ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДЕНИЙ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ Свойства пенопластов

Области применения пенопластов в строительстве непрерывно расширяются.

Пенопласты на различной полимерной основе (поли­уретан, полистирол, поливинилхлорид, фенолформальде - гидные смолы и др.) выпускают в широком ассортимен­те: в виде плит, блоков, листов, рулонных и формованных изделий. Пенопласты можно получать на месте их при­менения, в условиях строительных площадок, из твер­дых и жидких компонентов. Для теплоизоляции наруж­ных ограждений в основном используют полистирольные и фенольные пенопласты.

Физико-химические и теплотехнические свойства пе­нопластов зависят от исходных компонентов, их соотно­шения и технологии получения, а также от вида газооб - разователя и макроструктуры полученного пенопласта. Классификация некоторых полимерных теплоизоляцион­ных материалов по виду исходного полимера и техноло­гии получения дана в табл. 17.

Пенопласты с высокими механическими и теплотех­ническими характеристиками получаются тогда, когда их структура имеет замкнутоячеистый характер. Содер-

Жание замкнутых ячеек в структуре полнетирольных пе­нопластов типов ПСБ м ППУ составляет 90—95% при среднем радиусе пор соответственно 0,02—0,2 мм и 0,1— 2,5 мм. Фенольно-резольные пенопласты Ф^П имеют от- крытопористую структуру с пористостью в пределах 96,3% и средним диаметром пор 0,2- 5 мм. Процентное содержание в структуре пенопластов полимерных стенок ячеек составляет 1,4—6%.

Пенопласты обладают специфическими свойствами в развитии деформаций при воздействии повышенных тем­ператур. В начальный период нагревания в пенопластах развиваются температурные деформации, определяемые температурным коэффициентом линейного расширения. При установлении температуры изотермического нагре­вания проявляются усадочные деформации, которые в отличие от температурных являются необратимыми. Тем­пературные и усадочные деформации зависят от вида пе­нопласта и температуры нагревания.

Наряду с преимуществами — малой объешюй массой и высокими теплоизоляционными свойствами (табл. 18), пенопласты имеют недостатки: низкую прочность, горю­честь, невысокую рабочую температуру, усадочные де­формации, способность к старению под действием уль­трафиолетовых и тепловых л у чей.

Таблица 18. Объемная масса и теплопроводность некоторых видов пенопластов (в воздушно-сухом состоянии)

Вид пенопласта

Предприятие, выпускающее пенопласт

Объемная

Масса,

Кг/м3

Теплопро­водность,

Вт/(м-К)

Полисгирольный:

ПСБ

Мытищинский комби­

35

0,048

Нат «Стройпластмасс»

ПСБ-С

Хлюпинский завод

30

0,048

»

То же

65

0,056

»

»

60

0,052

ПСБ

Минский завод

30

0,046

Фенольно-резольный:

ФРП-1 (из фрагмента

Владимирский завод

65

0,048

Панели)

Синтетических смол

ФРП-5

То же

45

0,047

Перлитопластобетон

»

100

0,066

ПГ1Б с ФА из фрагмента

Панели

То же, без ФА

»

145

0,065

Пенополиуретан

»

131

0,057

ППУ-306

Примечание. Объемную массу определяли в соответствии С ГОСТ 15588—70, а коэффициент теплопроводности — на различ­ных приборах стационарного режима теплопередачи (прибор КФ-1, прибор д-ра Бока).

Некоторые типы пенопластов в условиях повышенных температур химически неустойчивы. Они выделяют в ок­ружающую среду различные химические соединения, в том числе и токсичные, причем интенсивность выделения с повышением температуры возрастает. Под действием повышенных температур может происходить термо­деструкция полимерной основы пенопластов, т. е. старе­ние. Например, при нагревании до 40—110° С пеноплас­тов ПСБ-С выделяются летучие продукты, содержащие стирол, а при нагревании пенопластов ППУ — токсичные соединения. Поэтому применение пенопластов в строи­тельстве зданий должно быть согласовано с органами здравоохранения.

К теплоизоляционным пенопластам, разрешенным к применению в строительстве без ограничения, относятся пенопласты ФРП на основе резольиой смолы ФРВ-1, а к применению только в наружных и средних слоях ог­раждающих конструкций — пенонолистирольные пено­пласты ПСБ, ПСБ-С и некоторые другие (табл. 18).

Изменение физике механических свойств пенопластов при воздействии повышенных температур

Физико-механические показатели пэлистирольныхпе­нопластов производства Мытищинского комбината «Стрэйпластмасс» и Минского комбината при воздейст­вии на них повышенных температур определены на об­разцах, предварительно выдержанных в сушильном шка­фу, при относительной влажности 30—35 и 65— 80% при температурах 70, 80 и 90 С в течение двух суток. Образ­цы, хранившиеся при температуре 90° С, имеют неста­бильную плотность. Объемная масса пенопласта ПСЬ-С Мытищинского комбината «Стройпластмасс» в пределах одной плиты колеблется от 16,1 до 39 кг/м3, марки ПСБ — от 17,2 до 32 кг/м3; Минского ПСБ — от 17,9 до 36,4 кг/м3. Средняя объемная масса пенопластов 11СБ-С составляет 30,6, ПСБ—20, Минского ПСБ—33 кг/м3.

Прочность при растяжении пенопластов испытывали на разрывной машине РМ-250 на образнах-балочках раз­мером 40Х40Х1&0 мм- Прочность полнетирольных пено­пластов на растяжение при повышении температуры и влажности окружающего воздуха (рис.21,//) значитель­но падает. После выдерживания пенопластов в течение 48 ч при ^=90 С и q? = 100% прочность их при растяже­нии снижается на 30%.

Прочность при изгибе определена по ГОСТ 15588 70 «Плиты теплоизоляционные из пенопласта полистироль - ного» и но методу лаборатории физико-механических ис­пытаний ВНИПстроиполимер. Прочность растет с увели­чением температуры выдержки материалов. Так, при 48-часовой выдержке пенопластов при 90° С и ф = ]00% прочность, испытанная по первому методу, увеличивает­ся на 7,3, по сравнению с прочностью образцов в исход­ном состоянии, и на 7,9% в случае испытаний по второ­му методу.

Максимальный прогиб при изгибе образцов в исход­ном состоянии ш образцов, выдержанных двое суток при 70 и 80°С (сухой режим), составляет соответственно 1,8—1,9 мм. Максимальный прогиб образцов, выдержан­ных двое суток при 90°С (сухой режим), а также при 70, 80 и 90° С (влажный режим), составляет 2,3—2,4 мм.

При испытании трех образцов-близнецов кубической формы с ребром 40 мм сняты 8—10 значений сжимаю­щей нагрузки и соответствующих абсолютных значений деформаций сжатия. По деформационным кривым (рис. 22) определены, согласно ГОСТ 15588—70, напря­жения сжатия, отвечающие 10%-ной деформации образ­цов.

Характер зависимости прочности пенопластов от выдержки при температуре 70, 80, 90° С без увлажнения и с увлажнением (рис. 23,/) свидетельствует о том, что прочность их при сжатии повышается. Самую большую

Полученные данные позволяют консгагировагь сле­дующее. При повышении температуры от 70 до 90'С мо­дуль упругости пенопластов уменьшается. Прочность при растяжении материала в результате температурно-влаж- ностиого воздействия значительно падает, а прочность при сжатии ][ изгибе растет. Исследованные марки по - листирольных пенопластов при воздействиях высоких температур (70, 80 и 90° С) деформаций практически не имеют. Причем температура 90° С для них — предельная, так как при 100 С после 1-го ч выдержки у пенопластов наблюдаются значительные деформации.

Длительное воздействие на пенопласты низких темпе­ратур (табл. 19) не вызывает заметного изменения проч­ности и линейных размерив.

Таблица 19. Физико-механические характеристики фенолформальдегидных пенопластов при воздействии низких температур

Марка пенопласта

Температура испытания, °С

Время испытания, ч

Измерение линейных

Размеров, %

Объемная масса, кг/м3

Прочность при сжатии, ПаЛО-4 (кгс/см':)

«Резопен»

+ 18

0

23

3 ГО,31)

-20

100

—0,1

26

3,6 СО,37)

— 20

1000

0.1

25

3 (041)

ФРП-1

4-18

0

48

9,8 '0,99)

—60

720

—0,1

36

6,5 (0,66)

ФРП-5

+ 18

0

40

2,75 (2,7)'

—60

720

—0,3

46

26,5^2,6)

Влажнпсгные характеристики

Пенопласты, как видно из табл. 20, отличаются друг от друга водопоглощенпем. Наименьшее водопоглощение отмечается у полиуретановых пенопластов марки 1ШУ-306 объемной массой 110 кг/'м3 Фенольно-резоль - ные пенопласты ФРП-1 имеют высокие показатели водо- поглогцения и паропроннцаемости: соответственно в 10 и 4 раза больше аналогичных характеристик полистироль - ных н полиуретановых, что обусловлено их открыто-по­ристой структурой. Фенольно-резольные пенопласты с минеральным наполнителем (перлитопластбетон) ППБ имеют лучшие по сравнению с пенопластом ФРП-1 влаж­ности ые характеристики. Водопоглощение ППБ без мо-

Таблица 20. Влажностные характеристики пенопластов

Объемная масса, кг/м3

Водопоглощение, % в

Течении, сут.

Паропроница - емость Х10п, кг/(м-с-Н/м2)

Коэффициент

Предел сорб-

Ционного увлажнения, %

Пенопласт

1

2

15

40

Влагопровод - ности Х10», кг/(м-с-%)

Полистирольный:

ПСБ

29

37,1

54,2

ПСБ-С

38

20

47

1,35

1,95

ПСБ-Э

43

76,9

116,5

1,56

0,97

Полиуретановый ППУ-306

110

15,9

24

1,28

1,4

7

Фенольно-резольный:

ФРП-1

57

1227

1223

5

27,8

ФРП-5

65

70,2

97,7

5

38

Виларес-5

30

486,8

561,7

827,5

1018

То же, одна грань образца с защитной пленкой

33

328

377

613,8

778

Перлитопластбетон ППБ:

С ФА

93

23

1,56

4,1

Без ФА

150

71,5

98,5

1,35

2,9

Номера ФА (у = ISO кг/м3) близко к водопоглощению ФРП-5, а легкие перлитопластбетоны ППБ с мономером ФА (<у=93 кг/м3) по влажностным характеристикам сходны с полистирольным и полиуретановым пеноплас­том.

Влагопроводность и паропроницаемость теплоизоля­ционных пенопластов относительно постоянны.

При определении водопоглощения пенопластов ФРГ1-1 и «Виларес-5» на кубиках различных размеров: 3X3X3, 5X5X5, 7X7X7 см выявилось влияние мас­штабного фактора. Для «Виларес-5» в период испытаний (42 сут) с увеличением размеров образцов водопоглоще­ние уменьшается. Для ФРП-1 такая закономерность наб­людается в течение первых 20 сут испытаний. Через 22 дня выдерживания пенопластов в воде влажность больших и маленьких образцов выравнивается. Размеры образцов, испытываемых на водопоглощение, должны быть регламентированы нормативными документами.

Для улучшения влагозащитных свойств фенолфор­мальдегидных пенопластов применяют несколько видов защитных покрытий их поверхностей: перхлорвиниловые покрытия типа ХВ-16, ХВ-124, ХВ-113Т на фенолфор­мальдегидных и глифталевых грунтах типа ФЛОЗК и ГФ-020; эпоксидные покрытия ЭП-773 на грунте ЭП-00-10 и фторопластовые эмали на грунте ФЛОЗК. Эффектив­ность покрытия оценивали по водопоглощению и водо­стойкости защищенных пенопластов.

Визуальный осмотр защищенных поверхностей пено­пластов показал, что на некоторых образцах уже после 10 сут увлажнения появляются трещины, вздутия, кото­рые с увеличением времени увлажнения усиливаются. После 40 сут увлажнения на всех образцах с покрытия­ми ХВ-16 (на грунтах ГФ-020 и ФЛ-03) эмаль вздува­лась, образовывались трещины. Слабое отслоение эма­лей наблюдалось у образцов с покрытиями ХВ-113Т. Видимых дефектов у образцов с эпоксидными покрытия­ми и покрытием ХВ-124 не обнаружено. Эти же образ­цы имели и наименьшее водопоглощение.

Эпоксидное покрытие ЭП-773 для защиты пенопласта «Виларес-5» от увлажнения оказалось эффективным (табл.21).

Защищенные эпоксидным составом со всех сторон образцы характеризуются малым водопоглощением. Уп­лотненный поверхностный слой материала «Виларес-5»

Является естественным н наиболее падежным парогидро - изоляциоиным покрытием рассматриваемого типа фенол - форма льдегидиого пенопласта.

Таблица 21. Водопоглощение, %, пенопласта «Виларес-5» (' = 35 кг/м3) с защитным слоем на поверхности и без него

Число суток вы­держивания пено­пласта в воде

Поверхности не защищены

(3X3X3 см)

Все поверхности защищены (3X3X3 см)

•4

Пять поверхностей защищены, одна с естественной пленкой (5X5X5 см)

1

281,2

3,7

4,53

2

7,53

6,35

3

375,3

8,25

7,69

4

423

6

10,87

8

527

10

16,6

20

27,6

22

963

41

44

42

1280

35,4

Долговечность

Наиболее распространенным способом оценки долго­вечности полимерных теплоизоляционных материалов наряду с натурными наблюдениями в строительных конструкциях являются испытания их на морозостой­кость и на циклические знакопеременные температурные и влажиостные воздействия.

Из традиционных строительных материалов морозо­стойкими считают те, которые после выдерживания уста­новленного для них числа циклов замораживания и от­таивания не имеют трещин, не расслаиваются и не теря­ют в массе более чем 5%. Прочность образцов в этом случае по сравнению с контрольными не должна сни­жаться более чем на 25%.

Методы испытаний на старение полимерных материа­лов, предлагаемые ведущими институтами нашей стра­ны: Владимирским институтом синтетических смол ВНИИСС и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, различны. Продолжительность цикла, режим и длительность от­дельных этапов испытаний также различны: для ЦНИИСК температурный диапазон испытаний на стой­кость циклическим температурным воздействиям состав­ляет —60—Ь60°С, для ВНИИСС 20 и +75° С.

В ЦНИИЭП жилища указанные испытания пенопластов проводят при одностороннем, периодически сменяющем­ся воздействии с наружной стороны отрицательной и по­ложительной температур: +40 40°С. При этом во

Всех названных и других научных организациях испыта­ния на морозостойкость предполагают замораживание и оттаивание водонасыщенных образцов, но размеры об­разцов и цикл испытаний разные (табл. 22). Линейные

Таблица 22. Параметры испытаний строительных пенопластов на морозостойкость

Научная организация

Размеры образцов, см

Замораживание

Оттаивание

Темпера­тура, °С

Продол­житель­ность, ч

Темпера­тура, °с

Продол­житель­ность, ч

Цнииск

5X5X5

—20

16

+20

8

Им. В. А. Ку­

(в воде)

Черенко

ВНИИ­

10X10X10

1

4

+20

2

Стройполи­

-18,

Мер

F —20

+20

МИСИ

10X10X10

J

4

2

(в воде)

ЦНИИЭП

3X3X3 )

Жилища

15X3X3 1

—40

8

+40

8

15X1,5X0,8 J

НИИМос-

5X5X5

—25

3

+20

3

Строй

(в воде)

Размеры кубических образцов для испытаний на сжатие составляют от 3 до 10 см, продолжительность циклов испытаний колеблется от 6 (ВНИИстройполимер) до 24 ч (ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко). Это свидетельст­вует о необходимости научно обосновывать режим испы­таний пенопластов строительного назначения как по сте­пени температурно-влажностного воздействия, так и по продолжительности.

Продолжительность испытаний на циклические зна­копеременные температурные воздействия в НИИМос - строе определяли из условия охлаждения образцов до температур ниже 0° С при отсутствии фазовых переходов (сухих образцов) и из условия замораживания образцов при наличии фазовых переходов (увлажненные образ-

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ Свойства пенопластов

25 0 10 20 30 Ш 50 60 70

?7 мин

Рис. 24. Продолжительность охлаждения обратцов пенопласта размером 5X5X5 см от температур 60 и 20° С до —25° С

1, 2 — для образцов ППУ в воздушно-сухом состоянии; 3, 4 — для образцов ФГП-1 с влажностью по массе 1000%, v=-60 кг/м3

40

20

О -6

-15

Цы). Продолжительность охлаждения сухих и увлажнен­ных образцов пенопластов типа ППУ и ФРП-1 объемной массой 60 кг/м3 и размером 5X5X3 см определяли рас­четом и путем экспериментальных измерений Теплопро­водность сухого полиуретаного пенопласта принимали не зависящей от температуры и равной 0,047 Вт/(м-К). Теплопроводность увлажненного фенольно-резольного пенопласта для той же объемной массы влажностью 1000% в диапазоне —25---------------- Н20°С по эксперименталь­ным данным принимали 0,17—0,2 Вт/(м-К). Коэффи­циент теплообмена — 6 Вт/(м2 К).

Продолжительность охлаждения сухих полиуретано - вых и полистирольных пенопластов от температур +60 до —25° С (рис. 24) составляет соответственно 26 и 22 мин. Продолжительность охлаждения увлажненных пенопластов типа ФРП-1, «Виларес-5» при тех же услови­ях теплообмена равняется 66 и 61 мин, т. е. увеличивает­ся более чем в 2 раза. Продолжительность заморажива­ния пенопластов зависит от их исходного температурно - влажпостного состояния, теплофизических параметров материала, размеров образцов, температуры охлаждаю - 80

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ Свойства пенопластов

24 %ч

Рис. 25. Рекомендуемые циклы испытания образцов пенопласта размерами

5X5X5 см

А—на знакопеременные температурные воздействия; б — на морозостойкость; 1 — температура воздуха в камере; 2— то же, образцов ФРП-1 при со = 1000%; 3 — то же, образцов ППУ в воздушно-сухом состоянии

Щей среды, коэффициента теплообмена между образца­ми и окружающей средой.

Исходя из расчетов и экспериментальных определений продолжительности охлаждения образцов до задан­ных отрицательных температур (с учетом 2 ч на выдерж­ку) можно полагать, что при воздействиях положитель­ных и отрицательных температур процесс заморажива­ния образцов размером 5X5X5 см при температуре охлаждающей среды — 25° С длится не более 3 ч. Боль­шое влияние на изменение физико-механических свойств пенопластов оказывает замораживание и оттаивание во­ды в порах этого материала. Наиболее отрицательное воздействие на полимерные материалы оказывают повы­шенные температуры. Различную степень влияния поло­жительных и отрицательных температур на пенопласты учитывали при назначении продолжительности отдельных этапов испытаний.

81

Стойкость полимерных материалов против знакопе­ременных циклических воздействий изучали с помощью климатической камеры «Фейтрон» цо следующему цик-

§—728
лу: 8 ч — подъем температуры до 60° С и относительной влажности воздуха до 98%; 4 ч —снижение температуры до —30° С и выдержка при этих параметрах. Условия воздействия положительных температур (60° С) в тече­ние 8 ч близки экстремальным (значениям температуры и продолжительности ее действия, при которых могут находиться в продолжение суток полимерные утеплите­ли в плоских облегченных металлических и асбестоце - ментных покрытиях в климатической зоне Москвы). При этом максимальную температуру поверхности покрытия определяют с учетом воздействия солнечной радиации. Температурные воздействия на полимерные материалы в наружных (вертикальных) ограждающих конструкци­ях менее интенсивны, чем в плоских покрытиях, поэтому теплоизоляция в них из полимерных материалов нахо­дится в более благоприятных условиях.

Отрицательные температуры в диапазоне от ■—25° С до —30° С практически находятся в пределах расчетных температур наружных ограждений. При этом продолжи­тельность воздействия принята до 3—4 ч, так как отри­цательные температуры в малой степени влияют на со­стояние полимерных материалов. Рекомендуемые циклы испытаний и характер охлаждения образцов, испытывае­мых на знакопеременные воздействия и морозостойкость, показаны на рис. 25.

Для испытаний были отобраны пенопласты ФРП-1, «Виларес-5» и напыляемый ППУ-308Н — по 27 образцов размером 5X5X5 см каждого вида. Образцы подвергали циклическим воздействиям температур как в сухой, так и во влажной средах. После 5, 10, 20 и 40 циклов отби­рали три образца от каждого вида пенопласта и измеря­ли контролируемые параметры. Критерием оценки старе­ния пенопластов были: изменение прочности при сжатии при 10%-ной деформации образцов, изменение их линей­ных размеров, потеря массы и изменение внешнего вида.

Результаты исследований пенопластов (табл. 23) по­казывают, что воздействие знакопеременных температур (—30, +60°С) и повышение влажности воздуха до 98% не оказывает заметного влияния на прочностные свой­ства «сухих» образцов: наблюдаемые отклонения проч­ностных показателей находятся в пределах рассеивания полученных результатов. В водной среде у фенольных пенопластов типа ФРП-1 и «Виларес-5» обнаруживается снижение прочности уже после пяти циклов. Наиболь­шее снижение прочностных показателей наблюдается у «Виларес-5». Потеря массы образцов при испытаниях в камере «Фейтрон» не превышает 5%.

Испытания выявили сложный и разнообразный ха­рактер деформирования пенопластов. В воздушной и па­ровоздушной среде у большинства пенопластов после ис­пытания и сушки при +80° С наблюдалось сокращение линейных размеров. В частности, у Виларес-5 макси­мальная объемная усадка составила 4,8%, у ФРП-1, па - оборот, установлены остаточные деформации расшире­ния, которые после 40 циклов достигали 2,4%. Интенсив­ное развитие усадочных деформаций у фенолформаль - дегидных пенопластов типа ФРП-1 происходило при бо­лее высоких температурах. В водной среде у большинст­ва испытуемых образцов наблюдалось увеличение линей­ных размеров за счет набухания полимерной основы. Не­которые пенопласты в водной среде вслед за деформа­циями расширения имели деформации усадки. По-види­мому, усадочные явления связаны с разрушением полимерной основы материала. Так, например, испыта­ния пенопласта «Виларес-5» показали, что в пределах 20 циклов в нем проявляются деформации расширения без видимых признаков разрушения, но наблюдаются и деформации усадки, снижение прочности образцов при 10%-ном сжатии, на одном образце появились трещины.

Внешний вид фенолформальдегидных образцов так­же изменился: на полиуретановых пенопластах, находив­шихся при испытаниях в жестяных ванночках с водой, появились «ржавые» пятна.

Морозостойкость пенопластов изучали на фенольно- резольном пенопласте ФРП-1 объемной массой 36 кг/м3, перлитопластбетоне ППБ объемной массой 50 и 150 кг/м3 и фенолформальдегидном пенопласте ФФ объемной мас­сой 150—180 кг/м3. Провели 25 циклов попеременного замораживания-оттаивания. Испытания (табл. 24) по­казали, что в процессе замораживания-оттаивания об­разцов наиболее существенными признаками разруше­ния были изменение их внешнего вида (появление за первые 10 циклов раковин, расслоений, выкрашиваний углов) и потеря массы на 10% и более. Изменение проч­ностных показателей за указанный период испытаний для всех пенопластов не превышало 10%.

Сопоставление результатов испытаний образцов на морозостойкость и старение в камере «Фейтрон» показа-

Таблица 23. Результаты испытаний фенолАормальдегидных пенопластов на циклические знакопеременные температурные и влажностные воздействия

Число циклов испытаний

Объемная масса образ­цов до испытаний, кг/м3

Предел прочности при Сжатии образцов, Па-Ю-4

Потеря массы образ­цов Др/р,-100%

Изменение лкнеш ых размеров образце з

Дг/и„-100%

Изменение внешнего вида образцов1 в воде

Сухих

В воде

Сухих J в воде

Сухих ] в воде

Сухих | в воде

0

48,4

48,4

6,3

6,3

5

47,5

46,5

5,7

6,6

0

—1,02

1,06

1,34

10

54

47,1

8

6,3

—0,729

—0,502

0,47

0,795

!

20

48,9

42,6

7,1

6,5

—1,31

— 1,49

1,27

2,58

40

43

48,7

5,1

8,3

2,38

4,26

)

ФРП-1 (х люпине к п й завод «С т р о й п о л и м е р»)

J Потемнели

ФРП-1 (ДСК-3)

0

31,8

31,8

3,3

3,3

5

31,3

30,9

3,4

3,2

0

0,515

—0,4

—0,956

10

26,3

31,2

3,6

3,3

0

1,67

1

20

27,7

30,7

3,3

3,1

—1,45

—1,46

1,43

0,956

1

40

37,1

0,85

1,44

Потемнели

0

32,2

32,2

17

17

_

_

_

_

5

33

31,7

18,4

И

—1,52

+5,47

10

32,4

32,4

18,4

16,1

—1,5

—2,23

—4,75

+5,21

20

30,7

31,4

—0,795

—0,9

—3,96

—3,80

40

30,7

31,4

10,9

«Виларес-5»

Потемнели

На одном образце появилась трещи­на

0

45,2

45,2

40,3

40,3

Появились

1 признаки зии

5

43

46

38,1

39

—0,182

—0,546

+ 1,95

J

10

44,2

45,6

40

39

0

1,24

+3,3

20

42,6

48

—1,1

—2,6

—0,853

+7,9

1 Усилилась 1 зия

40

42,6

48

34,1

38,1

—4,76

—4

+0,623

+6,5

J

ППУ-308Н

Корро-

Т а о л и ц а 24. Результаты испытаний фенольно-резольных пенопластов на морозостойкость

Ч со SC я в в

Изменение внешнего вида

Р с

Пенопласт ФФ

0

173

96

_

10

181

93

—9

— 1,72

25

154

89

— 1,82

ППБ без ФА

0

153

77,7

10

137

65

—6

— 2.25

25

133

63,6

— 13

—5,1

0

56

17,5

10

50

17,3

—4

25

47

16,5

—7,5

—5,25

ППБ с ФА

Появились трещины, расслоения, сколы уг-

10

37

3,7

-8,8

25

35

3,6

—11,7

ФРП-1

Появились раковины, отслоения по граням, скосы углов

Ло, что прочностные характеристики их вследствие воз­действия повышенных температур изменяются в боль­шей степени, чем масса. Эти результаты корреспондиру­ются с данными ЦНИИЭП жилища, согласно которым потеря прочности на сжатие пенопласта ФРП-1, выдер­жавшею 75 циклов испытаний на морозостойкость с пе­репадом температур от —40 до - f40uC, составляет 13%, потеря прочности на разрыв — 8%, снижение удельной ударной вязкости — 6%-

Интерес представляют результаты циклических тем­пературных воздействий в климатической камере «Кюль - Автомат» на образцы полимерных материалов больших

Таблица 25. Результаты испытаний пенопластов в климатической камере «Кюль-Автомат»

Марка пенопласта

Число испытуе­мых образ­цов

Число образцов с нару­шением их состояния после циклов испытаний

Характер разрушения

50 { 75

100 ] 150

ФРП-5

12

_

_

■1

ППБ с ФЛ

4

2

ППБ без ФА

4

3

ППУ-306

4

Воздушной среде

Трещины, сколы Ялов

ФРП-5

8

_

_

—.

2

ППБ с ФА

6

4

ППБ без ФА

6

5

ППУ-306

3

-

1

ПСБ (Мыти­

34

4

5

10

Щи)

ПСБ

17

1

2

4

(Минск)

В водно й с р

Еде

ФРП-5

14

10

2

2

ППБ с Ф#:

9

1

7

ППБ без ФА

8

2

2

2

ППУ-300

8

1

ПСБ (Мы ги

34

1

2

4

10

Щи)

ПСБ

17

1

2

4

6

(Минск)

Шелушение, щины

Паровоздушно н среде

Трещины,

Размеров (20X20X5 ем), при —30° С в течение 8 ч и 25° С — 1G ч (габл. 25).

Пенопласты в воздушной и паровоздушной среде об­ладают достаточно высокой стойкостью после 100 циклов замораживания-оттаивания, в водной среде (условия ис­пытания жесткие) изменение состояния образцов наблю­дается раньше: для ФРП-5 до 25 циклов, для других пе­нопластов после 75 циклов.

Таблица 26. Изменение объемной массы у, кг/м3, и теплопроводности А,, Вт/(м. К), пенопластов в зависимости

От числа циклов замораживания и оттаивания

К

О 5 Кв..

ППУ-306

ППБ

С ФА

ППБ без ФА

ФРП-5

ПСБ (Минск)

ПСБ (Мытищи)

ПСБ-С (Мытищи)

Число цик заморажив оттаивания

Среда

V

X

V

X

V

X

V

X

V

X

V

X

V

X

0

25 50 75 100

Воздушная

130 127 124 127 127

0,052

0,057

0,059

0,05

0,076

44 41

41

42

43

0,049 0,052 0,049 0,052 0,063

145 132 139 142 139

0,065 0,069 0,064 0,067 0,073

45 40 44 44 44

0,047

0,05

0,047

0,049

0,065

29 29 23 23 28

0,042

0,041 0,039

30

31

31

32 31

0,042

0,041 0,039

34 34 34 34 34

0,042

0,041 0,039

0

25 50 75 100

Паровоздуш­ная

113 113

113 113 138

0,072 0,059 0,067 0,102

38 37 37 33 72

0,034 0,049 0,049 0,136

131 131 131

133 155

0,066 0,065 0,051 0,104

57 57 57 57 174

0,078 0,053 0,057 0,137

30 33 30 30 30

0,042 0,041

0,042 0,041

31 31 31 31 31

0,041 0,042

0,042 0,041

33 33

32

33 33

0 25 50 75 .100

Водная

116

462 492 642 543

0,085 0,101 0,184 0,173

41 197

269 383 473

0,057 0,101 0,151 0,187

138 490 493 567 496

0,083 0,12 0,164 0,135

49 362 575 707 719

0,133 0,16 0,184 0,194

30 233

287 334

0,055 0,059

0,062 0,086

32 212

228 181

0,05 0,051

0,054 0,056

32 223

252 305

0,06 0,063

0,059 0,079

В процессе испытаний определяли теплопроводность пенопластов после знакопеременных температурных воз­действий на них в различных средах. С увеличением чис­ла циклов воздействия, как видно из табл. 26, теплопро­водность пенопластов повышается и несколько колеблет­ся плотность.

Таким образом, приведенные данные позволяют:

1) отметить высокую стойкость различных типов пе­нопластов против циклических знакопеременных темпе­ратурных и влажностных воздействий и достаточно вы­сокую их морозостойкость (кроме ФРП);

2) рекомендовать для испытаний пенопластов строи­тельного назначения на знакопеременные воздействия температур обоснованный для московских климатичес­ких условий цикл со сменяющимся воздействием повы­шенных положительных (60° С) и отрицательных (—30° С) температур продолжительностью соответствен­но 8 и 4 ч (размер образцов 5X5X5 ем). Морозостой­кость увлажненных образцов размером 5X5X5 см ре­комендуется испытывать по следующему циклу: 3 ч — замораживание образцов в камере при температуре от —25° С до —30° С, 3 ч оттаивание в воде при комнатной температуре. При испытании сухих образцов тех же размеров продолжительность замораживания можно уменьшить.

Для теплотехнических расчетов ограждающих конст­рукций теплопроводность и паропроницаемость полимер­ных теплоизоляционных материалов на основании обоб­щения опытных и лабораторных данных рекомендуется назначать в соответствии с данными табл. 27.

Опыт применения пенопластов

Полиуретановые и полистирольные пенопласты име­ют высокие теплоизолирующие свойства и достаточно долговечны. Но их широкое применение в строительстве, особенно полиуретановых пенопластов, сдерживается дефицитностью и повышенной стоимостью исходного сырья. Фенольно-резольные пенопласты отличаются от других тем, что исходные компоненты доступны и имеют относительно невысокую стоимость, а также технологич­ностью и повышенной по сравнению с другими огнестой­костью. Однако как утеплитель фенольные пенопласты

Таблица 27. Рекомендуемые расчетные теплофизические характеристики теплоизоляционных пенопластов

1

Марка пенопласта

Объемная масса, кг/м3

Теплопроводность, Вт/(м-К) [ккал/(м-ч• °С)] влажность (по массе), %

Паропроннцаемость р, Ю-11 [кг/(м-с-Н/м2)] [г/(м ч мм рт. ст.)]

Предел сорбци- онного увлажне­ния, %

ПСБ

40

0.043 (0,037) 0

0.046 (0,04)

О

0,047 (0,04; 10

1,5 (0,0075)

14,7

ПСБ

60

0,043 (0,037) 0

0,046(0,04) 2

0,049(0,042) 10

1,3 (0,0065)

13,7

ПСБ-С

50

0,043 (0,037) 0

0,046(0,04) 2

0,049(0,042) 10

1,36 (0,0068)

13

ПСБ-С

75

0,043 (0,037) 0

0.046(0,04) 2,5

0,049 (0,042) 10

1,24 (0,0062)

11,7

ППУ-306,

110

0,044 (0,038) 0

0,047(0,041) 2

0,05 (0,043) 4

1,22 (0,0061)

7

ППБ

100

0.044 (0,038) 0

0,049 (0,042) 2

0,052 (0,045) 3

1,24 (0,0062)

4,1

ППБ

150

0.044 (0,038) 0

0,049(0,042) 2

0.052 (0,045) 3

1,2 (0,006)

4,1

ФРП-1

60

0.046(0,04) 0

0,052 (0,045) 6

0.081 (0,07) 26

48 (0,024)

36

ФРП-5 %

65

0,047(0,041) 0

0,052 (0.045) 6

0,087(0.075) 26

48 (0,024)

39

Впларес-5

65

0,047 (0,041) 0

0,058 СО,05) 6

0,087 (0,075) 26

48 (0,024)

51

Имеют недостаточную прочность и повышенною воспри­имчивость к влажностным воздействиям.

Первым и наиболее известным примером использова­ния ФГП в качестве утеплителя металлических стеэовых конструкций является его применение при строительстве обогатительной фабрики в г. Якутске. Опыт использова­ния и эксплуатации таких конструкций в настоящее вре­мя оценивается положительно. С 1971 по 1974 г. на ДСК-3 в Москве был организован выпуск панелей пере­крытий для чердачных помешений домов серии 11-57 с утеплителем из ФРП-1. За эю время комбинат построил около двухсот домов.

Конструкция чердачных перекрытий с теплоизоляци­ей из ФРП состоит из несущей сплошной железобетонной плиты толщиной 14 см, утеплителя ФРП-1 толщиной 8 см, двух парогидропзоляционных слоев пергамина и иементно-пссчаной стяжки — 2.5 см. Цементно-песчаная стяжка обеспечивает необходимую жесткость конструк - нии и защищает фенольно-резольный пенопласт от про - давлпвапий при воздействии па него нагрузки. Цемент­ную стяжку укладывают в построечных условиях, все остальные операции по изготовлению чердачною пере­крытия выполняют непосредственно па ДС1.

Для выявления особенностей влажностного режима и состояния утеплителя в чердачных перекрытиях были проведены натурные инструментально-визуальные обсле­дования в конце периода вяагонакопления пяти одинако­во ориентированных жилых дежов серии II-57 со сроками эксплуатации от полугода до четырех лет. Кровлю вскрывали два раза (весной и осенью) по средней про­дольной оси домов, а пробы для определения влажности отбирали по высоте утеплителя через каждые 2—3 см.

Объемная масса фенолыю-резольного повопласта в конструкциях чердаков составила 45—70 кг/м3, что удов­летворяет требованиям технических условий. Влажность утеплителя в конце периода влагонакопдення в раз­личных домах оказалась весьма неодинаковой: в домах первого года эксплуатации — от 200 до 500%, а в домах, эксплуатируемых 2,5—3 г., —от 4 до 32%. Большая влажность утеплителя характерна только для домов пер­вого года эксплуатации. Вскрытие конструкции перекры­тий чердаков показало также, что в большинстве домов толщина цементной стяжки превышает проектную и сос­тавляет от 3 до 11 см. Число укладываемых слоев пер­гамина также различно: от 1 до 4. Вскрытия, произведен­ные в тех же домах в конце периода влагоудаления (сен­тябрь), показали, что влажностные показатели утеплите­ля значительно улучшились: влажность ФРП-1 во всех домах снизилась и не превышала 19%. Это свидетельст­вует об интенсивном высыхании утеплителя ФРП-1 в ве - сенне-осенний период, что можно объяснить благоприят­ными климатическими условиями весны — лета 1975 г.

Наблюдения за состоянием фенольно-резольного пе­нопласта в наружных ограждающих конструкциях сви­детельствуют о том, что этот утеплитель вполне может быть применен в чердачных перекрытиях жилых зданий в Москве и в других более сухих климатических зонах. Чтобы создать для него нормальный влажностный ре­жим в первые годы эксплуатации зданий, необходимо обеспечить его защиту от увлажнения дождевой влагой при складировании, транспортировании и монтаже пере­крытий.

Проводятся опытные работы по применению плит ФРП, обернутых в процессе их изготовления крафт-бу - магой, в панелях наружных стен 16-этажных домов, воз­водимых ДСК-1. Влажностный режим ФРП в изготов­ленных трехслойных панелях в основном благоприятен. Накопленные экспериментальные данные позволяют ре­комендовать плиты ФРП с оберткой из крафт-бумаги для применения в наружных конструкциях зданий с нор­мальным температурно-влажностным режимом эксплуа­тации. 1

Особенно эффективно использование фенольно-ре - зольных пенопластов для теплоизоляции тепловых агре­гатов, трубопроводов и других аналогичных конструкций с температурами до 160—170° С в сухих условиях, так как в этих случаях пенопласт не подвергается влажност - ным воздействиям. С 1973 г. на ДСК-3 организовано про­изводство теплоизоляции из ФРП для труб отопления диаметром от 20 до 76 мм, длиной от 1500 до 4500 мм с фасонными элементами толщиной от 20 до 50 мм.

Технология устройства теплоизоляции из ФРП-1 для труб проста: составляют композиционную смесь ФРП-1, перемешивают ее и заливают в разъемную металличес­кую форму. При изготовлении прямых участков труб композицию ФРП-1 наносят непосредственно на трубо­проводы. Теплоизоляцию для углов, поворотов труб изго­товляют в виде скорлуп и наносят на специальную фор­му — трубу. Пенопласт в полученных формах в течение 1—2 мин затвердевает, затем трубы и скорлупы распа - лубливают и покрывают слоем латекса и мешковиной. Теплоизолируемые трубопроводы и скорлупы из ФРП-1 комплектуют в зависимости от числа секций дома.

Для выявления эффективности такой теплоизоляции труб отопления в лабораторных и натурных условиях проведены комплексные исследования долговечности фе - нольно-резольного пенопласта и его основных показате< лей, а также выполнены расчеты теплопотерь труб с теп­лоизоляцией из ФРП-1. Испытаниям подвергали образцы, выпиленные из теплоизоляции новых труб, отобранных с мест складирования.

Визуальное обследование микроструктуры испытуе­мых образцов показало, что пенопласт ФРП-1 имеет рав­номерную мелкопористую структуру и по внешнему виду выгодно отличается от пенопласта ФРП-1, используемо­го в качестве утеплителя чердачных перекрытий. Резуль­таты испытаний выявили высокие физико-механические показатели теплоизоляции из фенольно-резольного пено­пласта для трубопроводов. Объемная масса ФРП-1 на трубах отопления составляет от 75 до 110 кг/м3, водопо­глощение— 270—670% по массе и 22—72% по объему, условный предел прочности, при сжатии соответствую­щий 10%-ной деформации образцов—(1,02—2,25) X ХЮ5 Па. Испытание на морозостойкость проводили на образцах, выпиленных из прямолинейных участков труб и скорлуп. После 10 циклов замораживания-оттаивания наблюдалось шелушение и образование небольших ра­ковин, после 15 циклов состояние образцов не изменилось, потеря массы образцов составляла в среднем 15,8% • Комплексные испытания исследуемой теплоизоляции из ФРП-1 для трубопроводов отопления показали, что этот материал имеет достаточную плотность, прочность и мо­розостойкость.

Теплопотери горячих трубопроводов с изоляцией из ФРП-1, проходящих на чердаках, определяли по темпе­ратурным полям сечения трубопровода, затем сопостав­ляли с натурными измерениями. Результаты определе­ния теплопотерь обратных труб диаметром 27 и 76 мм в зависимости от температуры воздуха на чердаке в ото­пительный период показали, что теплопотери обратных трубопроводов с теплоизоляцией принятой толщины в три раза меньше максимально допустимых нормативных значений. Для проверки этих данных были проведены натурные теплотехнические испытания труб с теплоизо­ляцией из ФРП-1, проложенных в чердачных помещени­ях домов серии II-57 в конце первого отопительного пе­риода их эксплуатации. Измеренные тепловые потоки на трубах диаметром 27 и 76 мм составляли соответственно 10 и 15 Вт/м2 против максимально допустимых теплопо­терь при этих же условиях (35—45 Вт/м2). Таким обра­зом, натурные испытания труб полностью подтвердили результаты теплотехнических расчетов.

Натурные обследования состояния теплоизоляции из пенопластов ФРП-1 на трубопроводах отопления, прохо­дящих на чердаках, показали, что состояние теплоизо­ляции и качество ее выполнения хорошие, разрушения теплоизоляции визуально не обнаружено. Влажность теплоизоляции в период отопительного сезона не превы­шала 8%. Среднее значение теплопроводности по дан­ным измерений тепловых потоков и температур на вну­тренней и наружной поверхностях изоляции составило 0,05 Вт/(м-К).

Из сказанного следует, что использование пеноплас­тов ФРП для теплоизоляции трубопроводов целесообраз­но, так как позволяет не только снизить трудоемкость работ, но и получить значительное снижение теплопо­терь трубопроводов.

Накопленный опыт применения пенопластов в строи­тельстве, а также результаты исследования их свойств позволяют определить варианты их наиболее рациональ­ного использования.

Полистирольные и полиуретановые пенопласты, пер- литопластбетон характеризуются стойкостью к знакопе­ременным температурным воздействиям, низкой объем­ной массой, высокими теплоизолирующими свойствами и достаточными прочностными характеристиками. Эти материалы можно применять в качестве теплоизоляции в наружных ограждающих конструкциях.

Перлитопластбетоны (ППБ с ФА и ППБ без ФА) це­лесообразно применять в трехслойных панелях с фактур­ными бетонными слоями, в легких навесных панелях с обшивками из алюминия и асбестоцемента.

Полистирольные пенопласты могут быть использова­ны без всякого ограничения в наружных ограждающих конструкциях, не требующих термообработки, в частно­сти в панелях из асбестоцемента, из сборных железоое - топпых скорлуп и др ; в совмещенных покрытиях жилых, общественных и промышленных зданий в сочетании с железобетоном, асбестоцементом и профилированными металлическими листами; в конструкциях наружных стен холодильников, овощехранилищ и других неотап­ливаемых зданий; для заделки стыков в жилых, общест­венных и промышленных зданиях с нормальным темпе­ратур но-влажностным режимом.

Для трехслойных панелей с утеплителем из полисти- рольного пенопласта при тепловой обработке конструк­ции и в эксплуатации ие допускается длительное воз­действие температур выше 75е С. При изготовлении па­нелей температура на поверхности утеплителя может быть до 85° С в течение не более 0,5 ч

Фенольно-резольные пенопласты ФРП-1 и ФРП-5 ха­рактеризуются повышенной теплостойкостью (до 170° С) и могут быть успешно использованы для теплоизоляции ограждений, трубопроводов, тепловых агрегатов и др. Однако в связи с высокой способностью к водоногло - щению и сорбции наиболее рационально их применение для теплоизоляции горячих трубопроводов в чердачных и в подвальных помещениях. Эти материалы могут слу­жить также теплоизоляцией чердачных перекрытий и в трехслойных нанелях зданий с нормальными темпера - турно-влажностными условиями.

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДЕНИЙ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ПРИМЕНЕНИЕ ПЕНОПЛАСТОВ ДЛЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ звукопоглощения И ДЕКОРАТИВНЫХ ЦЕЛЕЙ

При сооружении общественных п промышленных зданий за рубежом часто применяют подвесные потолки Д, 141, 142}, На нижней стороне перекрытия прокладывают различные инженерные коммуникации, эдеитропроводку, вентиляционные и етоинтельпые короба, трубопроводы и …

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ НЕПОСРЕДСТВЕННО НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Наружные стены утепляют плитами пенопласта, распола­гая их с наружной стороны, или в середине, или ближе к вну­тренней поверхности стены. Более эффективно располагать утеплитель из пенопласта на наружной стороне степы. При …

ПРИМГ. НГНИ ПЕНОПЛАСТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВ*. 1ДЛИИИ И СООРУЖЕНИИ

Первоначально пеноплайты применялись в строительстве в виде полуфабриката, используемого прп возведении и изготов­лении на осройме того или иного конструктивно™ элемента. Применение плит пенопластов для угеп. теипя крыш или обли­цовки степ …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.