Вспенивающийся полистирол, хорошо известный внастоящее время, изобретен в Германии в 1950 г. компанией BASF и получил сокращенное название EPS(expanded polystyrene foam). С тех пор началось широкое применение пенополистирола в качестве теплоизоляционного и упаковочного материала. В строительстве применяется пенополистирол с химическими добавками – антипиренами, делающими его более пожаробезопасным. В СССР сырье для производства пенополистирола – вспенивающийся полистирол был впервые произведенна Украине в 1965 г. Затем такие производства были построены и в других регионах. По мере увеличенияобъемов выпуска этого теплоизоляционного материалаи расширения его применения в промышленности был принят стандарт ГОСТ 15588–86 .Плиты пенополистирольные.
В России гранулы вспенивающегося полистирола производятся на трех предприятиях. Их качество внастоящее время уступает качеству зарубежных производителей по ряду показателей, поэтому бóльшая часть пенополистирола в России изготавливается из импортного сырья. В ближайшее время с завершением инвестиционных проектов и запуском в эксплуатацию современных предприятий по производству вспенивающегося полистирола ситуация должна измениться в лучшую сторону.Опыт применения пенополистирола в промышленности составляет уже 60 лет. Он широко применяется в многослойных ограждающих конструкциях стен, кровель, фундаментов, полов, в сэндвичпанелях. В соответствии со стандартами и требованиями пенополистирол применяется в сочетании с другими строительными материалами в различных конструкциях, и его эксплуатационные свойства должны так же неразрывно рассматриваться при работе конструкции в целом.Одновременно с применением пенополистирола в строительстве в качестве теплоизолирующего материала ведется научно-исследовательская работа по изучению его эксплуатационных характеристик. В различных странах из строительных конструкций отбирались образцы материала и исследовались его прочностные и теплофизические характеристики.
Результаты исследований показывали стабильность его характеристик вмомент проведения исследований, поэтому в настоящеевремя сложно судить о потенциальной долговечностиматериала, можно констатировать, что она не менее60 лет.Долговечность пенополистирола – один из факторов, обусловливающих его широкое применение в качестве теплоизоляционного материала в строительстве. Под долговечностью пенополистирола понимают егоспособность сохранять свои свойства в процессеэксплуатации при воздействии на него окружающейсреды – воздуха, влаги, тепла, света, особенно ультрафиолетового излучения.Рассмотрим условия, при которых пенополистирол эксплуатируется в конструкции. Материал защищен от воздействия солнечного света, химически активных веществ, механических повреждений. При этом онподвергается воздействию температуры от 60 до+85оС, механических нагрузок, паров воды. Следует отметить, что старение материала и его последствия необходимо отличать от преждевременного разрушения материала вследствие нарушения правил и технологии его применения. В мировой практике существуют стандарты, оценивающие долговечность пенополистирола по изменению его прочностных характеристик и теплопроводностипри проведении теста на изменение этих показателей впроцессе 300 циклов попеременного замораживанияоттаивания. Материал считается удовлетворяющим требованиям ASTM C151207 и EN 12091, если свойства снижаются не более чем на 10% при прохождении испытаний. Многолетние исследования показали, что пенополистирол не подвержен гниению даже в случае его применения в грунте. Известен случай, когда пенополистирол, уложенный в плоскую кровлю в 1955 г., был извлечен через 31 год. При этом его теплотехническиехарактеристики и содержание влаги соответствовали требованиям стандарта. В рамках научно-исследовательской работы Шведского королевского технологического института, результаты которой были опубликованы в 1999 г., определялись минимальные сроки службы строительных материалов в конструкциях зданий. Минимальный срок службы пенополистирола был определен в 60 лет [3]. В России в настоящее время не существует утвержденного стандарта, регламентирующего требования к долговечности, и испытания проводятся по методике,разработанной Научноисследовательским институтомстроительной физики РААСН. В 2001 г. в испытательной лаборатории теплофизических и акустических измерений НИИСФ проведены исследования на долговечность образцов пенополистирола из сырья компании BASF. Образцы подвергалисьцикличным температурновлажностным воздействиямв климатической камере КТК800. По этой методике один цикл, включающий двукратное понижение температуры до 40оС, чередующееся с нагревом образцов до+ 40оС и последующей выдержкой в воде, эквивалентен по температурновлажностному воздействию 1 усл. годуэксплуатации теплоизоляционного материала в многослойной ограждающей конструкции. Всего проведено 80 циклов испытаний образцов пенополистирольных плит. Полученные результаты позволили сделать заключение, что изделия из пенополистирола успешно выдержали циклические испытанияна температурновлажностные воздействия в количестве 80 циклов, что может быть интерпретировано как соответствующее количество условных лет эксплуатациив многослойных ограждающих конструкциях с амплитудой температурных воздействий ±40оС. Проведениеиспытаний было остановлено по экономическим причинам, а не по причине значительного ухудшениясвойств материала. Таким образом, долговечность материала составила не менее 80 лет (Протокол испытаний № 225 от 25.12.2001. НИИСФ РААСН. Испытательная лаборатория теплофизических и акустическихизмерений.).В 2007 г. в этой же лаборатории проводились испытания пенополистирола (Протокол испытаний № 86 от 16.07.2007. НИИСФ РААСН. Испытательнаялаборатория теплофизических и акустических измерений).Образцы прошли 60 циклов испытаний; один цикл, включающий двукратное понижение температуры до 40оС, чередующийся с нагревом образцов до +60оС с последующей выдержкой в воде, эквивалентен по температурновлажностному воздействию одному условному году эксплуатации материала в многослойнойконструкции.По методике НИИСФ в 2008 г. испытательнымцентром были проведены испытания пенополистирольных плит на долговечность. На основании полученных данных долговечность пенополистирольных плит составила 50 лет (Заключение № 169, от 14.05.08. Испытательный Центр.Красстрой. ОАО . Красноярский ПромстройНИИпроект.). Мировая практика накопила значительный объемданных по результатам многочисленных исследований свойств пенополистирола; представленные внастоящем обзоре результаты являются только малойчастью этого объема, но тем не менее они убедительно показывают, что материал успешно применяется и имеет длительный срок эксплуатации, превышающий 60 лет.
Список литературы
1. Suh K. W., Polystyrene and Structural Foam, PolymericFoams, ed. D. p. 152.
2. Химический энциклопедический словарь. М.: Сов.энциклопедия, 1983. С. 545.
3. Hed G. Service Life Estimations of BuildingComponents. Munich: Hanser. Report TR28:1999.Gävle, Sweden: Royal Institute of Technology, Centrefor Built Environment, Stockholm, 1999, p. 46.
Источник
УДК 678.746.222
Автор статьи - А.И. БЕК-БУЛАТОВ, канд. техн. наук, директор Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола (Москва).
http://www.penoplast.ru