Свойства пластмасс. Вспененные конструкционные материалы

- материалы с пространственным каркасом;

6) по горючести. Теплоизоляционные материалы подразделяются согласно CниП 21-01-97;

7) по теплопроводности. Материалы и изделия подразделяются на классы:

- А - низкой теплопроводности (<0,06 Вт/м•К),

- Б - средней теплопроводности (0,06-0,115Вт/м•К),

- В - повышенной теплопроводности (0,1-0,175Вт/м•К).

Производство изделий из вспененных термопластов целесообразно из-за возможности получения таких уникальных свойств материалов как:

- малый, по сравнению с монолитным изделием тех же размеров, удельный вес;

- низкий уровень внутренних напряжений;

- хорошие акустические свойства;

- повышенная жесткость при меньшем весе;

- высокая размерная точность;

- отсутствие утяжек и коробления.

Практически все вспененные полимерные материалы отличают такие особенные свойства как:

- отличная гибкость, эластичность;

- хорошая водо- и паронепроницаемость;

- низкая теплопроводность;

- отличные звуко- и шумопоглощающие свойства;

- химическая стойкость и экологическая безопасность.

Среди большого разнообразия газонаполненных материалов быстро растущую популярность завоевывают вспененные полиолефины (полиэтилен, полипропилен), жесткий экструзионный пенополистирол, а также жесткий пенополиуретан. Различаются материалы, предназначенные для комплексной защиты ограждающих конструкций снаружи (плиты из пенополистирола или пенополиуретана) и изнутри (полотна пенополиэтилена).

пластмасса переработка вспененный термореактивный

Сочетая в себе тепло-, гидро-, звуко- и электроизоляционные свойства, экструзионные пенополиолефины отличаются, помимо этого, высоким сопротивлением теплопередаче (теплопроводность 0,033-0,039 Вт/м*К), повышенной стойкостью к неблагоприятным атмосферным явлениям (например, ультрафиолетовому излучению), а также к химическим воздействиям.

Область рабочих температур - от -80 до +110°С. Некоторые разновидности вспененного полиэтилена, по заявлениям производителей, могут быть использованы для теплоизоляции в диапазоне рабочих температур от -60єС до +160єС.

Эти материалы экологически безопасны, не имеют запаха, некоторые не поддерживают горение и обладают свойством самозатухания. Предлагаются также огнестойкие марки классов Г1 и Г2. Относящиеся к ним материалы (около 700-800 марок) поставляются в виде пластин и рулонов шириной 1-1,5 м и толщиной от 0,5 до 12 мм или в блоках толщиной до 170 мм различной плотности (от 22 до 170 кг/м3) и прочности (от 0,015 до 0,3 МПа при сжатии 10%).

Дополнительное покрытие фольгой, особенно с обеих сторон, значительно улучшает теплоизоляционные свойства материала. Также существуют разновидности ППЭ с поверхностью из мелованного картона, в основном для утепления стен.

Важным параметром также служит коэффициент остаточной деформации и прочность на сжатие, которые показывают, как долго служит материал. Для достижения максимальных теплошумоизоляционных и упруго-деформационных свойств материалы дублируют неткаными иглопробивными полипропиленовыми материалами.

За счет сшивки молекул увеличиваются такие важнейшие параметры пенополиэтилена, как теплостойкость (рабочий температурный интервал сшитых пенополиэтиленов, как правило, на 20-30єС выше несшитых), стойкость к органическим растворителям, масло-, нефте-, бензостойкость, большая стойкость к ультрафиолету и атмосферным колебаниям, а значит, более длительный срок службы самого материала.

Вспененные пленки

Снижение плотности полимера за счет образования ячеистой структуры позволяет получать изделия с большей жесткостью при изгибе при данной массе полимера. Метод может быть использован для экструдируемых пленок и литьевых изделий, и его широко применяют для полистирола, а с недавних пор для полиолефинов. Большей удельной жесткости материала достигают за счет того, что жесткость балки пропорциональна кубу толщины. Поэтому для единицы площади поверхности пленка удвоенной толщины может быть изготовлена из х граммов материала, если плотность уменьшена вдвое. Удвоение толщины означает увеличение жесткости в 2³, т. е. в 8 раз для данного модуля, но модуль изменяется линейно с изменением плотности, так что уменьшение плотности вдвое уменьшает модуль вдвое и общий рост жесткости получается в 4 раза. Это может быть очень важным экономическим преимуществом.

Существует два главных метода получения вспененных пленок.

Первый метод начинается от полистирольных гранул, которые под давлением пропитаны сжижаемым газом, обычно пентаном. Пленку экструдируют с раздувом, используя двухшнековый экструдер, при добавлении нуклеирующего агента типа смеси лимонной кислоты и бикарбоната натрия. Нуклеирующий агент полезен для получения тонкоячеистой структуры. Когда расплавленная масса выходит из экструзионной головки, давление падает, и материал начинает вспениваться. Метод раздува рукава используют для предотвращения морщения, наблюдающегося во время процесса вспенивания. Рукав обычно раздувают в горизонтальном направлении для облегчения стартового периода, так как материал твердый и жесткий в отличие от ПЭ пленки. Когда рукав складывают, его обрезают с двух сторон с получением двух плоских листов, наматываемых отдельно. Это полезно, так как сложенные кромки рукава - слабое место из-за жесткости полистирола.

Другой метод использует обычные полистирольные гранулы, а газ вводят в экструдер. Пленку раздувают тем же способом. Для этого метода необходим экструдер особой конструкции, экономичный только при больших производительностях - порядка 400 т/год. Экструзия вспенивающихся гранул дешевле при меньших производительностях и более гибка, так как экструдеры можно использовать и для других целей. Степень ориентации листа в обоих направлениях регулируют, как обычно, подгонкой скорости приемки и степенью раздува. Степень ориентации должна быть одинакова в обоих направлениях, так как любое различие в прочности в двух направлениях может привести к расщеплению листа при термоформовании.

Вспененные полиолефиновые пленки производят добавлением мастербатча к обычным гранулам и затем обычной экструзией с раздувом рукава. Мастербатч содержит вспенивающий агент и технологические добавки. Вспенивающий агент - это соединение, разлагающееся при температуре экструзии с выделением азота, который вспенивает расплавленную массу при экструзии. Когда масса покидает зону высокого давления в головке, газ диффундирует к неоднородностям расплава, и образуются пузырьки. Вспенивая расплав, газ растягивает полимер, чтобы создать ячейку. Поэтому температуру расплавленной массы нужно строго контролировать, так как она влияет на вязкость расплава. Пленки, производимые этим способом, имеют бумагоподобные свойства - внешний вид, жесткость, качество поверхности, складываемость, плотность порядка 600 г/л.

Вспененные пластики

Пенополиэтилен

Полимерные (полиолефиновые) пены - многокомпонентные и многофазные материалы на основе высокомолекулярных соединений, значительный класс термопластов универсального применения, особо важными из которых являются полиэтилен и полипропилен.

При описании пенополиэтилена (ППЭ) независимо от способов его получения используют два определения: «сшитый» и «несшитый».

«Сшитый» ППЭ - это вспененный полиэтилен, в процессе производства которого молекулярная структура за счёт различных методов модифицируется, и в результате сшивки образуется так называемая поперечно-связанная, или сетчатая, молекулярная структура. По технологии изготовления различают три вида «сшитого» пенополиэтилена: радиационно-сшитый, химически-вспененный (оба материала получают методом экструзии) и материал, полученный под давлением.

«Несшитый» ППЭ получают методом экструзии с использованием физического газообразователя, в качестве которого могут выступать газы фреон, пропан-бутан и изобутан. Основное отличие этого материала от сшитого в том, что в процессе его получения молекулярная структура самого полиэтилена не изменяется. Материал, полученный на основе пенополиэтилена с использованием газообразователя, является хорошим теплоизолятором, гидроизолятором, шумопоглотителем, изделия из таких материалов легко гнутся и режутся, а также способны держать заданную форму. Материал совместим практически с любыми строительными материалами - древесина, бетон, цемент, гипс, известь и т. д.

Важным положительным свойством пенополиэтилена является то, что материал является химически инертным и экологически чистым. За счет своей структуры обладает низким коэффициентом влагопоглощения (менее 2%), стоек к гниению (расчетный срок эксплуатации материала - 25 лет).

Материал используется преимущественно в строительстве, однако благодаря вышеперечисленным качествам, его потребителями являются предприятия многих других отраслей промышленности, в частности, машиностроения, автомобилестроения, медицины, кожгалантерейной и обувной промышленности, а также отрасли, где он используется в качестве упаковки. В строительстве он используется для теплоизоляции ограждающих конструкций, холодильного оборудования и трубопроводов, а также в качестве упругих звукоизолирующих прокладочных материалов в конструкциях межэтажных перекрытий и фундаментов под инженерное оборудование.

ППЭ является одним из самых эффективных теплоизоляторов и позволяет значительно уменьшить массу конструкций и сэкономить полезную площадь. Для сравнения, 1 см ППЭ в среднем заменяет:

- 1,2 см пенополистирола;

- 1,5 см минеральной ваты;

- 15 см кирпичной кладки;

- 4,5 см дерева (ель, сосна).

Применение ППЭ в строительстве:

1) листы для отверждения бетона - листы, предупреждающие потерю тепла при гидратации во время кладки бетона при низких температурах;

2) шумо- и теплоизоляция полов (флотирующие (плавающие) полы). Листы ППЭ (иногда с тисненой поверхностью) используются в качестве акустических перегородок между бетонными блоками и полом;

3) подложка под паркет, доску-ламинат и различные напольные покрытия. Листы ППЭ (иногда сложные, с тисненой поверхностью) используются для тепло- и звукоизоляции и как барьер при подъеме водяного пара;

4) подполовая изоляция. Листы ППЭ используются для ударозвуковой изоляции полов, как мягкие и эластичные подстилки под паркет, линолеум, ковровые покрытия или другие типы пола;

5) подстилка под искусственный дерн. Листы ППЭ как подстилки для искусственного дерна;

6) фундаменты строений (разделяющие перегородки). Листы и настилы из ППЭ используются для разделения смежных стенок, подвергаемых вибрации и движению;

7) трубоизоляция. Полосы ППЭ используются для теплоизоляции труб горячего и холодного водоснабжения;

8) изоляция вентиляционных труб. Листы или настилы из ППЭ используются для тепловой и звуковой изоляции кондиционерных установок.

9) стыки бетонных тротуаров. Листы или настилы между бетонными блоками используются для снижения нагрузки и предупреждения образования трещин;

10) «плавающие» ступеньки лестницы. Листы используются для ударозвуковой изоляции от пола и боковых стен;

11) уплотняющие ленты. ППЭ используется для уплотнения стыков сборных элементов зданий и конструкций, первичного уплотнения для расширяющихся соединений или в качестве несвязывающей подложки для уплотнителей от поступления холодного воздуха;

12) мембрана скольжения. Полоса из ППЭ используется в качестве перегородки между бетонными конструкциями легкого веса;

13) мембранная защита. Листы из ППЭ используются в качестве механической защиты для уплотняющих мембран;

14) пороговые уплотнения, перегородки стен. Ленты используются в качестве уплотнения против воды и воздуха между фундаментом, перегородками стен и пороговой плитой;

15) изоляция ребристой крыши. Лист ППЭ, наклеенный или напластованный на ребристую металлическую крышу, используется для теплоизоляции, предупреждения конденсации влаги и снижения шума;

16) лента для утепления окон. Лента из ППЭ с адгезивным слоем используется в качестве уплотняющего соединения между стеклом и рамой.

17) теплоизоляция стен. Листы ППЭ используются для теплоизоляции и покрытия стен коттеджей, дачных домиков, гаражей, кессонов и т.д.;

18) теплоотражающие экраны. Для снижения тепловых потерь листы ППЭ с металлизированной полимерной пленкой крепятся к поверхности зарадиаторного участка наружной стены;

19) теплоотражающий экран (ППЭ + металлизированная полимерная пленка).

ППЭ используется и для производства упаковки (защитная упаковки бытовой и аудио/видеотехники; амортизирующая упаковка для транспортировки медицинских приборов и лекарственных препаратов; упаковочный теплоизоляционный материал при отправлении различных грузов; внутренняя прокладка контейнеров и смягчающих подушек в их углах; защитный и амортизирующий материал для упаковки изделий из стекла, керамики, зеркал, фаянса, для пищевых продуктов; прокладочные листы для защиты от царапин и сколов при упаковке пачек листовых древесных материалов; защитный упаковочный кожух для мебели и др.).

Также ППЭ используется в машиностроении (тепло- и звукоизоляция холодильников, изотермических шкафов, кондиционеров; основа для скотчей с двусторонним липким слоем; монтажные и уплотнительные ленты; виброизоляционные и уплотняющие элементы; теплоотражающие экраны и др.).

Автомобильная промышленность ППЭ используется для тепло-, шумоизолирующих уплотнителей-прокладок дверей и других частей салона; термоизоляции обшивки крыши/потолка; прокладок под крепёж с высокими демпфирующими свойствами; демпфирующих прокладок под пластмассовые элементы обшивки и торпеды, между стеклом и панелью; теплоизоляции багажного отсека (фургоны); шумо- и теплоизоляции капота; термоизолирующей прокладки для зеркал с электроподогревом; звукоизоляции каркаса мотоотсека; шумоизоляции пола салона; вибро-, звукоизоляции в арках колёс, а также в системе воздушного обеспечения.

Вспененные материалы обладают массой достоинств - они невероятно пластичны и прогибаются в местах максимальной нагрузки. В связи с этим они находят использование в ортопедической медицине и производстве ортопедической обуви. На основе вспененного полиэтилена изготавливают ортопедические изделия, стельки в специальную обувь, эластичные элементы для обуви (супинаторы, задники, мягкий кант и пр.). Помимо ортопедических изделий, благодаря тому, что материалы стойки к деформации и обеспечивают превосходную защиту от механических повреждений, они нашли применение в области медицинской упаковки в качестве антидеформационных вкладышей в носочную часть обуви, при упаковке медицинской техники, приборов и посуды и т.д.

В кожгалантерейной и обувной промышленности ППЭ используется для прокладочных материалов различной толщины и плотности в сумках, рюкзаках и пр.; формованных жестких каркасов сумок, чемоданов, папок; утепления чехлов для гитар.

Это далеко не полный список отраслей, где может быть использован ППЭ, физически свойства этого материала позволяют открывать новые и новые возможности. В последнее время все большую популярность приобретает производство из пенополиэтилена пленок преимущественно для термоизоляции проводов, изготовления этикеток, упаковки. Пока на рынке известна самая тонкая пленка толщиной 0,25 мм, произведенная компанией Alveo.

Пенополипропилен

Вспененный полипропилен (ППП) имеет некоторую внешнюю схожесть со вспененным полиэтиленом. При этом способ изготовления вспененного ППП и вспененного ППЭ практически одинаков. Несмотря на это, материалы имеют разные свойства, что обуславливает их небольшие различия в применении. Так, вспененный полипропилен значительно лучше противодействует сжимающим и растягивающим нагрузкам. Реальный температурный режим работы материала достигает + 150єС.

Благодаря перечисленным свойствам, вспененный полипропилен во всем мире находит широкое применение, по большей части, в строительстве. Кроме этого, материал находит применение и в других областях, например, при изготовлении фильтров водоочистки. Его используют при монтаже изоляции в помещении и на трубопроводах с повышенными температурами. Также материал применяется в качестве вибродемпфирующей прокладки в конструкциях «плавающих полов» для улучшения изоляции воздушного и ударного шума конструкций межэтажных перекрытий.

Единственным материалом, выпускаемым в России, является вспененный полипропилен марки «Пенотерм» производства компании «Уралпластик». Материал «несшитый» и целиком ориентирован на применение в строительных отраслях.

Физико-механические свойства вспененного полипропилена «Пенотерм»

Судя по свойствам, «несшитый» ППП ближе к «сшитому» ППЭ. Во всех случаях очевидными плюсами ППП являются большая прочность, термостойкость и меньшая теплопроводность. Минусы состоят в том, что материал менее эластичен, дороже «сшитого» ППЭ в среднем на 25-30%, а «несшитого» - в 4 раза. При этом ППП производится лишь на одном предприятии, что также удорожает его использование и делает более привлекательным применение ППЭ и вспененных синтетических каучуков.

Варианты применения вспененного ППП:

1) в конструкциях междуэтажных перекрытий (конструкция «плавающий пол»), это позволяет обеспечить надежную вибро- и звукоизоляцию;

2) использование для отражающей теплоизоляции в конструкциях бань и саун.

Экструдированный пенополистирол

Технология экструзионного производства пенополистирола разработана в 50-х годах фирмой «The Dow Chemical Company» (США). Успехи этой технологии обусловлены созданием специального оборудования (линий), совершенствованием параметров переработки и вспенивания полимерной композиции в процессе экструзии. Были созданы и задействованы линии с единичной мощностью от 5 до 100 тыс.м³/год при стоимости линии от 8-10 до 25-30 млн. долларов США. В качестве вспенивающего агента использовалась смесь фреонов или углекислого газа.

Материал получают путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре с последующим выдавливанием из экструдера и введением вспенивающего агента. В качестве вспенивающего агента использовались последовательно: жесткие фреоны, смеси жестких и мягких фреонов, мягкие фреоны и, наконец, безфреоновые системы на основе СО₂. Переход от жестких фреонов к безфреоновым вспенивателям определяется повсеместной борьбой с производством и применением фреоносодержащих материалов. С начала 1999 г. две фирмы - The Dow Co (США) и BASF AG (Германия) - начали перевод своих производств на безфреоновый вспенивающийся агент и представили на рынке экологически чистые экструдированные пенополистиролы - соответственно STYROFOAM^TM А и Styrodur C. К середине 1999 г. они полностью перевели свое производство на CO₂-содержащий вспениватель и поставляют только экологически чистые материалы.

Наряду с нулевой капиллярностью и пренебрежимо малым водопоглощением (менее 0,2% по объему), экструдированный пенополистирол (благодаря своей структуре) обладает необычайно высокой прочностью на сжатие, а также стабильными теплоизоляционными характеристиками, значительно превышающими средние значения большинства других изоляционных материалов (теплопроводность - 0,03 Вт/м•К). Он морозостоек и долговечен, химически устойчив (за исключением органических растворителей, безводных кислот и бензина) и не подвержен гниению. Может приклеиваться горячим битумом.

Экструзионная переработка обуславливает получение материала с совершенной закрытопористой микроячеистой структурой, что приводит к повышению его физико-механических характеристик при весьма низком водопоглощении и исходной влажности и, следовательно, резко увеличивает эксплуатационную долговечность во всех случаях применения с сохранением величины коэффициента теплопроводности, близкой к первоначальному состоянию. Эти свойства экструзионного пенополистирола позволили разработать новые эффективные конструкционные решения в теплоизоляции зданий и сооружений (экстерьерная теплозащита, инверсионные кровли и др.), в результате чего беспрессовый пенополистирол будет в значительной степени вытеснен из практики отечественного строительства.

Теплоизоляционные свойства экструдированных пенополистиролов зависят от технологических параметров их получения. Закрытая ячеистая структура материала обеспечивает незначительное изменение теплопроводности во влажных условиях, которая может варьироваться в пределах 0,001-0,002 Вт/м•К, что позволяет с успехом применять экструдированный пенополистирол в конструкции подвалов в качестве наружной теплоизоляции без дополнительной гидроизоляции. Проведенные испытания показали, что экструдированный пенополистирол сохраняет свои теплоизоляционные свойства после 1000 циклов замораживания-оттаивания. При этом изменение термического сопротивления не превышает 5%. Предел прочности при сжатии зависит от толщины и плотности. Не так давно были разработаны новые разновидности пенополистирола, в которых удалось сильно снизить горючесть за счет введения в материал более эффективных антипиренов, что позволило отнести получившиеся виды к группе трудногорючих материалов.

Экструдированный пенополистирол обладает рядом преимуществ по сравнению с другими теплоизоляционными материалами:

- благодаря своей структуре, плиты обладают стабильными свойствами;

- не пропускает влагу, вследствие чего является долговечным;

- плиты имеют нулевую капиллярность, а это практически нулевое водопоглощение;

- коэффициент теплопроводности плит равен 0,026 Вт/м•°С.

Необходимо отметить, что в России имеется собственная технология производства экструзионного пенополистирола. Отечественным разработчиком данной технологии является НПП «Экспол». Данной компанией была разработана линия по производству экструдированного пенополистирола, которая успешно функционирует на базе собственной производственной площадки. Продукция известна под торговой маркой «Экспол». По своим техническим характеристикам плиты «Экспол» близки к продукции мировых производителей экструдированного пенополистирола. Однако технологический цикл является очень отличным. Основное различие состоит в сырье. Если традиционная технология экструзии пенополистирола предполагает использование полистирола общего назначения (GPPS), то технология НПП «Экспол» основана на экструзии вспенивающегося полистирола (EPS, ПСВ), содержащего пентан, изопентан или их смесь, с дополнительными химическими вспенивателями и эффективными технологическими добавками. В технологическом процессе производства различаются следующие его стадии, обеспечиваемые машинами и устройствами, установленными в составе линии или вне ее:

1) приготовление сухой вспенивающейся композиции, состоящей из полистирола вспенивающегося (марок ПСВ или ПСВС) и технологических добавок (смеситель);

2) автоматическое дозирование вспенивающейся композиции из бункера-накопителя через бункер-смеситель в зону загрузки экструдера;

3) непрерывная переработка вспенивающейся композиции в экструдере при температурных режимах, обеспечивающих пластикацию, гомогенизацию и транспортирование материала шнеком;

4) выдавливание и вспенивание материала на выходе из плоскощелевой экструзионной головки;

5) калибрование и термостатирование плиты на валковом калибраторе;

6) охлаждение и стабилизация размеров плиты в тянущем сдвоенном конвейере;

7) отрезка плиты по длине на резательном устройстве.

Области применения экструдированного пенополистирола схожи с областями использования пенополистирольных плит из вспенивающегося полистирола. Основными сферами применения являются строительство зданий и строительство дорожных покрытий. Менее емкими сферами применения XPS являются теплоизоляция нефте- и газопроводов, а также теплоизоляция холодильного оборудования.

Сегодня в России существует сертифицированная проектная документация на применение экструзионного пенополистирола. Например, альбом конструкционных решений (разработан специалистами «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ») - «Стены, покрытия, пол с теплоизоляцией из экструдированного пенополистирола Styrodur концерна «ВАSF АG». Материалы для проектирования и рабочие чертежи узлов», а также альбом типовых решений с применением плит «ПЕНОПЛЭКС».

При строительстве зданий теплоизоляционные плиты XPS применяются в следующих областях:

1) теплоизоляция полов в промышленных сооружениях. Преимущество плит экструзионного пенополистирола особенно очевидно при устройстве полов по грунту промышленных зданий и торговых комплексов, а также других зданий и сооружений, в которых полы укладываются непосредственно на специально подготовленное основание. Такое утепление эффективно даже при эксплуатации в самых экстремальных условиях: воздействии влаги, низких температур и механических нагрузок, а также при наличии в районах строительства водоносных слоёв и грунтовых вод. Экструдированный пенополистрол незаменим в тех случаях, когда наряду с высокими теплоизоляционными свойствами необходимы высокие прочностные свойства материалов, а часто и химическая стойкость материала утеплителя. В промышленных зданиях очень часто полы устраиваются с учетом проезда автотранспорта. Плиты EPS при этом включаются в состав конструктива пола и выполняют несущую функцию, воспринимая и передавая нагрузку на основание. Кроме того, плиты пенополистирола рационально использовать в конструкции обогреваемых полов, используя как теплоизолирующие, так и несущие свойства материала утеплителя, а также в составе покрытий ледовых арен, где плиты пенополистирола защищают подстилающие грунты от промерзания;

2) наружная теплоизоляция. Так же, как и в гражданском строительстве, экструдированный пенополистирол используют для тепловой защиты (как правило, в качестве наружной теплоизоляции) заглубленных в грунт сооружений, а также обвалованных сооружений, (например, резервуаров для воды и др.), обкладывая плитами пенополистирола бетонные или металлические части конструкций, соприкасающиеся с мерзлым либо сезонно-промерзающим грунтом основания;

3) изготовление сэндвич-панелей. Выпуск плит толщиной 20-30 мм позволяет удовлетворить спрос производителей сэндвич-панелей на качественный заполнитель с высокими теплоизоляционными показателями. До сих пор эти компании вынуждены были применять импортный дорогостоящий материал из-за отсутствия российских аналогов. Для данных целей подходят пенополистирольные плиты марок 35 и 40. Кроме того, плиты EPS используют для облицовки поверхности (выравнивания под отделку) стен, потолков и т.д., а также для создания необходимого микроклимата в помещении.

4) «мостики холода». Плиты пенополистирола малой толщины, например, 20 мм, используются в промышленном строительстве для теплоизоляции «мостиков холода», а также для устройства температурных и деформационных швов в различных бетонных конструкциях и сооружениях. «Мостики холода» образуются в том случае, когда стройматериалы с высокой теплопроводностью, такие как бетон, находятся непосредственно под воздействием температур наружного воздуха. Утеплитель фундамента должен быть расположен так, чтобы он был связан с утеплителем для всего дома и при этом являлся бы его продолжением. Мостики холода могут способствовать силам морозного пучения или, по крайней мере, создавать местами более низкие температуры или конденсат на поверхности плит. Необходимые меры по правильной установке утеплителя должны быть приняты в процессе строительства;

5) системы с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции. Расположение теплоизоляционного материала на внутренней поверхности стены существующих зданий часто является единственно возможным. Во-первых, теплоизоляция может быть произведена не во всех, а лишь в некоторых помещениях здания. Во-вторых, производство работ по устройству теплозащиты может производиться в любое время года; при этом, в отличие от систем наружного утепления, не требуются средства подмащивания. В-третьих, при этом не меняется облик зданий, поэтому данный способ часто применяют в зданиях со сложными в архитектурном плане фасадами, представляющими художественную или историческую ценность;

6) колодцевая кладка. Колодцевая кладка представляет собой трехслойную конструкцию. Толщина первого слоя - внутренней несущей стены - определяется лишь прочностными требованиями; толщина теплоизоляционного слоя диктуется теплофизическими требованиями; назначение третьего (лицевого) слоя - защитить утеплитель от внешних воздействий. Внутренний слой может быть выполнен из кирпича или блоков (бетонных, керамзитобетонных, шлакобетонных, гипсобетонных, газосиликатных, и т.д.). Для лицевого слоя могут применяться кирпичи или камни керамические лицевые, отборные стандартные кирпичи, силикатные кирпичи, а также бетонные лицевые кирпичи. При облицовке силикатным кирпичом цоколь, пояса, парапеты и карниз выполняются из керамического кирпича. Для наружного слоя могут также использоваться бетонные и керамзитобетонные блоки со штукатуркой. Специальные требования применяются к утеплителю, так как в данном случае ремонтно-восстановительные работы невозможны. Основными из этих требований являются: устойчивость к деформациям и влагостойкость. Данным требованиям отвечают и чаще всего применяются минеральная вата, пенополистирол и стекловата;

7) системы наружного утепления «мокрого» типа. Легкие ограждающие конструкции имеют более низкий коэффициент теплоусвоения материала несущей стены, но снижение теплоустойчивости в достаточной мере компенсируется за счет высокого термического сопротивления теплоизоляционного материала. Использование легких ограждающих конструкций существенно снижает затраты на работы по возведению фундаментов. Применение легких ограждающих конструкций позволяет при одной и той же площади пятна застройки получить большую полезную площадь, что существенно влияет на экономическую целесообразность применения данной системы;

8) монолитное домостроение. Упрощенно технология возведения стен из монолитного бетона состоит в следующем - непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы - опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента, в которые устанавливается по проекту арматура и заливается конструкционный бетон. После затвердевания бетона получается готовый конструктивный элемент здания. Опалубочные элементы либо демонтируются, либо становятся частью стены;

9) инверсионные кровли. Инверсионной называется кровля, конструкция которой «перевернута» по сравнению с традиционной, то есть гидроизоляционный слой располагается под слоем утеплителя непосредственно на поверхности бетонного перекрытия (основания кровли). Такая конструкция была разработана и реализована в строительстве после появления утеплителя «нового поколения» - твердого экструзионного полистирола, свойства которого позволяют расположить его над гидроизоляцией, для которой он является еще и защитой от внешних воздействий. Слой гидроизоляции при таком расположении утеплителя не испытывает существенных температурных перепадов, т.к. постоянно находится в зоне положительных температур, а также надежно защищен от непосредственных механических воздействий и ультрафиолетового излучения;

10) наклонная крыша. В такой крыше рекомендуется применять теплоизоляционные плиты поверх стропил, тем самым изолируя всю площадь крыши без каких-либо пропусков;

11) дорожное строительство. Теплоизоляция автомобильных и железных дорог (включение слоя утеплителя в состав дорожного полотна) при их строительстве и реконструкции позволяет решить проблемы, связанные с пучинистыми грунтами, уменьшает глубину промерзания и, как следствие, проявление сил морозного пучения;

12) железнодорожные насыпи. Материал широко применяется для теплоизоляции железнодорожных насыпей, в строительстве объектов авиатранспортной инфраструктуры (имеющей похожие проблемы при промерзании-оттаивании грунтов). Для выполнения морозозащиты конструкций до 1998 г. в дорожном строительстве в качестве теплоизоляционного слоя использовались импортные пенополистирольные плиты. В настоящее время рядом крупных отечественных производителей пенополистирольных плит (толщиной 45 мм) начат выпуск продукции, удовлетворяющей всем требованиям дорожных строителей. Подсчитано, что из-за снижения скорости подвижного состава в местах с наибольшей пучинистостью МПС России несет потери в размере 20 миллиардов долларов ежегодно.

13) обогреваемые тротуары. При прокладке обогреваемых тротуаров и дорог возникает проблема более рационального использования тепла, выделяемого нагревательными элементами. В таких случаях под ними укладывают теплоизоляционные плиты, которые снижают теплопотери в основание, сокращая энергозатраты и используя тепло более эффективно;

14) теплоизоляция газо- и нефтепроводов. Применение изоляции позволяет заменить надземную и полузаглубленную прокладку трубопровода на заглубленную (траншейную) с минимальной глубиной заложения, что минимизирует тепловое воздействие трубопровода на вечномерзлые грунты в условиях крайнего Севера (предотвращая растепление грунтов и возможную деформацию трубопровода). Одно из активно развивающихся направлений - производство специальной сегментной теплоизоляции для магистральных трубопроводов: при этом продукция позволяет повысить надежность теплотрасс, сделать прокладку траншей более технологичной;

15) холодильная промышленность. Экструзионный пенополистирол используется для теплоизоляции промышленного оборудования и строительных конструкций при работе в условиях повышенных или пониженных температур, в тех случаях, когда условия эксплуатации такого оборудования не влияют на характеристики материала теплоизоляции (эксплуатация в пределах допускаемых температур, нагрузок, и проч.).

Список литературы:

1. www.newchemistry.ru - Аналитический портал химической промышленности «Новые химические технологии», раздел «Справочная. Каталог продукции» - «Изделия, изготавливаемые методом экструзии: Вспененные пластики».

2. www.plastinfo.ru - Полимерная индустрия, раздел «Статьи» - статья № 46 «Вспененные полимеры : классификация, сравнительная характеристика».

3. Энциклопедия полимеров, т. 1-3/ под ред. Кабанова В.А., Акутина М.С., Бакеева Н.Ф. - М., 1972-1977.

4. Кацнельсон М. Ю., Балаев Г. А. Полимерные материалы. - Л., 1982.

5. Воробьев В. А., Комар А. Г. Строительные материалы. - «Стройиздат», 1971.

Размещено на Allbest.ru