет пор, а тепловая конвекция, излучение и контактное сопротивление не учитываются. Он в первую очередь корректирует объемное содержание дисперсной фазы и учитывает влияние сложных факторов, таких как путь теплопередачи и извилистость во время процесса теплопередачи. Эта модель может точно предсказать теплопроводность FC.

    Ниже приведены уравнения для модели поправки на объем теплопроводности FC [23]:

    Разница в теплопроводности между пеной и цементно-зольным раствором представлена ​​с помощью простого уравнения:

    Модифицированный объемное содержание пены можно выразить следующим образом:

    Из уравнений (5) и (6) эффективное тепловое сопротивление FC представляется следующим образом:

    Тогда уравнение теплопроводности для FC равно

    Оно должно быть отметили, что t — это поправочный коэффициент на объемное содержание пены, полученный путем подбора данных испытаний.

    4.2. Оценка модели и определение параметров

    Модель коррекции объема, предложенная Ли, была использована для проверки и изучения экспериментальных результатов FC в исследовании. Поскольку 98% частиц EPS были воздухом и разница в теплопроводности между ними была небольшой, пористость и EPS были упрощены до дисперсной фазы, а цементно-зольный раствор был непрерывной фазой. Сравнение между прогнозируемым значением и экспериментальным значением последовательных и параллельных моделей, модели Максвелла – Ойкена и модели поправки на объем показаны на рисунке 7.


    Согласно рисунку 7, данные теплопроводности, предсказанные параллельной и последовательной моделями, находились в верхнем и нижнем пределах соответственно, и они значительно отличались от экспериментальных результатов. Теплопроводность, предсказанная моделью Максвелла – Эйкена, была намного больше, чем экспериментальные данные. Это произошло потому, что модель Максвелла – Ойкена предполагала, что устьица в тестовых блоках были однородными и независимыми сферами. В действительности эти формы пор сильно различаются, и некоторые из них представляют собой соединенные поры, что приводит к большому отклонению между прогнозируемым значением и экспериментальным значением.

    Аппроксимация методом наименьших квадратов модифицированной объемной модели, предложенной Ли, была выполнена с использованием частичных данных испытаний. Когда t = 2,15, был получен эффект наилучшего соответствия, и прогнозируемый результат был наиболее близок к значению теста. Поэтому модифицированная объемная модель, предложенная Ли, была использована для прогнозирования и оценки теплопроводности EFC в этом исследовании.

    Модель оценила влияние температуры на теплопроводность различных фаз на основе модифицированной объемной модели, предложенной Ли, и скорректировала поправочный коэффициент объема с помощью температурной функции.

    В настоящем исследовании мы предлагаем новую корреляцию для дисперсной фазы:

    Разница между двумя фазами в теплопроводности с поправкой была дана

    Влияние температуры было введено в теплопроводность для корректировки объемного содержания Корректирующий коэффициент пены:

    Затем были скорректированы пористости при различных температурах, можно записать, как показано в следующих уравнениях:

    Объемный поправочный коэффициент пены после двухкратной коррекции можно записать следующим образом:

    Корректирующее уравнение объемного содержания пены при различных температурах было следующим:

    Объединив уравнения (9) и (15), было получено модифицированное термическое сопротивление FC

    Тогда модифицированное уравнение теплопроводности FC можно выразить как упрощенная форма

    Экспериментальные данные теплопроводности ЭПЧ при различных температурах введите данные в скорректированную модель теплопроводности EFC, чтобы получить рисунок 8.На рисунке предсказанные значения температурно-модифицированной модели при различных температурах сравниваются с экспериментальными значениями. Результаты показывают, что предсказанные значения совпадают с экспериментальными значениями при различных температурах, что указывает на хороший предсказывающий эффект модели. По сравнению с другими моделями прогнозирования, модель в этом исследовании не только отражала влияние температурных параметров, но также рассчитывала теплопроводность EFC при различных температурах.


    5.Выводы

    (1) Температура оказала значительное влияние на теплопроводность EFC. Теплопроводность EFC увеличивалась с повышением температуры. При изменении температуры амплитуда изменения теплопроводности одного и того же КТЭ достигала 28% -52%. (2) С увеличением содержания ЭПС влияние температуры на теплопроводность ТЭ снижалось, что указывало на что соответствующее количество частиц EPS может не только снизить его теплопроводность, но и смягчить изменение теплопроводности, вызванное изменениями температуры.(3) Частицы EPS имели хорошие тепловые характеристики. С увеличением объемной доли ЭПС теплопроводность ЭТЦ уменьшалась. Однако, когда объемная доля EPS была слишком большой, теплопроводность явно увеличивалась. Результаты показали, что химический пенополистирол сверхлегкий пенобетон с плотностью в сухом состоянии менее 300 кг / м 3 и нормальной теплопроводностью от 0,0704 до 0,0767 Вт / (м · К) может быть приготовлен, когда объемная доля пенополистирола составляла 25% ~ 35% при изменении температуры.Кроме того, по сравнению с обычным FC, он имел хорошую температурную стабильность. (4) Модель прогнозирования теплопроводности EFC, которая учитывала влияние температуры, была создана на основе модифицированной модели теплопроводности объема дисперсной фазы. Кроме того, предсказанные результаты были проверены с использованием экспериментальных данных, чтобы доказать их точность. Важно отметить, что модель применима только для прогнозирования теплопроводности EFC в условиях температуры наружного воздуха, и определение коэффициента температурной коррекции не было уникальным.

    Список символов
    k c : Теплопроводность цементно-зольной суспензии (Вт / (м · K))
    k d : Тепловой воздух электропроводность (Вт / (м · К))
    : Модифицированная теплопроводность дисперсной фазы (Вт / (м · К))
    : Теплопроводность пенобетона (Вт / (м · К) K))
    : Модифицированная теплопроводность пенобетона (Вт / (м · К))
    M : Коэффициент увеличения между двумя фазами
    : Увеличение коррекции температуры коэффициент между двумя фазами
    n : Пропорциональный коэффициент
    : Модифицированное тепловое сопротивление ((м · К) / Вт)
    : Температурная коррекция среднеквадратичное сопротивление ((м · К) / Вт)
    T : Температура испытания (° C)
    t ′ : Прогноз коэффициента коррекции объема
    t 9 x : Температурный поправочный коэффициент объемного содержания пены
    : Пористость (%)
    : Константа температурной поправки
    λ : (W Эффективная теплопроводность) / (м · К))
    ρ : Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 )
    λ 1 : Теплопроводность непрерывной фазы (Вт / ( м · К))
    λ 2 : Теплопроводность дисперсной фазы (Вт / (м · К))
    : Объемная доля дисперсной фазы (%) 9 0226
    : Модифицированная объемная доля дисперсной фазы (%)
    : Корректировка температуры объемного содержания дисперсной фазы (%).
    Доступность данных

    Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Авторы выражают признательность за финансовую поддержку со стороны Национального фонда естественных наук Китая (51541901), ключевого проекта науки и технологий провинции Хэйлунцзян (GZ16B010) и финансовой помощи постдокторантам Хэйлунцзян (LBH-Z13045).

    Пенополистирол (пенополистирол): использование, структура и свойства


    E xpanded P oly S тирол (EPS) — белый пенопласт, изготовленный из твердых шариков полистирола. Он в основном используется для упаковки, изоляции и т. Д. Это жесткий пенопласт с закрытыми ячейками, изготовленный из:

    • Стирол, образующий ячеистую структуру
    • Пентан, используемый в качестве вспенивателя

    И стирол, и пентан являются углеводородными соединениями и получаются из побочных продуктов нефти и природного газа.

    EPS очень легкий с очень низкой теплопроводностью, низким влагопоглощением и отличными амортизирующими свойствами. Одним из серьезных ограничений пенополистирола является его довольно низкая максимальная рабочая температура ~ 80 ° C. Его физические свойства не изменяются в диапазоне рабочих температур (то есть до 167 ° F / 75 ° C) при длительном температурном воздействии.

    По химической стойкости он практически эквивалентен материалу, на котором он основан — полистиролу .

    EPS на 98% состоит из воздуха и на 100% пригоден для вторичной переработки


    Среди ключевых производителей EPS : BASF, NOVA Chemicals, SABIC, DowDupont, Synthos Group и т. Д.

    »Просмотреть все коммерческие марки и поставщиков EPS в базе данных Omnexus Plastics

    Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

    Продолжайте читать или щелкните, чтобы перейти в конкретный раздел страницы:


    Как производится EPS?


    Превращение вспененного полистирола в пенополистирол осуществляется в три этапа: предварительное расширение, созревание / стабилизация и формование.

    Полистирол производится из стирола, полученного при переработке сырой нефти. Для производства пенополистирола гранулы полистирола пропитываются пенообразователем пентаном .Гранулят полистирола предварительно вспенивается при температуре выше 90 ° C.

    Эта температура вызывает испарение пенообразователя и, следовательно, раздутие термопластичного основного материала в 20-50 раз от его первоначального размера.

    После этого шарики выдерживают 6-12 часов, позволяя им достичь равновесия. Затем шарики транспортируются в форму для изготовления форм, подходящих для каждого применения.

    Производство листов / форм из пенополистирола


    На заключительном этапе стабилизированные шарики формуются либо в виде больших блоков (процесс формования блоков), либо разрабатываются в нестандартных формах (процесс формования).

    Материал может быть модифицирован добавлением добавок, таких как антипирен , для дальнейшего улучшения огнестойкости EPS.

    Свойства и основные преимущества пенополистирола


    EPS — легкий материал с хорошими изоляционными характеристиками, обладающий такими преимуществами, как:
    • Тепловые свойства (изоляция) — EPS имеет очень низкую теплопроводность из-за своей закрытой ячеистой структуры, состоящей на 98% из воздуха. Этот воздух, заключенный в ячейках, является очень плохим проводником тепла и, следовательно, обеспечивает пену отличными теплоизоляционными свойствами.Теплопроводность пенополистирола плотностью 20 кг / м 3 составляет 0,035 — 0,037 Вт / (м · К) при 10 ° C.

      ASTM C578 Стандартные спецификации для теплоизоляции из жесткого ячеистого полистирола касаются физических свойств и эксплуатационных характеристик пенополистирола в том, что касается теплоизоляции в строительстве.


    • Механическая прочность — Гибкое производство делает EPS универсальным по прочности, которую можно регулировать в соответствии с конкретным применением.EPS с высокой прочностью на сжатие используется для тяжелых нагрузок, тогда как для образования пустот может использоваться EPS с более низкой прочностью на сжатие.

      Как правило, прочностные характеристики повышаются с плотностью , однако амортизационные характеристики упаковки из пенополистирола зависят от геометрии формованной детали и, в меньшей степени, от размера валика и условий обработки, а также от плотности.


    • Стабильность размеров — EPS обеспечивает исключительную стабильность размеров , оставаясь практически неизменным в широком диапазоне факторов окружающей среды.Можно ожидать, что максимальное изменение размеров пенополистирола составит менее 2%, что соответствует требованиям метода испытаний ASTM D2126.

    Плотность (pcf) Напряжение при сжатии 10% (фунт / кв. Дюйм) Прочность на изгиб (фунт / кв. Дюйм) Прочность на разрыв (фунт / кв. Дюйм) Прочность на сдвиг (фунт / кв. Дюйм)
    1,0 13 29 31 31
    1.5 24 43 51 53
    2,0 30 58 62 70
    2,5 42 75 74 92
    3,0 64 88 88 118
    3,3 67 105 98 140
    4.0 80 125 108 175

    Типичные свойства формовочной упаковки из пенополистирола (температура испытания 70 ° F)

    (Источник: EPS Industry Alliance)


    • Электрические свойства — Электрическая прочность EPS составляет приблизительно 2 кВ / мм. Его диэлектрическая постоянная , измеренная в диапазоне частот 100-400 МГц и при полной плотности от 20-40 кг / м 3 находится между 1.02-1.04. Формованный пенополистирол можно обрабатывать антистатиками в соответствии со спецификациями электронной промышленности и военной упаковки.

    • Водопоглощение — EPS не гигроскопичен. Даже при погружении в воду он впитывает лишь небольшое количество воды. Поскольку стенки ячеек водонепроницаемы, вода может проникать в пену только через крошечные каналы между сплавленными шариками.

    • Химическая стойкость — Вода и водные растворы солей и щелочей не влияют на пенополистирол.Однако EPS легко подвергается воздействию органических растворителей.

    • Устойчивость к атмосферным воздействиям и старению — EPS устойчив к старению. Однако воздействие прямых солнечных лучей (ультрафиолетовое излучение) приводит к пожелтению поверхности, которое сопровождается легким охрупчиванием верхнего слоя. Пожелтение не имеет значения для механической прочности изоляции из-за небольшой глубины проникновения.

    • Огнестойкость — EPS легко воспламеняется. Модификация антипиренами значительно снижает воспламеняемость пены и распространение пламени.

    Экструдированный полистирол против вспененного полистирола


    XPS часто путают с EPS. EPS (вспененный) и XPS (экструдированный) представляют собой жесткую изоляцию с закрытыми порами, изготовленную из одних и тех же основных полистирольных смол. Однако разница заключается в их производственном процессе.
    Пенополистирол (EPS) Экструдированный полистирол (XPS)
    • EPS производится путем расширения сферических шариков в пресс-форме с использованием тепла и давления для сплавления шариков вместе.В то время как каждый отдельный шарик представляет собой среду с закрытыми ячейками, между каждым шариком есть значительные открытые пространства
    • Бусины из пенополистирола формованы в виде больших блоков, которые затем разрезаются на листы с помощью машин с горячей проволокой или любой специальной формы или формы с помощью компьютерных систем. Пенообразователь
    • EPS покидает шарики довольно быстро, образуя тысячи крошечных ячеек, заполненных воздухом
    • EPS поглощает больше воды, чем XPS, что снижает производительность и снижает изоляционную способность (значение R)
    • XPS производится в процессе непрерывной экструзии, в результате которого получается однородная матрица с «закрытыми ячейками», каждая ячейка которой полностью закрыта стенками из полистирола.
    • XPS «прессуется» в листы.Полистирол смешивается с добавками и вспенивающим агентом, который затем плавится вместе с помощью красителя
    • .
    • Пенообразователь XPS остается в материале в течение многих лет
    • XPS часто выбирают вместо EPS для более влажных сред, где требуется более высокое значение сопротивления диффузии водяного пара
    • Прочность на сжатие у XPS больше, чем у EPS
    • .

    Также прочтите: Экструзия пенопласта — основы и введение
    Источник: Owens Corning

    Применение вспененного полистирола


    Пенополистирол (EPS) используется для производства ряда применений, таких как:
    Строительство и строительство
    EPS широко используется в строительстве благодаря своим изоляционным свойствам, химической инертности, устойчивости к бактериям и вредителям и т. Д.Его структура с закрытыми ячейками допускает лишь небольшое водопоглощение. Он прочен, прочен и может использоваться в качестве систем теплоизоляции для фасадов, стен, крыш и полов в зданиях, в качестве плавучего материала при строительстве причалов и понтонов, а также в качестве легкого заполнителя в дорожном и железнодорожном строительстве.

    Изоляция из пенополистирола имеет множество экологических преимуществ, в том числе:
    • Пониженное потребление энергии
    • Вторичное содержание
    • Локализованное распространение и
    • Улучшение качества воздуха в помещении

    »Найдите подходящую марку EPS для строительства и строительства
    Пищевая упаковка
    EPS можно экструдировать с использованием обычного оборудования для формирования непрерывного листа.Этот лист может позже быть сформирован (например, с использованием вакуумного формования, формования под давлением) для производства таких изделий, как подносы для фруктов и т. Д.

    EPS не имеет никакой питательной ценности и, следовательно, не поддерживает рост грибков, бактерий или любых других микроорганизмов. Поэтому он широко используется для упаковки пищевых продуктов, таких как морепродукты, фрукты и овощи. Теплоизолирующие свойства EPS помогают сохранять продукты свежими и предотвращают образование конденсата по всей цепочке сбыта.


    Это широко используемый материал для производства контейнеров для общественного питания, таких как чашки для напитков, подносы для еды и контейнеры-раскладушки.

    В упаковке из пенополистирола фрукты и овощи сохраняют содержание витамина С дольше, чем упаковка для пищевых продуктов из других материалов.

    Промышленная упаковка
    Упаковка из пенополистирола часто используется для промышленной упаковки. Он обеспечивает промышленные продукты идеальным материалом для полной защиты и безопасности от рисков при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах благодаря свойству амортизации .Этому жесткому легкому пеноматериалу можно придать любую форму для защиты и изоляции чувствительных продуктов, таких как хрупкое медицинское оборудование, электронные компоненты, бытовые электрические товары, игрушки, а также продукты садоводства во время транспортировки и хранения.

    EPS также используется для изготовления одноразовых охладителей пены и упаковки арахиса для транспортировки.

    В упаковочных приложениях необходимо учитывать плотность упаковки при выборе
    правильного уровня амортизации, необходимого для работы


    »Выберите подходящий сорт для упаковки
    Другие области применения формованного EPS
    EPS можно придать любую форму, примеры:
    • Спортивные шлемы
    • Детские автокресла
    • Стулья
    • Места в спорткарах
    • Несущие конструктивно изолированные панели и т. Д.

    EPS — Безопасность, устойчивость и возможность вторичной переработки


    Изоляция EPS состоит из органических элементов — углерода, водорода и кислорода — и не содержит хлорфторуглеродов (CFC) или гидрохлорфторуглеродов (HCFC). EPS пригоден для вторичной переработки на многих этапах жизненного цикла.

    Пенополистирол на 100% пригоден для вторичной переработки и имеет идентификационный код пластмассовой смолы 6.

    Однако сбор пенополистирола может быть серьезной проблемой, поскольку продукт очень легкий.Переработчики полистирола создали систему сбора, в которой пенополистирол доставляется на небольшие расстояния на предприятие, где материал подвергается дальнейшей переработке:

    1. Гранулирование — пенополистирол добавляется в гранулятор, который измельчает материал на более мелкие кусочки.
    2. Смешивание — материал помещается в блендер для тщательного перемешивания с подобными гранулами.
    3. Экструзия — материал подается в экструдер, где расплавляется. Может быть добавлен цвет, а затем из экструдированного материала формируется новый продукт с добавленной стоимостью.

    Материалы EPS можно переработать и превратить в новую упаковку или товары длительного пользования

    В нескольких странах во всем мире действуют официальные программы переработки пенополистирола

    Преимущества устойчивого развития , связанные с EPS:

    • Производство EPS не связано с использованием разрушающих озоновый слой ХФУ и ГХФУ
    • При производстве не образуются твердые остаточные отходы
    • Способствует экономии энергии, поскольку является эффективным теплоизоляционным материалом, который помогает снизить выбросы CO 2 Выбросы
    • EPS подлежит вторичной переработке на многих этапах жизненного цикла
    • EPS инертен и нетоксичен.Не выщелачивает никакие вещества в грунтовые воды

    Посмотрите интересное видео о переработке пенополистирола!


    Источник: Moore Recycling Associates

    Выпускаемый в продаже пенополистирол (EPS) марок


    Пенополистирол (пенополистирол): использование, структура и свойства


    E xpanded P oly S тирол (EPS) — белый пенопласт, изготовленный из твердых шариков полистирола.Он в основном используется для упаковки, изоляции и т. Д. Это жесткий пенопласт с закрытыми ячейками, изготовленный из:

    • Стирол, образующий ячеистую структуру
    • Пентан, используемый в качестве вспенивателя

    И стирол, и пентан являются углеводородными соединениями и получаются из побочных продуктов нефти и природного газа.

    EPS очень легкий с очень низкой теплопроводностью, низким влагопоглощением и отличными амортизирующими свойствами.Одним из серьезных ограничений пенополистирола является его довольно низкая максимальная рабочая температура ~ 80 ° C. Его физические свойства не изменяются в диапазоне рабочих температур (то есть до 167 ° F / 75 ° C) при длительном температурном воздействии.

    По химической стойкости он практически эквивалентен материалу, на котором он основан — полистиролу .

    EPS на 98% состоит из воздуха и на 100% пригоден для вторичной переработки


    Некоторые из ключевых производителей EPS включают: BASF, NOVA Chemicals, SABIC, DowDupont, Synthos Group и т. Д.

    »Просмотреть все коммерческие марки и поставщиков EPS в базе данных Omnexus Plastics

    Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

    Продолжайте читать или щелкните, чтобы перейти в конкретный раздел страницы:


    Как производится EPS?


    Превращение вспененного полистирола в пенополистирол осуществляется в три этапа: предварительное расширение, созревание / стабилизация и формование.

    Полистирол производится из стирола, полученного при переработке сырой нефти.Для производства пенополистирола гранулы полистирола пропитываются пенообразователем пентаном . Гранулят полистирола предварительно вспенивается при температуре выше 90 ° C.

    Эта температура вызывает испарение пенообразователя и, следовательно, раздутие термопластичного основного материала в 20-50 раз от его первоначального размера.

    После этого шарики выдерживают 6-12 часов, позволяя им достичь равновесия. Затем шарики транспортируются в форму для изготовления форм, подходящих для каждого применения.

    Производство листов / форм из пенополистирола


    На заключительном этапе стабилизированные шарики формуются либо в виде больших блоков (процесс формования блоков), либо разрабатываются в нестандартных формах (процесс формования).

    Материал может быть модифицирован добавлением добавок, таких как антипирен , для дальнейшего улучшения огнестойкости EPS.

    Свойства и основные преимущества пенополистирола


    EPS — легкий материал с хорошими изоляционными характеристиками, обладающий такими преимуществами, как:
    • Тепловые свойства (изоляция) — EPS имеет очень низкую теплопроводность из-за своей закрытой ячеистой структуры, состоящей на 98% из воздуха.Этот воздух, заключенный в ячейках, является очень плохим проводником тепла и, следовательно, обеспечивает пену отличными теплоизоляционными свойствами. Теплопроводность пенополистирола плотностью 20 кг / м 3 составляет 0,035 — 0,037 Вт / (м · К) при 10 ° C.

      ASTM C578 Стандартные спецификации для теплоизоляции из жесткого ячеистого полистирола касаются физических свойств и эксплуатационных характеристик пенополистирола в том, что касается теплоизоляции в строительстве.


    • Механическая прочность — Гибкое производство делает EPS универсальным по прочности, которую можно регулировать в соответствии с конкретным применением. EPS с высокой прочностью на сжатие используется для тяжелых нагрузок, тогда как для образования пустот может использоваться EPS с более низкой прочностью на сжатие.

      Как правило, прочностные характеристики повышаются с плотностью , однако амортизационные характеристики упаковки из пенополистирола зависят от геометрии формованной детали и, в меньшей степени, от размера валика и условий обработки, а также от плотности.


    • Стабильность размеров — EPS обеспечивает исключительную стабильность размеров , оставаясь практически неизменным в широком диапазоне факторов окружающей среды. Можно ожидать, что максимальное изменение размеров пенополистирола составит менее 2%, что соответствует требованиям метода испытаний ASTM D2126.

    Плотность (pcf) Напряжение при сжатии 10% (фунт / кв. Дюйм) Прочность на изгиб (фунт / кв. Дюйм) Прочность на разрыв (фунт / кв. Дюйм) Прочность на сдвиг (фунт / кв. Дюйм)
    1.0 13 29 31 31
    1,5 24 43 51 53
    2,0 30 58 62 70
    2,5 42 75 74 92
    3,0 64 88 88 118
    3.3 67 105 98 140
    4,0 80 125 108 175

    Типичные свойства формовочной упаковки из пенополистирола (температура испытания 70 ° F)

    (Источник: EPS Industry Alliance)


    • Электрические свойства — Электрическая прочность EPS составляет приблизительно 2 кВ / мм.Его диэлектрическая проницаемость , измеренная в диапазоне частот 100-400 МГц и при полной плотности от 20-40 кг / м 3 , находится между 1,02-1,04. Формованный пенополистирол можно обрабатывать антистатиками в соответствии со спецификациями электронной промышленности и военной упаковки.

    • Водопоглощение — EPS не гигроскопичен. Даже при погружении в воду он впитывает лишь небольшое количество воды. Поскольку стенки ячеек водонепроницаемы, вода может проникать в пену только через крошечные каналы между сплавленными шариками.

    • Химическая стойкость — Вода и водные растворы солей и щелочей не влияют на пенополистирол. Однако EPS легко подвергается воздействию органических растворителей.

    • Устойчивость к атмосферным воздействиям и старению — EPS устойчив к старению. Однако воздействие прямых солнечных лучей (ультрафиолетовое излучение) приводит к пожелтению поверхности, которое сопровождается легким охрупчиванием верхнего слоя. Пожелтение не имеет значения для механической прочности изоляции из-за небольшой глубины проникновения.

    • Огнестойкость — EPS легко воспламеняется. Модификация антипиренами значительно снижает воспламеняемость пены и распространение пламени.

    Экструдированный полистирол против вспененного полистирола


    XPS часто путают с EPS. EPS (вспененный) и XPS (экструдированный) представляют собой жесткую изоляцию с закрытыми порами, изготовленную из одних и тех же основных полистирольных смол. Однако разница заключается в их производственном процессе.
    Пенополистирол (EPS) Экструдированный полистирол (XPS)
    • EPS производится путем расширения сферических шариков в пресс-форме с использованием тепла и давления для сплавления шариков вместе.В то время как каждый отдельный шарик представляет собой среду с закрытыми ячейками, между каждым шариком есть значительные открытые пространства
    • Бусины из пенополистирола формованы в виде больших блоков, которые затем разрезаются на листы с помощью машин с горячей проволокой или любой специальной формы или формы с помощью компьютерных систем. Пенообразователь
    • EPS покидает шарики довольно быстро, образуя тысячи крошечных ячеек, заполненных воздухом
    • EPS поглощает больше воды, чем XPS, что снижает производительность и снижает изоляционную способность (значение R)
    • XPS производится в процессе непрерывной экструзии, в результате которого получается однородная матрица с «закрытыми ячейками», каждая ячейка которой полностью закрыта стенками из полистирола.
    • XPS «прессуется» в листы.Полистирол смешивается с добавками и вспенивающим агентом, который затем плавится вместе с помощью красителя
    • .
    • Пенообразователь XPS остается в материале в течение многих лет
    • XPS часто выбирают вместо EPS для более влажных сред, где требуется более высокое значение сопротивления диффузии водяного пара
    • Прочность на сжатие у XPS больше, чем у EPS
    • .

    Также прочтите: Экструзия пенопласта — основы и введение
    Источник: Owens Corning

    Применение вспененного полистирола


    Пенополистирол (EPS) используется для производства ряда применений, таких как:
    Строительство и строительство
    EPS широко используется в строительстве благодаря своим изоляционным свойствам, химической инертности, устойчивости к бактериям и вредителям и т. Д.Его структура с закрытыми ячейками допускает лишь небольшое водопоглощение. Он прочен, прочен и может использоваться в качестве систем теплоизоляции для фасадов, стен, крыш и полов в зданиях, в качестве плавучего материала при строительстве причалов и понтонов, а также в качестве легкого заполнителя в дорожном и железнодорожном строительстве.

    Изоляция из пенополистирола имеет множество экологических преимуществ, в том числе:
    • Пониженное потребление энергии
    • Вторичное содержание
    • Локализованное распространение и
    • Улучшение качества воздуха в помещении

    »Найдите подходящую марку EPS для строительства и строительства
    Пищевая упаковка
    EPS можно экструдировать с использованием обычного оборудования для формирования непрерывного листа.Этот лист может позже быть сформирован (например, с использованием вакуумного формования, формования под давлением) для производства таких изделий, как подносы для фруктов и т. Д.

    EPS не имеет никакой питательной ценности и, следовательно, не поддерживает рост грибков, бактерий или любых других микроорганизмов. Поэтому он широко используется для упаковки пищевых продуктов, таких как морепродукты, фрукты и овощи. Теплоизолирующие свойства EPS помогают сохранять продукты свежими и предотвращают образование конденсата по всей цепочке сбыта.


    Это широко используемый материал для производства контейнеров для общественного питания, таких как чашки для напитков, подносы для еды и контейнеры-раскладушки.

    В упаковке из пенополистирола фрукты и овощи сохраняют содержание витамина С дольше, чем упаковка для пищевых продуктов из других материалов.

    Промышленная упаковка
    Упаковка из пенополистирола часто используется для промышленной упаковки. Он обеспечивает промышленные продукты идеальным материалом для полной защиты и безопасности от рисков при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах благодаря свойству амортизации .Этому жесткому легкому пеноматериалу можно придать любую форму для защиты и изоляции чувствительных продуктов, таких как хрупкое медицинское оборудование, электронные компоненты, бытовые электрические товары, игрушки, а также продукты садоводства во время транспортировки и хранения.

    EPS также используется для изготовления одноразовых охладителей пены и упаковки арахиса для транспортировки.

    В упаковочных приложениях необходимо учитывать плотность упаковки при выборе
    правильного уровня амортизации, необходимого для работы


    »Выберите подходящий сорт для упаковки
    Другие области применения формованного EPS
    EPS можно придать любую форму, примеры:
    • Спортивные шлемы
    • Детские автокресла
    • Стулья
    • Места в спорткарах
    • Несущие конструктивно изолированные панели и т. Д.

    EPS — Безопасность, устойчивость и возможность вторичной переработки


    Изоляция EPS состоит из органических элементов — углерода, водорода и кислорода — и не содержит хлорфторуглеродов (CFC) или гидрохлорфторуглеродов (HCFC). EPS пригоден для вторичной переработки на многих этапах жизненного цикла.

    Пенополистирол на 100% пригоден для вторичной переработки и имеет идентификационный код пластмассовой смолы 6.

    Однако сбор пенополистирола может быть серьезной проблемой, поскольку продукт очень легкий.Переработчики полистирола создали систему сбора, в которой пенополистирол доставляется на небольшие расстояния на предприятие, где материал подвергается дальнейшей переработке:

    1. Гранулирование — пенополистирол добавляется в гранулятор, который измельчает материал на более мелкие кусочки.
    2. Смешивание — материал помещается в блендер для тщательного перемешивания с подобными гранулами.
    3. Экструзия — материал подается в экструдер, где расплавляется. Может быть добавлен цвет, а затем из экструдированного материала формируется новый продукт с добавленной стоимостью.

    Материалы EPS можно переработать и превратить в новую упаковку или товары длительного пользования

    В нескольких странах во всем мире действуют официальные программы переработки пенополистирола

    Преимущества устойчивого развития , связанные с EPS:

    • Производство EPS не связано с использованием разрушающих озоновый слой ХФУ и ГХФУ
    • При производстве не образуются твердые остаточные отходы
    • Способствует экономии энергии, поскольку является эффективным теплоизоляционным материалом, который помогает снизить выбросы CO 2 Выбросы
    • EPS подлежит вторичной переработке на многих этапах жизненного цикла
    • EPS инертен и нетоксичен.Не выщелачивает никакие вещества в грунтовые воды

    Посмотрите интересное видео о переработке пенополистирола!


    Источник: Moore Recycling Associates

    Выпускаемый в продаже пенополистирол (EPS) марок


    Пенополистирол (пенополистирол): использование, структура и свойства


    E xpanded P oly S тирол (EPS) — белый пенопласт, изготовленный из твердых шариков полистирола.Он в основном используется для упаковки, изоляции и т. Д. Это жесткий пенопласт с закрытыми ячейками, изготовленный из:

    • Стирол, образующий ячеистую структуру
    • Пентан, используемый в качестве вспенивателя

    И стирол, и пентан являются углеводородными соединениями и получаются из побочных продуктов нефти и природного газа.

    EPS очень легкий с очень низкой теплопроводностью, низким влагопоглощением и отличными амортизирующими свойствами.Одним из серьезных ограничений пенополистирола является его довольно низкая максимальная рабочая температура ~ 80 ° C. Его физические свойства не изменяются в диапазоне рабочих температур (то есть до 167 ° F / 75 ° C) при длительном температурном воздействии.

    По химической стойкости он практически эквивалентен материалу, на котором он основан — полистиролу .

    EPS на 98% состоит из воздуха и на 100% пригоден для вторичной переработки


    Некоторые из ключевых производителей EPS включают: BASF, NOVA Chemicals, SABIC, DowDupont, Synthos Group и т. Д.

    »Просмотреть все коммерческие марки и поставщиков EPS в базе данных Omnexus Plastics

    Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

    Продолжайте читать или щелкните, чтобы перейти в конкретный раздел страницы:


    Как производится EPS?


    Превращение вспененного полистирола в пенополистирол осуществляется в три этапа: предварительное расширение, созревание / стабилизация и формование.

    Полистирол производится из стирола, полученного при переработке сырой нефти.Для производства пенополистирола гранулы полистирола пропитываются пенообразователем пентаном . Гранулят полистирола предварительно вспенивается при температуре выше 90 ° C.

    Эта температура вызывает испарение пенообразователя и, следовательно, раздутие термопластичного основного материала в 20-50 раз от его первоначального размера.

    После этого шарики выдерживают 6-12 часов, позволяя им достичь равновесия. Затем шарики транспортируются в форму для изготовления форм, подходящих для каждого применения.

    Производство листов / форм из пенополистирола


    На заключительном этапе стабилизированные шарики формуются либо в виде больших блоков (процесс формования блоков), либо разрабатываются в нестандартных формах (процесс формования).

    Материал может быть модифицирован добавлением добавок, таких как антипирен , для дальнейшего улучшения огнестойкости EPS.

    Свойства и основные преимущества пенополистирола


    EPS — легкий материал с хорошими изоляционными характеристиками, обладающий такими преимуществами, как:
    • Тепловые свойства (изоляция) — EPS имеет очень низкую теплопроводность из-за своей закрытой ячеистой структуры, состоящей на 98% из воздуха.Этот воздух, заключенный в ячейках, является очень плохим проводником тепла и, следовательно, обеспечивает пену отличными теплоизоляционными свойствами. Теплопроводность пенополистирола плотностью 20 кг / м 3 составляет 0,035 — 0,037 Вт / (м · К) при 10 ° C.

      ASTM C578 Стандартные спецификации для теплоизоляции из жесткого ячеистого полистирола касаются физических свойств и эксплуатационных характеристик пенополистирола в том, что касается теплоизоляции в строительстве.


    • Механическая прочность — Гибкое производство делает EPS универсальным по прочности, которую можно регулировать в соответствии с конкретным применением. EPS с высокой прочностью на сжатие используется для тяжелых нагрузок, тогда как для образования пустот может использоваться EPS с более низкой прочностью на сжатие.

      Как правило, прочностные характеристики повышаются с плотностью , однако амортизационные характеристики упаковки из пенополистирола зависят от геометрии формованной детали и, в меньшей степени, от размера валика и условий обработки, а также от плотности.


    • Стабильность размеров — EPS обеспечивает исключительную стабильность размеров , оставаясь практически неизменным в широком диапазоне факторов окружающей среды. Можно ожидать, что максимальное изменение размеров пенополистирола составит менее 2%, что соответствует требованиям метода испытаний ASTM D2126.

    Плотность (pcf) Напряжение при сжатии 10% (фунт / кв. Дюйм) Прочность на изгиб (фунт / кв. Дюйм) Прочность на разрыв (фунт / кв. Дюйм) Прочность на сдвиг (фунт / кв. Дюйм)
    1.0 13 29 31 31
    1,5 24 43 51 53
    2,0 30 58 62 70
    2,5 42 75 74 92
    3,0 64 88 88 118
    3.3 67 105 98 140
    4,0 80 125 108 175

    Типичные свойства формовочной упаковки из пенополистирола (температура испытания 70 ° F)

    (Источник: EPS Industry Alliance)


    • Электрические свойства — Электрическая прочность EPS составляет приблизительно 2 кВ / мм.Его диэлектрическая проницаемость , измеренная в диапазоне частот 100-400 МГц и при полной плотности от 20-40 кг / м 3 , находится между 1,02-1,04. Формованный пенополистирол можно обрабатывать антистатиками в соответствии со спецификациями электронной промышленности и военной упаковки.

    • Водопоглощение — EPS не гигроскопичен. Даже при погружении в воду он впитывает лишь небольшое количество воды. Поскольку стенки ячеек водонепроницаемы, вода может проникать в пену только через крошечные каналы между сплавленными шариками.

    • Химическая стойкость — Вода и водные растворы солей и щелочей не влияют на пенополистирол. Однако EPS легко подвергается воздействию органических растворителей.

    • Устойчивость к атмосферным воздействиям и старению — EPS устойчив к старению. Однако воздействие прямых солнечных лучей (ультрафиолетовое излучение) приводит к пожелтению поверхности, которое сопровождается легким охрупчиванием верхнего слоя. Пожелтение не имеет значения для механической прочности изоляции из-за небольшой глубины проникновения.

    • Огнестойкость — EPS легко воспламеняется. Модификация антипиренами значительно снижает воспламеняемость пены и распространение пламени.

    Экструдированный полистирол против вспененного полистирола


    XPS часто путают с EPS. EPS (вспененный) и XPS (экструдированный) представляют собой жесткую изоляцию с закрытыми порами, изготовленную из одних и тех же основных полистирольных смол. Однако разница заключается в их производственном процессе.
    Пенополистирол (EPS) Экструдированный полистирол (XPS)
    • EPS производится путем расширения сферических шариков в пресс-форме с использованием тепла и давления для сплавления шариков вместе.В то время как каждый отдельный шарик представляет собой среду с закрытыми ячейками, между каждым шариком есть значительные открытые пространства
    • Бусины из пенополистирола формованы в виде больших блоков, которые затем разрезаются на листы с помощью машин с горячей проволокой или любой специальной формы или формы с помощью компьютерных систем. Пенообразователь
    • EPS покидает шарики довольно быстро, образуя тысячи крошечных ячеек, заполненных воздухом
    • EPS поглощает больше воды, чем XPS, что снижает производительность и снижает изоляционную способность (значение R)
    • XPS производится в процессе непрерывной экструзии, в результате которого получается однородная матрица с «закрытыми ячейками», каждая ячейка которой полностью закрыта стенками из полистирола.
    • XPS «прессуется» в листы.Полистирол смешивается с добавками и вспенивающим агентом, который затем плавится вместе с помощью красителя
    • .
    • Пенообразователь XPS остается в материале в течение многих лет
    • XPS часто выбирают вместо EPS для более влажных сред, где требуется более высокое значение сопротивления диффузии водяного пара
    • Прочность на сжатие у XPS больше, чем у EPS
    • .

    Также прочтите: Экструзия пенопласта — основы и введение
    Источник: Owens Corning

    Применение вспененного полистирола


    Пенополистирол (EPS) используется для производства ряда применений, таких как:
    Строительство и строительство
    EPS широко используется в строительстве благодаря своим изоляционным свойствам, химической инертности, устойчивости к бактериям и вредителям и т. Д.Его структура с закрытыми ячейками допускает лишь небольшое водопоглощение. Он прочен, прочен и может использоваться в качестве систем теплоизоляции для фасадов, стен, крыш и полов в зданиях, в качестве плавучего материала при строительстве причалов и понтонов, а также в качестве легкого заполнителя в дорожном и железнодорожном строительстве.

    Изоляция из пенополистирола имеет множество экологических преимуществ, в том числе:
    • Пониженное потребление энергии
    • Вторичное содержание
    • Локализованное распространение и
    • Улучшение качества воздуха в помещении

    »Найдите подходящую марку EPS для строительства и строительства
    Пищевая упаковка
    EPS можно экструдировать с использованием обычного оборудования для формирования непрерывного листа.Этот лист может позже быть сформирован (например, с использованием вакуумного формования, формования под давлением) для производства таких изделий, как подносы для фруктов и т. Д.

    EPS не имеет никакой питательной ценности и, следовательно, не поддерживает рост грибков, бактерий или любых других микроорганизмов. Поэтому он широко используется для упаковки пищевых продуктов, таких как морепродукты, фрукты и овощи. Теплоизолирующие свойства EPS помогают сохранять продукты свежими и предотвращают образование конденсата по всей цепочке сбыта.


    Это широко используемый материал для производства контейнеров для общественного питания, таких как чашки для напитков, подносы для еды и контейнеры-раскладушки.

    В упаковке из пенополистирола фрукты и овощи сохраняют содержание витамина С дольше, чем упаковка для пищевых продуктов из других материалов.

    Промышленная упаковка
    Упаковка из пенополистирола часто используется для промышленной упаковки. Он обеспечивает промышленные продукты идеальным материалом для полной защиты и безопасности от рисков при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах благодаря свойству амортизации .Этому жесткому легкому пеноматериалу можно придать любую форму для защиты и изоляции чувствительных продуктов, таких как хрупкое медицинское оборудование, электронные компоненты, бытовые электрические товары, игрушки, а также продукты садоводства во время транспортировки и хранения.

    EPS также используется для изготовления одноразовых охладителей пены и упаковки арахиса для транспортировки.

    В упаковочных приложениях необходимо учитывать плотность упаковки при выборе
    правильного уровня амортизации, необходимого для работы


    »Выберите подходящий сорт для упаковки
    Другие области применения формованного EPS
    EPS можно придать любую форму, примеры:
    • Спортивные шлемы
    • Детские автокресла
    • Стулья
    • Места в спорткарах
    • Несущие конструктивно изолированные панели и т. Д.

    EPS — Безопасность, устойчивость и возможность вторичной переработки


    Изоляция EPS состоит из органических элементов — углерода, водорода и кислорода — и не содержит хлорфторуглеродов (CFC) или гидрохлорфторуглеродов (HCFC). EPS пригоден для вторичной переработки на многих этапах жизненного цикла.

    Пенополистирол на 100% пригоден для вторичной переработки и имеет идентификационный код пластмассовой смолы 6.

    Однако сбор пенополистирола может быть серьезной проблемой, поскольку продукт очень легкий.Переработчики полистирола создали систему сбора, в которой пенополистирол доставляется на небольшие расстояния на предприятие, где материал подвергается дальнейшей переработке:

    1. Гранулирование — пенополистирол добавляется в гранулятор, который измельчает материал на более мелкие кусочки.
    2. Смешивание — материал помещается в блендер для тщательного перемешивания с подобными гранулами.
    3. Экструзия — материал подается в экструдер, где расплавляется. Может быть добавлен цвет, а затем из экструдированного материала формируется новый продукт с добавленной стоимостью.

    Материалы EPS можно переработать и превратить в новую упаковку или товары длительного пользования

    В нескольких странах во всем мире действуют официальные программы переработки пенополистирола

    Преимущества устойчивого развития , связанные с EPS:

    • Производство EPS не связано с использованием разрушающих озоновый слой ХФУ и ГХФУ
    • При производстве не образуются твердые остаточные отходы
    • Способствует экономии энергии, поскольку является эффективным теплоизоляционным материалом, который помогает снизить выбросы CO 2 Выбросы
    • EPS подлежит вторичной переработке на многих этапах жизненного цикла
    • EPS инертен и нетоксичен.Не выщелачивает никакие вещества в грунтовые воды

    Посмотрите интересное видео о переработке пенополистирола!


    Источник: Moore Recycling Associates

    Выпускаемый в продаже пенополистирол (EPS) марок


    Пенополистирол (пенополистирол): использование, структура и свойства


    E xpanded P oly S тирол (EPS) — белый пенопласт, изготовленный из твердых шариков полистирола.Он в основном используется для упаковки, изоляции и т. Д. Это жесткий пенопласт с закрытыми ячейками, изготовленный из:

    • Стирол, образующий ячеистую структуру
    • Пентан, используемый в качестве вспенивателя

    И стирол, и пентан являются углеводородными соединениями и получаются из побочных продуктов нефти и природного газа.

    EPS очень легкий с очень низкой теплопроводностью, низким влагопоглощением и отличными амортизирующими свойствами.Одним из серьезных ограничений пенополистирола является его довольно низкая максимальная рабочая температура ~ 80 ° C. Его физические свойства не изменяются в диапазоне рабочих температур (то есть до 167 ° F / 75 ° C) при длительном температурном воздействии.

    По химической стойкости он практически эквивалентен материалу, на котором он основан — полистиролу .

    EPS на 98% состоит из воздуха и на 100% пригоден для вторичной переработки


    Некоторые из ключевых производителей EPS включают: BASF, NOVA Chemicals, SABIC, DowDupont, Synthos Group и т. Д.

    »Просмотреть все коммерческие марки и поставщиков EPS в базе данных Omnexus Plastics

    Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

    Продолжайте читать или щелкните, чтобы перейти в конкретный раздел страницы:


    Как производится EPS?


    Превращение вспененного полистирола в пенополистирол осуществляется в три этапа: предварительное расширение, созревание / стабилизация и формование.

    Полистирол производится из стирола, полученного при переработке сырой нефти.Для производства пенополистирола гранулы полистирола пропитываются пенообразователем пентаном . Гранулят полистирола предварительно вспенивается при температуре выше 90 ° C.

    Эта температура вызывает испарение пенообразователя и, следовательно, раздутие термопластичного основного материала в 20-50 раз от его первоначального размера.

    После этого шарики выдерживают 6-12 часов, позволяя им достичь равновесия. Затем шарики транспортируются в форму для изготовления форм, подходящих для каждого применения.

    Производство листов / форм из пенополистирола


    На заключительном этапе стабилизированные шарики формуются либо в виде больших блоков (процесс формования блоков), либо разрабатываются в нестандартных формах (процесс формования).

    Материал может быть модифицирован добавлением добавок, таких как антипирен , для дальнейшего улучшения огнестойкости EPS.

    Свойства и основные преимущества пенополистирола


    EPS — легкий материал с хорошими изоляционными характеристиками, обладающий такими преимуществами, как:
    • Тепловые свойства (изоляция) — EPS имеет очень низкую теплопроводность из-за своей закрытой ячеистой структуры, состоящей на 98% из воздуха.Этот воздух, заключенный в ячейках, является очень плохим проводником тепла и, следовательно, обеспечивает пену отличными теплоизоляционными свойствами. Теплопроводность пенополистирола плотностью 20 кг / м 3 составляет 0,035 — 0,037 Вт / (м · К) при 10 ° C.

      ASTM C578 Стандартные спецификации для теплоизоляции из жесткого ячеистого полистирола касаются физических свойств и эксплуатационных характеристик пенополистирола в том, что касается теплоизоляции в строительстве.


    • Механическая прочность — Гибкое производство делает EPS универсальным по прочности, которую можно регулировать в соответствии с конкретным применением. EPS с высокой прочностью на сжатие используется для тяжелых нагрузок, тогда как для образования пустот может использоваться EPS с более низкой прочностью на сжатие.

      Как правило, прочностные характеристики повышаются с плотностью , однако амортизационные характеристики упаковки из пенополистирола зависят от геометрии формованной детали и, в меньшей степени, от размера валика и условий обработки, а также от плотности.


    • Стабильность размеров — EPS обеспечивает исключительную стабильность размеров , оставаясь практически неизменным в широком диапазоне факторов окружающей среды. Можно ожидать, что максимальное изменение размеров пенополистирола составит менее 2%, что соответствует требованиям метода испытаний ASTM D2126.

    Плотность (pcf) Напряжение при сжатии 10% (фунт / кв. Дюйм) Прочность на изгиб (фунт / кв. Дюйм) Прочность на разрыв (фунт / кв. Дюйм) Прочность на сдвиг (фунт / кв. Дюйм)
    1.0 13 29 31 31
    1,5 24 43 51 53
    2,0 30 58 62 70
    2,5 42 75 74 92
    3,0 64 88 88 118
    3.3 67 105 98 140
    4,0 80 125 108 175

    Типичные свойства формовочной упаковки из пенополистирола (температура испытания 70 ° F)

    (Источник: EPS Industry Alliance)


    • Электрические свойства — Электрическая прочность EPS составляет приблизительно 2 кВ / мм.Его диэлектрическая проницаемость , измеренная в диапазоне частот 100-400 МГц и при полной плотности от 20-40 кг / м 3 , находится между 1,02-1,04. Формованный пенополистирол можно обрабатывать антистатиками в соответствии со спецификациями электронной промышленности и военной упаковки.

    • Водопоглощение — EPS не гигроскопичен. Даже при погружении в воду он впитывает лишь небольшое количество воды. Поскольку стенки ячеек водонепроницаемы, вода может проникать в пену только через крошечные каналы между сплавленными шариками.

    • Химическая стойкость — Вода и водные растворы солей и щелочей не влияют на пенополистирол. Однако EPS легко подвергается воздействию органических растворителей.

    • Устойчивость к атмосферным воздействиям и старению — EPS устойчив к старению. Однако воздействие прямых солнечных лучей (ультрафиолетовое излучение) приводит к пожелтению поверхности, которое сопровождается легким охрупчиванием верхнего слоя. Пожелтение не имеет значения для механической прочности изоляции из-за небольшой глубины проникновения.

    • Огнестойкость — EPS легко воспламеняется. Модификация антипиренами значительно снижает воспламеняемость пены и распространение пламени.

    Экструдированный полистирол против вспененного полистирола


    XPS часто путают с EPS. EPS (вспененный) и XPS (экструдированный) представляют собой жесткую изоляцию с закрытыми порами, изготовленную из одних и тех же основных полистирольных смол. Однако разница заключается в их производственном процессе.
    Пенополистирол (EPS) Экструдированный полистирол (XPS)
    • EPS производится путем расширения сферических шариков в пресс-форме с использованием тепла и давления для сплавления шариков вместе.В то время как каждый отдельный шарик представляет собой среду с закрытыми ячейками, между каждым шариком есть значительные открытые пространства
    • Бусины из пенополистирола формованы в виде больших блоков, которые затем разрезаются на листы с помощью машин с горячей проволокой или любой специальной формы или формы с помощью компьютерных систем. Пенообразователь
    • EPS покидает шарики довольно быстро, образуя тысячи крошечных ячеек, заполненных воздухом
    • EPS поглощает больше воды, чем XPS, что снижает производительность и снижает изоляционную способность (значение R)
    • XPS производится в процессе непрерывной экструзии, в результате которого получается однородная матрица с «закрытыми ячейками», каждая ячейка которой полностью закрыта стенками из полистирола.
    • XPS «прессуется» в листы.Полистирол смешивается с добавками и вспенивающим агентом, который затем плавится вместе с помощью красителя
    • .
    • Пенообразователь XPS остается в материале в течение многих лет
    • XPS часто выбирают вместо EPS для более влажных сред, где требуется более высокое значение сопротивления диффузии водяного пара
    • Прочность на сжатие у XPS больше, чем у EPS
    • .

    Также прочтите: Экструзия пенопласта — основы и введение
    Источник: Owens Corning

    Применение вспененного полистирола


    Пенополистирол (EPS) используется для производства ряда применений, таких как:
    Строительство и строительство
    EPS широко используется в строительстве благодаря своим изоляционным свойствам, химической инертности, устойчивости к бактериям и вредителям и т. Д.Его структура с закрытыми ячейками допускает лишь небольшое водопоглощение. Он прочен, прочен и может использоваться в качестве систем теплоизоляции для фасадов, стен, крыш и полов в зданиях, в качестве плавучего материала при строительстве причалов и понтонов, а также в качестве легкого заполнителя в дорожном и железнодорожном строительстве.

    Изоляция из пенополистирола имеет множество экологических преимуществ, в том числе:
    • Пониженное потребление энергии
    • Вторичное содержание
    • Локализованное распространение и
    • Улучшение качества воздуха в помещении

    »Найдите подходящую марку EPS для строительства и строительства
    Пищевая упаковка
    EPS можно экструдировать с использованием обычного оборудования для формирования непрерывного листа.Этот лист может позже быть сформирован (например, с использованием вакуумного формования, формования под давлением) для производства таких изделий, как подносы для фруктов и т. Д.

    EPS не имеет никакой питательной ценности и, следовательно, не поддерживает рост грибков, бактерий или любых других микроорганизмов. Поэтому он широко используется для упаковки пищевых продуктов, таких как морепродукты, фрукты и овощи. Теплоизолирующие свойства EPS помогают сохранять продукты свежими и предотвращают образование конденсата по всей цепочке сбыта.


    Это широко используемый материал для производства контейнеров для общественного питания, таких как чашки для напитков, подносы для еды и контейнеры-раскладушки.

    В упаковке из пенополистирола фрукты и овощи сохраняют содержание витамина С дольше, чем упаковка для пищевых продуктов из других материалов.

    Промышленная упаковка
    Упаковка из пенополистирола часто используется для промышленной упаковки. Он обеспечивает промышленные продукты идеальным материалом для полной защиты и безопасности от рисков при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах благодаря свойству амортизации .Этому жесткому легкому пеноматериалу можно придать любую форму для защиты и изоляции чувствительных продуктов, таких как хрупкое медицинское оборудование, электронные компоненты, бытовые электрические товары, игрушки, а также продукты садоводства во время транспортировки и хранения.

    EPS также используется для изготовления одноразовых охладителей пены и упаковки арахиса для транспортировки.

    В упаковочных приложениях необходимо учитывать плотность упаковки при выборе
    правильного уровня амортизации, необходимого для работы


    »Выберите подходящий сорт для упаковки
    Другие области применения формованного EPS
    EPS можно придать любую форму, примеры:
    • Спортивные шлемы
    • Детские автокресла
    • Стулья
    • Места в спорткарах
    • Несущие конструктивно изолированные панели и т. Д.

    EPS — Безопасность, устойчивость и возможность вторичной переработки


    Изоляция EPS состоит из органических элементов — углерода, водорода и кислорода — и не содержит хлорфторуглеродов (CFC) или гидрохлорфторуглеродов (HCFC). EPS пригоден для вторичной переработки на многих этапах жизненного цикла.

    Пенополистирол на 100% пригоден для вторичной переработки и имеет идентификационный код пластмассовой смолы 6.

    Однако сбор пенополистирола может быть серьезной проблемой, поскольку продукт очень легкий.Переработчики полистирола создали систему сбора, в которой пенополистирол доставляется на небольшие расстояния на предприятие, где материал подвергается дальнейшей переработке:

    1. Гранулирование — пенополистирол добавляется в гранулятор, который измельчает материал на более мелкие кусочки.
    2. Смешивание — материал помещается в блендер для тщательного перемешивания с подобными гранулами.
    3. Экструзия — материал подается в экструдер, где расплавляется. Может быть добавлен цвет, а затем из экструдированного материала формируется новый продукт с добавленной стоимостью.

    Материалы EPS можно переработать и превратить в новую упаковку или товары длительного пользования

    В нескольких странах во всем мире действуют официальные программы переработки пенополистирола

    Преимущества устойчивого развития , связанные с EPS: