История открытия пенополистирола (пенопласт)
Пенопласт был изобретен в Берлине в 1839 немецким аптекарем Эдуардом Симоном (Eduard Simon). Из стиракса, смолы Ликвидамбара дальневосточного (Liquidambar orientalis), он дистиллировал маслянистое вещество, мономер, которое он назвал стиролом. Несколько дней спустя Симон обратил внимание на то, что стирол уплотнился, по-видимому от окисления, и превратился в желе, он назвал его оксидом стирола («Стиролоксид»).
К 1845 английский химик Джон Блит и немецкий химик Август Вильхельм вон Хохман обнаружили, что то же самое преобразование стирола происходило и без кислорода. Они назвали свое вещество метастиролом. Анализ позже показал, что оно было химически идентично Стиролоксиду. В 1866 Марселин Бертелот (Marcelin Berthelot) точно идентифицировал образование метастирола из стирола как процесс полимеризации.
Прошло приблизительно 80 лет прежде, чем стало известно, что нагревание стирола начинает цепную реакцию, которая производит макромолекулы. Это в конечном счете привело к появлению вещества, которое сейчас называется пенопластом. В 1931 году в Людвигсхафене компания IG Farben начала производство пенопласта, надеясь, что это будет подходящая замена для отмирающих цинковых литьевых форм. Это было успешно, когда они разработали аппарат, который экструдировал пенопласт через горячую трубу и резак, производя пенопласт в форме шарика. Пенопласт такой же прочный, как чистый алюминий, но намного более гибкий.
Облицовывать дом пенопластом.
Производство пенополистирола вспененного из стиропора происходит путем вспенивания гранулята и последующим спеканием вспененных частиц.
Качество пенополистирола в значительной степени зависит от технологического оборудования. Пенополистирол с низким водопоглощением, высокими теплоизоляционными свойствами и с высокой плотностью поверхностного слоя можно получить только на самом современном оборудовании.
Пенополистирол характеризуется низкой теплопроводностью (0,027-0,040 Вт/м°С) и плотностью (15-40 кг/м?). При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для различных марок 65-250 КПа.
Поведение пенополистирола при контакте с водой оценивается с учетом двух аспектов: водопоглощения и паропроницаемости. Пенополистирол не гигроскопичен, однако количество воды, которое может проникнуть в промежутки между гранулами, настолько мало, что его влиянием на теплопроводность можно пренебречь. Водопоглощение при погружении в воду на 7 дней составляет 0,5-1,5% от объема. Сорбционная влажность пенополистирола составляет 3-6% в массе.
Важное свойство пенополистирола — его долговечность. Он не меняет своих свойств и размеров ни при длительном контакте с водой, ни при многократных воздействиях знакопеременных температур. Пенополистирол — экологически чистый материал. Стирол, из которого он изготавливается, состоит из углерода и водорода. Пентан, применяемый в качестве порообразователя, получают из нефти. Попадая в атмосферу, он быстро разлагается на воду и углекислый газ. При горении пенополистирола образуется вода и углекислый газ, что характерно для горения других органических материалов, например, дерева. Пенополистирол обладает необходимой химической стойкостью.
До недавнего времени широкое применение в строительстве ограничивалось его горючестью. Но на сегодняшний день в строительстве применяются трудновоспламеняемые и самозатухающие марки пенополистирола, которые в Украине имеют обозначение ППСБ-С. Такие пенополистиролы содержат специальные добавки антипирены, подавляющие самостоятельное горение, которое, в этом случае, наблюдается только в прямом контакте с открытым пламенем. Если контакт с открытым пламенем прекращен, прекращается и горение пенополистирола. Капли, образующиеся от расплава, не могут служить источником дальнейшего распространения огня.
По поводу температурной стойкости пенополистирола необходимо сказать следующее: при температуре более 100°С материал начинает медленно размягчаться и усаживаться. Но в строительных конструкциях такие температуры практически не встречаются. В то же время производство вспенивающего полистирола не стоит на месте — уже появляются марки, предназначенные для рабочих температур в 110°С.
Пенополистирол не может долго противостоять воздействию ультрафиолетовых лучей. В результате длительного (около двух месяцев) солнечного облучения поверхность плит коричневеет и постепенно превращается в пыль. Перед отделкой пенополистирол должен быть тщательно очищен от этой пыли. В качестве утеплителя стен пенополистирол применяется:
- в системах наружного утепления «мокрого» типа;
- в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции;
- в системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции (слоистая кладка, трехслойные бетонные или железобетонные панели, трехслойные «сэндвич-панели» с металлическими обшивками).
Одно из перспективных применений пенополистирола — производство теплоизоляционных фасадных плит, представляющих собой трехслойную конструкцию из двух слоев полистиролбетона и слоя пенополистирола в качестве среднего слоя. Эти плиты производятся компанией СИМПРО (SIMPRO, Югославия) под торговой маркой СИМПРОЛИТ. Они обладают небольшой плотностью (200-250 кг/м?), благодаря чему легко монтируются на фасаде традиционным способом (клей плюс дюбели).
Кроме того, теплоизоляционные плиты из полистиролбетона обладают высокими теплофизическими и прочностными характеристиками и отличными показателями по долговечности.
В отличие от существующих систем утепления фасадов, в которых применяются минераловатные или пенополистирольные плиты, оштукатуриваемые по сетке с последующей отделкой, плиты СИМПРОЛИТ готовы к отделке сразу после закрепления на фасаде. Причем некоторые операции отделки (грунтовка, шпаклевка) могут быть частично выполнены до монтажа плит. К несомненным преимуществам данных теплоизоляционных изделий следует отнести возможность их отделки любыми фасадными материалами — от окрасочных до облицовочных.
СИМПРОЛИТ-плиты можно монтировать в любую погоду, поскольку в состав полистиролбетона, из которого они изготавливаются, входит специальная добавка, делающая плиты водонепроницаемыми, что значительно повышает долговечность и эксплуатационные характеристики не только фасада, но и здания в целом.
Широкому внедрению пенополистирола мешает отсутствие информации о методах применения пенополистирола в сертифицированных типовых узлах строительных конструкций. Это создает трудности для архитекторов и конструкторов. В последнее время ситуация начинает исправляться, производителями материала разрабатываются типовые конструктивные решения.
