Мифология строительных материалов: пенопласт

Пенополистирол — широко распространенный теплоизоляционный материал, известный каждому как пенопласт. Его свойства сохранять тепло обусловливает изолированный в замкнутых ячейках неподвижный воздух. Материал легок, прочен, прост в обработке и не требует специальных средств защиты при работе с ним. Казалось бы, — идеальный материал?!

Так почему не утихают споры вокруг утеплителей из пенопласта? Ответы на злободневные вопросы безопасности, долговечности, горючести, допуска и правил применения в строительстве, а также привлекательности для мышей — в нашем обзоре. Эксперты «Стройки» разбирались.

 

Вреден ли?

Пентан. Пенополистирол на 98 % состоит из воздуха и лишь на 2 % — из полистирола, являющегося исходным сырьем для его производства и получаемого полимеризацией стирола. Высокое процентное содержание воздуха в структуре материала обеспечивается практически полным (на 80–90 % при первичном и на 10–20 % при вторичном вспенивании) замещением вспенивающего агента (пентана), который изначально содержится в гранулах и при их нагреве переходит в летучее состояние, расширяясь сам и расширяя (вспенивая) гранулы полистирола. Остатки пентана «улетучиваются» на стадии вылеживания гранул и уже готовых блоков. К моменту поставки конечного продукта потребителю, пентана в изделиях из пенопласта либо нет вовсе, либо его содержание настолько мало, что никакой угрозы для здоровья человека не представляет.

 
Структура вспененного полистирола — 98 % воздуха, 2 % полистирола. Ячейки замкнуты

Остаточный мономер

Как известно, полная полимеризация стирола невозможна, вследствие чего пенополистирол содержит в своем составе остаточный мономер — стирол. Стирол является токсическим веществом, относящимся к третьему классу опасности. Он оказывает раздражающее действие на слизистые и вредное влияние на сердце и печень человека. Процентное содержание мономера в готовых качественно изготовленных плитах или блоках — не более 0,005 %. Миграция стирола в воздух не превыщает 0,001 мг/м3. Предельно допустимые же концентрации стирола: в воздухе рабочей зоны — 30 мг/м3; максимально-разовая — 0,04 мг/м3; среднесуточная — 0,002 мг/м3. Таким образом, возможное процентное содержание и миграция стирола в разы и на порядок меньше предельно допустимых концентраций его содержания.


Молекула стирола

Деполимеризация

Полистирол является равновесном полимером, то есть находится в термодинамическом равновесии со своим мономером. Процесс деполимеризации начинается при температуре 320 °С. Нормируемая температура применения изделий из пенополистирола — от минус 40 °С до 80 °С. Таким образом, выделения стирола возможны лишь при температурах, существенно превышающих предельныеВ температурном интервале допуска к эксплуатации изоляция из пенополистирола опасности не представляет.

Проникновения

В любой многослойной конструкции стены, состоящей, например, из кирпича, пенополистирола и слоя штукатурки, градиент парциального давления газовой смеси направлен изнутри наружу: газ всегда стремится из области с высоким парциальным давлением в область с низким — от теплого к холодному. Поэтому миграции любых небезопасных веществ возможны лишь наружу, а не внутрь.

Более того, вероятность проникновения стирола через штукатурку толщиной 2 см в четыре раза ниже вероятности проникновения клетки вируса СПИДа через латекс средства контрацепции.

Опасен ли?

Пенополистирол является горючим материалам и относится к наивысшей группе горючести — Г4. Если подвергать его воздействию открытого огня, он, вероятнее всего, сгорит.

Пожарный допуск применения в строительстве. Строительный пенополистирол допускается к применению на строительных объектах лишь при введение в состав гранул, используемых для его изготовления, антипиренов — специальных добавок, замедляющих воспламенение и затрудняющих горение пенопласта. Под воздействием пламени такой материал оплавляется и теряет в объеме, при отсутствии огня — быстро затухает.

 
 

Воспламенение открытого материала возможно от пламени спички, зажигалки, паяльной лампы, искр автогенной сварки. Невозможно — от прокаленного железного провода, горящей сигареты и от искр, возникающих при точке стали. Самовоспламенение пенополистирола происходит при температурах от 460 до 490 °С.

 
 

Применение в конструкции. В том случае, если пенополистирольный утеплитель применяется внутри многослойной конструкции, он в обязательном порядке подлежит защите со всех сторон негорючими материалами. Грамотная тепловая реабилитация дома плитами из пенополистирола сводит вероятность возгорания утеплителя к нулю. Слой штукатурки толщиной в несколько сантиметров способен сдерживать возгорание пенопласта в течение 15 минут. Регламентированное время прибытия пожарного расчета — 10 минут.

Долговечен ли?

Долговечность материала вне конструкции определяется качеством сырья и спекания гранул; в конструкции — качеством производства и монтажа конструкции.

Деструкция. Пенополистирол не боится воды, пара, перепадов температры, но под действием солнечного света возможно незначительное разрушение верхних слоев материала, толщина которых исчисляется десятыми долями миллиметра. Проявляется такое разрушение в пожелтении материала.

Пенополистирол боится прямого действия органических растворителей, бензина, ацетона, уайт-спирита. Под их воздействием пенопласт расплавляется, теряя до 100 % объема, поэтому нанесение химических средств, содержащих растворители в своем составе, непосредственно на поверхность пенопласта запрещено.

 
 

Стабильность свойств. Актуальные данные испытаний отечественных и зарубежных исследователей показывают, что пенополистирол не меняет своих физико-механических и теплотехнических свойств до 50–80 лет. Материал успешно выдерживает испытания попеременным замораживанием—оттаиванием, при этом его характеристики существенным образом не изменяются, а сам материал не разрушается. В правильно изготовленной и смонтированной конструкции долговечность пенопласта определяется долговечностью самой конструкции и материалов, из которых она состоит.

Грызуны. Исследования ученых доказали, что пенополистирол как средство пропитания никакого интереса для грызунов не представляет. «Хвостатые соседи» проявляют к пенопласту «интерес» лишь в случаях, когда последний является препятствием на их пути к пище и воде, что исключается правильным устройством теплоизоляции. Также встречаются случаи, когда мыши устраивают норы в плитах пенопласта, либо используют его в качестве подстилки. Случается подобное не чаще, чем грызуны используют для тех же целей дерево, мешковину или бумагу.

 

Как выбрать?

Основные свойства пенополистирола определяются сырьем, используемым для его изготовления, и качеством спекания вспененных гранул. Оба критерия просты для оценки и доступны рядовому потребителю, приобретающему пенопласт на рынке.

Рассев. Желающий сэкономить производитель знает, что не рассеянный на фракции полистирол стоит дешевле и является компромиссным решением как для не вникающего в вопросы качества, стремящегося сэкономить потребителя, так и для жаждущего «навариться» изготовителя. Отличить такой пенопласт просто  — размеры шариков существенно разнятся. Пенополистирол, сделанный из рассеянного сырья, будет отличаться одинаковым размером всех гранул и, как следствие, стабильностью свойств плиты или изделия.

 
На фото: слева — плита, изготовленная из не рассеянного сырья, содержит в структуре гранулы, существенно различающиеся размером; справа — плита, изготовленная из рассеянного сырья, в которой все гранулы примерно одинакового размера.

Спекание гранул. Прочностные свойства пенопласта, его способность противостоять воздействиям мороза и воды — прямое следствие качества спекания гранул. Чем большей поверхностью гранулы соприкасаются друг с другом, тем прочнее связи между ними и тем качественнее ваш утеплитель. Круглые шарики — признак плохого спекания. Если же гранулы имеют форму многогранника, то спек хороший. Если при касании материал рассыпается на гранулы, независимо от их формы, — спек плохой.

 
На фото: слева — пример хорошего спекания гранул; справа — плохо спекшаяся плита рассыпается от одного прикосновения, все гранулы круглые.

Выдержка и запах, влажность. Понюхайте и ощупайте приобретаемый пенополистирол. Изготовленный с соблюдением технологических параметров и выдержанный пенопласт практически не имеет запаха. Если же от материала исходит неприятный запах — скорее всего, производитель не соблюдал регламент производства, и от покупки такого утеплителя лучше отказаться. Если между плитами предлагаемого вам полистирола влажно — пенопласт не высушили, а значит, и желаемой теплопроводности вам не видать.

Вместо эпилога

Соблюдение технологического регламента, использование качественного сырья, правильный монтаж в конструкции и защита от внешнего воздействия способны гарантировать вам долговечную и безопасную теплоизоляцию. Потребителю достаточно не гнаться за сомнительной экономией, а отдавать предпочтение крупному производителю; строителю — умело применять материал в конструкции.

Автор: Алексей Стаховский, Стройка