Šiame straipsnyje apžvelgsime polistireno putplasčio (EPS) šilumos laidumo ypatybes, jo sudėtį, gamybos procesą, ilgaamžiškumą bei palyginimą su kitomis šilumos izoliacijos medžiagomis. Pateiksiame ir praktinius duomenis apie degimą, atsparumą vandeniui, mechanines savybes bei saugumą naudotojams.
Kas yra polistireninis putplastis ir kaip jis atrodo?
Polistireninis putplastis - tai medžiaga, kuri sudaro 98 % oro ir 2 % stireno. Oras uždaromas į nedidelio skersmens granules (0,2-0,5 mm skersmens), kurių sienelių storis siekia apie 0,001 mm. Dėl to šilumos laidumas yra itin mažas, o termoizoliacinis poveikis išlieka ilgą laiką. Pilkasis polistireninis putplastis (neoporas) įtraukia grafito priedus, kurie pagerina šilumos laidumo savybes ir suteikia medžiagai pilką atspalvį.
Gamybos pagrindai ir medžiagų sudėtis
Polistirenas gaunamas iš naftos produktų. Pagrindinė jo sudedamoji dalis yra stirenas, o polimerizacijos metu molekulės jungiasi į grandines. Distanciniai priedai, pavyzdžiui pentanas, sukuria plėtrą, kuri išplečia granules į putplasčio poras. Gamyboje naudojami ugnį slopinantys priedai, dažniausiai heksabromciklododekanas.
Panaudojant grafito priedus, pilkasis EPS demonstruoja šilumos laidumo koeficiento pokyčius: pilkojo EPS šilumos laidumo koeficientas gali būti apie 0,028-0,043 W/(m·K) arba iš ore grįsti modeliai apie λ ≈ 0,025 W/(m·K) už uždaro oro užpildas. Grafito priedai mažina šilumos laidumą daugiau nei baltojo EPS, todėl pilkasis EPS siūlomas su geresnėmis izoliacijos savybėmis už tą patį tankį.
Šilumos laidumo koeficientas ir jo reikšmė
Šilumos laidumo koeficientas λ (W/(m·K)) nusako, kaip lengvai medžiaga praleidžia šilumą. Kuo mažesnė λ, tuo geresnė izoliacija. EPS granulėse užrakinto oro nauda šilumos izoliacijai yra didelė, todėl šilumos laidumo koeficientas EPS siekia apie 0,028-0,043 W/(m·K, priklausomai nuo gamybos ir grafito priedų). Lyginant su mineraline vata, EPS dažnai turi panašias arba geresnes izoliacines savybes už mažesnį tankį.
EPSS paviršiai, tankiai ir mechaninės savybės
EPS plokštės gali būti baltos, margintos arba pilkos spalvos (grafito priedai). EPS dažnai žymimas markėmis EPS50, EPS60, EPS70, EPS80, EPS100, EPS150, EPS200. Ekstrūdinis polistirenas (XPS) pasižymi dar geresniu atsparumu mechaniniams pažeidimams, drėgmei ir ilgaamžiškumu, todėl naudojamas pavyzdžiui cokoliams ir pamatų šiltinimui.
Pilkojo EPS išskirtinumas - grafito priedai, suteikiantys daugiau nei 20% geresnes šilumos izoliacines savybes negu tas pats baltojo EPS. Tačiau visos kitos savybės (gniuždymo ir lenkimo atsparumas, įgeriamumas, degumas) yra vienodos baltojo EPS atžvilgiu.
Vandens ir drėgmės poveikis
EPS struktūra yra labai sandari, todėl vanduo į jos vidų nepatenka per įprastą kapiliarinį procesą. Ilgalaikis įmirkis yra labai mažas: net panardinant į vandenį 28 paras, tūrio sumažėjimas siekia mažiau nei 3%. Vanduo gali įsiskverbti tik mikroskopiniais kanalėliais tarp susilydžiusių granulių, o pagrindinės termoizoliacinės savybės per tam tikrą laiką beveik nepakeičiamos. Dėl šio sandarumo, EPS tinka šiltinti išorinius atitvarus, nes gali apsaugoti nuo teršalų ir oro srautų.
Kitas svarbus aspektas - degumas ir sauga
Polistirinis putplastis laikomas nekenksminga aplinkai ir žmonėms, tačiau degumo savybės priklauso nuo priedų. Degumo slopinimo priedai (pvz., priedai iki 374°C degimo temperatūros) riboja liepsnos plitimą, o pašalinus liepsnos šaltinį, medžiaga užges.”
Gaminant EPS, deklaruojama, kad nėra formaldehido, o gaminių degumo savybės priklauso nuo naudojamų priedų. Nuo saulės spindulių poveikio ilgesnį laiką veikianti pilkoji EPS gali šiek tiek pagelti ir trapėti, todėl rekomenduojama naudoti apsauginius dangus ar tinkus.
Terminis ilgaamžiškumas ir eksploatacija
EPS per visą eksploatacijos laikotarpį praktiškai nekeičia savo savybių: jis lengvas, nekintantis, atsparus vandeniui ir teršalams. Šilumos laidumo koeficientas nustatomas pagal tinkamą storį ir λ vertę, o U koeficientas priklauso nuo viso atitvaros sluoksnių. EPS nesudaro įtakos apkrovoms laikančiose konstrukcijose, todėl dažnai pasirenkamas kaip efektyvi termoizoliacija fasadams, grindims, stogams ir pan.
Palyginimas su mineraline vata
Pagrindiniai skirtumai: polistirenas - lengvas, pigesnis, lengviau montuojamas, mažesnė vandens sugertis, mažesnis cheminis išsiskyrimas, o mineralinė vata - atspari aukštai temperatūrai, geras triukšmo izoliatorius, kartais tvirtesnė plokštė, bet kaina didesnė. Nors mineralinė vata gali užtikrinti geresnes priešgaisrinės saugos savybes, pasakojama, kad Vokietijoje nėra įrašų apie ugnies persidavimą per šiltinimo sistemas su polistiroliu.
Praktiniai duomenys ir techniniai parametrai
Šilumos laidumo koeficientas (λ) dažnai svyruoja 0,028-0,043 W/(m·K). Dviejų centimetrų storio EPS sluoksnis sulaiko šilumą panašiai kaip 3,8 cm storio mineralinės vatos sluoksnis arba 3 cm storio baltojo polistirolo sluoksnis, o medinė lenta - 20 cm storio. Atitvaros šilumos perdavimo koeficientas (U) priklauso nuo visų sluoksnių ir jų šiluminės varžos (R). EPS plokščių tankis nėra vienintelis kriterijus - grafito priedai gali pagerinti izoliacines savybes be didelio svorio pokyčio.
EPS plokštės gali būti naudojamos įvairiose konstrukcijų dalyse: sienose, stoguose, pamatose, grindyse ir kt., o jų gamybos procese įterpiami grafito dalelės sąlygoja papildomą šilumos laidumo koeficiento sumažėjimą. EPS taip pat yra lengvas, todėl atsparus didelėms apkrovoms, o jo gamybos ir perdirbimo procesai yra palankūs aplinkai.
Gaisriniai reikalavimai ir sauga
Teisingai naudojant polistireninį putplastį, įrengiama gaisriniu požiūriu saugi sistema, atitinkanti teisės aktų nustatytus reikalavimus. Degimo metu iš polistireninio putplasčio išeina oras ir sustiprėja šilumos laidumas, o eccencija padeda apsaugoti pastato konstrukcijas. Polistirenas neturi būti pagrindas, ant kurio klijuojamos klijavimo medžiagos turi būti atsparios aukštai temperatūrai. Degiant slopinančiais priedais, medžiaga degina tik esant tiesioginei ugniai ir staigiai užgesa pašalinus liepsną.
Įrengimas, priežiūra ir perdirbimas
Polistireninio putplasčio plokštės lengvai pjaustomos ir formuojamos; pakartotinis naudojimas ir perdirbamumas yra įmanomi. Įmonės Lietuvoje siekia gaminti EPS be atliekų, o plokštės gali būti perdirbamos arba perdirbamos su sumažintomis atliekomis.
Santrauka
Polistirolo putplastis yra plačiai naudojama termoizoliacinė medžiaga dėl mažo šilumos laidumo koeficiento, lengvo svorio, atsparumo vandeniui ir įperkamumo. Pilkasis EPS su grafito priedais suteikia žymaus pagerėjimo šilumos izoliacijoje, o XPS variantai papildomai atsparūs mechaniniams pažeidimams ir drėgmei. Svarbiausia - teisingai įrengti šiltinimo sistemas, atsižvelgti į U koeficiento reikalavimus ir užtikrinti tinkamą apsaugą nuo UV spindulių bei oro tarpo pralaidumo.
Putų Polistirolo Granulės, Putplasčio Granulės, Sėdmaišių Granulės
tags: #polistirolo #tabletes #siluminis #laidumas