Пенополиуретан в строительстве сегодня.

ПЕНОПОЛИУРЕТАН - на сегодняшний день самый эффективный утеплитель в мире. Пенополиуретан - технологичный, качественный, уникальный по своим характеристикам, теплоизоляционный материал. Пенополиуретан идеально подходит для утепления и ремонта фасадов зданий с недостаточной теплоизоляцией. В странах Западной Европы и США пенополиуретан успешно применяется в строительстве быстровозводимых промышленных и гражданских объектов около 50 лет. В России производство различных видов пенополиуретана увеличивается из года в год. Пенополиуретан - лидер по значению термического сопротивления среди других утеплительных материалов. Коэффициент теплопроводности пенополиуретана 0,025 (Вт/м *град). Ближайший по качеству (но уступающий по технологичности), экструдированный пенополистирол имеет коэффициент теплопроводности 0,03 Вт/м*град. На теплопроводность пенополиуретана не влияет влажность, чего не скажешь о других теплоизоляционных материалах. Влагопоглащение пенополиуретана при влажности 98% за сутки - 0,04% или 2 г/ м.кв. Сэндвич панели на основе пенополиуретана производятся с помощью заливочных машин высокого давления. Образование пенополиуретана происходит при реакции двух жидких компонентов: полиола и полиизоционата. В результате образуются микрокапсюли заполненные воздухом, где более 90% ячеек пенополиуретана замкнуты. Если в компоненты для получения пенополиуретана включены антиперены, то пенополиуретан относится к группе трудновозгораемых материалов. Пенополиуретан не поддерживает самостоятельного горения. Если убрать источник горения – пенополиуретан гаснет, не тлеет и не дымит. Физические параметры пенополиуретана стабильны в широком температурном диапозоне от -180 до +150  градусов. Пенополиуретан не токсичен. Пенополиуретан биологически нейтрален, устойчив к микроорганизмам, плесени, гниению. Нет химических причин для разрушения правильно сделанного пенополиуретана. При отсутствии механических повреждений, срок службы пенополиуретана оценивается не менее 25 - 30 лет.
Самый выгодный теплоизоляционный материал

Учитывая невозможность достижения высокого качества работ при практической теплоизоляции зданий, используя наружный пирог из 9-12 различных, часто не совместимых между собой, химических материалов, из-за: суровых и непредсказуемых климатических условий в стране; низкой квалификации рабочей силы; недостаточного уровня контроля, особенно инструментального со стороны проектных организаций, производственных предприятий, контролируемых органов; нередкой замены материалов на материалы более низкого качества, взоры заказчиков, проектантов, строителей вновь обращены на самый эффективный теплоизоляционный материал - пенополиуретан.
В настоящее время пенополиуретаны занимают одно из первых мест среди полимерных теплоизоляционных материалов (пенопластов), что объясняется их хорошими физико-механическими и теплоизоляционными свойствами, стойкостью к атмосферным и агрессивным воздействиям, простотой технологии, возможностью изготовления на месте производства работ.
Жесткие пенополиуретаны, применяемые в строительстве, отличаются высокими теплоизоляционными свойствами, широким интервалом рабочих температур, высокой удельной прочностью, малой водопроницаемостью, широкими технологическими возможностями получения, стойкостью к коррозии, воздействию атмосферных факторов, химических сред, радиации.
Для сравнения: керамзитовый гравий имеет коэффициент теплопроводности от 0,12 до 0,14 Вт/м оС, пеностекло или газостекло - 0,84 Вт/м оС, маты минераловатные прошивные - 0,056 Вт/м оС, пенополистирол - 0,038-0,042 Вт/м оС, а пенополиуретаны от 0,019 до 0,035 Вт/м оС.
Таким образом, пенополиуретан (в настоящее время существует более 100 марок плотностью от 40 до 250 кг/м3) является самым «теплым» из известных теплоизоляционных материалов, так как имеет самый низкий коэффициент теплопроводности.


Сравнительные характеристики толщин теплоизоляционных материалов, соответствующих 100 см кирпичной кладки:


   Пенополиуретан                            3,9 см
   Пеноизол                                       4,7 см
   Пенополистирол                            6,1 см
   Базальтовое волокно                   6,6 см
   Стеклянное волокно (URSA)        7,5 см
   Минеральная вата                         8,1 см
   Строительный кирпич                   100 см

 
Хорошо известно, что максимальная утечка тепла из зданий происходит через стены и крыши. Жесткий пенополиуретан чрезвычайно эффективен в качестве материала для утепления стен и крыш. Этот метод широко используется в странах Западной Европы, США, Саудовской Аравии, Кувейте, Канаде, Китае. Поскольку пенополиуретаны обладают недостаточной светостойкостью, покрытия предохраняют от воздействия ультрафиолетового излучения. Для этого сверху полностью закрывают керамической плиткой, листовым металлом, цементно-песчаным раствором или, в крайнем случае, наносят лакокрасочное покрытие.
С помощью пенополиуретана удается решить важную проблему ремонта старых зданий. При колодцевой кладке производится заливка жидкой вспенивающейся композиции в пространство между кирпичными стенами; пенопласт плотно соединяет два слоя кладки и дополнительно обеспечивает теплоизоляцию зданий. Применение пенополиуретана значительно сокращает время и снижает стоимость ремонта обветшалых зданий. Этот метод также используется для упрочнения и герметизации стен многоквартирных жилых и общественных зданий. В ряде случаев полости пустотелых стен заполняют измельченными отходами пенопластов вместе с заливкой жидкой композиции.
Важная задача в строительстве - герметизация стыков между строительными блоками, так как стыки являются наиболее уязвимым местом в зданиях. Пенополиуретан зарекомендовал себя как прекрасный материал для герметизации стыков, поскольку он обладает атмосферо- и влагостойкостью, имеет отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, высокую адгезию к бетону и другим строительным материалам, хорошую устойчивость к многократным сезонным и суточным температурным деформациям стыков. Результаты ускоренных испытаний подтвердили эксплуатационную долговечность таких соединений.
Хотя жесткие пенополиуретаны применяют в области строительства недавно, уже сегодня имеются надежные данные о поведении этих материалов в течение 35-60 лет эксплуатации. Кроме этих данных, есть результаты лабораторных испытаний на ускоренное старение, которые дополняют и подтверждают данные натурных испытаний. Лабораторные испытания показали, что у пенополиуретанов низкая стойкость к действию минеральных кислот и к большинству органических растворителей. В то же время пенополиуретаны хорошо переносят контакт с водой и с различными нефтепродуктами.
Конструкции из пенополиуретана не теряют своих теплоизоляционных и прочностных свойств в процессе эксплуатации при температурах от -180 оС до +150 оС.
В научно-исследовательском институте теплоизоляционных материалов (Мюнхен, ФРГ) подвергали испытаниям конструкции, утепленные жестким пенополиуретаном (слой утеплителя составлял на одной конструкции 60 мм и 30 мм на двух других, кажущаяся плотность пенополиуретана - 30-35 кг/куб. м). Как следует из данных этих испытаний, после 10-летней эксплуатации ни теплопроводность, ни влагосодержание пенопластов практически не увеличились. Таким образом, о жестком пенополиуретане можно сказать, что он в буквальном смысле выдержал испытание временем.
В настоящее время на территории нашей страны применяются в строительстве более 30 марок жестких пенополиуретанов. Они могут применяться самостоятельно или в сочетании друг с другом для следующих целей: тепло-, звукоизоляция гражданских и промышленных сооружений, хладоизоляция трюмов и холодильного оборудования, повышение плавучести и сохранности лесоматериалов на сплаве, тепло- и гидроизоляция нефтегазопроводов.
Перед другими видами теплоизоляции пенополиуретаны имеют ряд существенных преимуществ, основными из которых являются: выполнение пенополиуретаном одновременно функций утеплителя, пароизоляции, гидроизоляции и защиты металлов от коррозии, адгезия пенополиуретанов к любым поверхностям, быстрота нанесения пенопласта на ограждающие конструкции больших площадей, в том числе криволинейного очертания, и отсутствие монтажных стыков.
Химическая стойкость пенополиуретанов выше стойкости других пенопластов. Пары химических веществ до предела допустимой концентрации не разрушают их. Пенополиуретаны стойки к следующим агрессивным средам: бензину, бензолу, галогеноуглеводородам, разбавленным кислотам, маслам, пластификаторам, спиртам; ограниченно стойки к кетонам, эфирам, концентрированным кислотам. Такие свойства пенополиуретанов расширяют возможности их использования.
Слой пенополиуретана выполняет функции антикоррозионного покрытия при величине адгезии к бетону, дереву, стеклу, металлу и др. 2-3 кг/см2. Таким образом, при теплоизоляции пенополиуретаном отпадает необходимость в крепежных материалах и сохраняется однородным изоляционный слой.
Водопоглощение пенополиуретанов не превышает 1-3 % по объему за 24 часа и зависит от особенности используемой рецептуры. С увеличением плотности снижается водопоглощение. Используя гидрофобизирующие добавки в рецептуру, можно уменьшить водопоглощение в 4 раза.

Огнестойкость и термостойкость. Практически повышение огнестойкости пенополиуретанов, как и других пенопластов, обеспечивается в основном двумя способами: химической модификацией рецептуры и введением наполнителей-антипиренов. Горючесть жестких пенополиуретанов снижается с ростом плотности и сохраняется постоянной при плотности более 70 кг/м3. В строительстве применяются марки пенополиуретанов, относящиеся к группе горючести Г4, Г3 (по воспламеняемости В1) и к группе горючести Г2.
Старение. Эксплуатационный срок различных материалов определяется стойкостью их к старению, т.е. способностью сохранить свои свойства при эксплуатации на уровне требований технических условий. Испытания пенополиуретанов проводились в различных климатических районах: умеренно-холодном (г. Владимир), сухом жарком (г. Ташкент), очень холодном (Антарктида, станция «Восток»), жарком влажном (в районе экватора). В результате испытаний установлено, что изменение контролируемых характеристик пенополиуретана практически невелико и сохранилось на допустимом уровне. Исследования по прогнозированию коэффициента теплопроводности пенополиуретана за 100 лет показали, что верхний предел применяемости лимитируется в основном завершением газообмена в ячейках, т.е. диффузией воздуха через тонкие слои ячеек. Изменение коэффициента теплопроводности составляет за этот период около 30 %, т.е. в среднем 0,3 % за каждый год эксплуатации. Этот показатель значительно ниже у пенополиуретана, чем у всех существующих теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве. Таким образом, пенополиуретан дольше других материалов сохраняет свои теплоизоляционные свойства, что весьма важно в строительстве.
Длительное ультрафиолетовое облучение незащищенных пенополиуретанов в стыке, соответствующее 60-летнему периоду эксплуатации, не оказывает заметного влияния на их физико-механические свойства на глубине более 10 мм от поверхности. При длительном воздействии переменных температур и циклической деформации, соответствующих 40-летнему периоду эксплуатации, пенополиуретаны не крошатся, образования трещин и других нарушений макроструктуры не происходит.

Звуковая способность пенополиуретана - звукопоглощение - определяется степенью поглощения звуковой энергии частицами воздуха внутри ячеек, а также жесткостью ячеистого каркаса или частотой возбужденных колебаний. В этом отношении лучшими свойствами обладают пенополиуретаны малой плотности. Экспериментально установлено, что наибольшее шумопоглощение обеспечивают полуэластичные пенополиуретаны.

Важнейшей особенностью пенополиуретанов является их радиационная стойкость, что не свойственно другим теплоизоляционным материалам. Главным параметром, определяющим диэлектрическую проницаемость в области температур до 100 оС, является плотность пенополиуретана.

Основную группу в мировом производстве пенопластов составляют пенополиуретаны (50 %), пенополистирол и пенополивинилхлорид занимают второе и третье места. В нашей стране пенополиуретан стал относительно широко применяться в строительстве только в начале 90-х годов прошлого века. Отсутствие нормативной базы тормозило широкое применение пенополиуретанов в строительстве. Стагнация в разработке нормативных документов за последние 15 лет объясняется изменением социально-экономической формации в стране, что значительно изменило скорость технического процесса. Сегодняшняя наша задача - наверстать упущенное.

Применение пенополиуретана в строительстве решает проблему строительства энергоэффективных зданий, позволяет проводить работы по теплоизоляции круглый год, обеспечит надежный контроль работ и при этом влияние «человеческого фактора» снизится до минимума. От этого будет зависеть долговечность наружных стен, качество жилища и реальная экономия энергетических ресурсов в строительстве и при эксплуатации зданий.
Предыдущая К списку статей Следующая