Все что нужно знать о пенопласте – виды, ГОСТы, характеристики и свойства

Среди всех производимых современной промышленностью видов пенопласта по-прежнему наиболее востребованным и чаще всего используемым остается полистирольный, во всяком случае при строительстве новых и ремонте уже возведенных объектов различного назначения. Более того, в строительной сфере это изделие, используемое, как известно, в качестве теплоизоляции и не только, благодаря в первую очередь его характеристикам и свойствам, а также доступной цене применяется гораздо чаще, чем другие аналогичного назначения изоляционные материалы. А в последнее время список производимого различными предприятиями полистирольного пенопласта пополнился новыми типами, брендами, марками, технические параметры которых еще больше расширили сферу применения этого материала.

Полистирольный пенопласт – что это такое, его состав, виды, марки и ГОСТы

Стоит отметить, что пенопласт – это целый класс материалов, которые представляют собой газонаполненные (вспененные ячеистые) пластмассы, своей структурой напоминающие застывшую пену. За счет того, что основной внутренний объем этих материалов (пенопластов) занимает их наполнитель (газ), у них:

• плотность значительно меньше, чем у исходного сырья (полимера, использованного для изготовления) – пенопласты относятся к сверхлегким материалам;
• высокие тепло- и звукоизоляционные свойства;
• и другие полезные качества.

В настоящее время пенопласты производят практически из всех известных наиболее широко используемых полимеров (пластмасс). Самыми распространенными и востребованными материалами этого класса являются следующие виды пенопластов: поливинилхлоридные, фенол-формальдегидные, карбамидно-формальдегидные, полиуретановые и полистирольные.

В быту, при строительстве и ремонтно-строительных работах, как отмечалось выше, чаще всего приходится иметь дело с последним типом пенопластов, а именно – с пенополистирольными. Поэтому в обиходе обычно, когда говорят «пенопласт», имеют в виду только этот вид изделий. При этом следует знать, что когда речь идет об этом материале, достаточно просто говорить «пенополистирол».

Исходным сырьем для изготовления пенополистирола чаще всего служит полистирол. Также нередко используют его производные и/или сополимеры стирола с некоторыми другими мономерами. В качестве вспенивающих газов для производства пенополистирола используют какой-нибудь из природных углеводородных либо специальные газообразователи. В пожаростойких вариантах полистирольного пенопласта гранулы полистирола могут быть заполнены углекислым газом. Существует также технология изготовления вакуумного пенополистерола, не содержащего вообще никакого газа. Кроме того, в современных полистирольных пенопластах могут содержаться пластификаторы, красители, графит и/или различные другие наполнители. А в состав пожаростойких (с классом горючести Г1) входят еще и антипирены – компоненты, содержащие комплекс веществ, совместное использование которых приводит к сильному устойчивому замедлению горения.

В настоящее время существует и используется несколько технологий изготовления пенополистирола. Соответственно, и производят его несколько основных видов. Но независимо от технологии производства любые тип и марка этого материала выпускаются чаще всего в виде прямоугольных плит и всегда лишь только на 2–5 % состоят непосредственно из самого полистирола. Остальные 95–98 % объема изделия занимают главным образом газ (или вакуум) и другие добавки и наполнители. Это, а также характеристики исходно сырья и определяют основные свойства пенопласта из полистирола (тепло- и звукоизоляционные, водопоглощение, паропроницаемость и другие), которые у всех его типов и марок можно считать примерно одинаковыми.

Основные используемые в быту, строительной и других областях виды и марки выпускаемого в настоящее время пенополистирола и стандарты на них:

• Беспрессовый. То есть производимый беспрессовым способом. Марки:
  • ПСБ и ПСБ-С – изготовляются по ГОСТ 15588-86;
  • ППС – по ГОСТ 15588-2014;
  • ППС – по ГОСТ Р 56148-2014, который создан на основе европейского стандарта ЕН 13163:2009 и модифицирован относительно него исходя из национальных особенностей стандартизации и потребностей экономики, то есть является его аналогом;
  • ЕРS – по ЕН 13163:2009;
  • ППТ – по СТБ 1437-2004 (Республика Беларусь);
  • другие зарубежные.
• Экструзионный. Изготовляется с использованием экструдерного оборудования. Марки:
  • ХРS – по ГОСТ 32310-2012, который создан на основе европейского стандарта ЕН 13164:2008 и модифицирован относительно него исходя из национальных особенностей стандартизации и потребностей экономики, то есть является его аналогом;
  • Пеноплэкс (ТУ 5767-006-56925804-2007), Экстрол (ТУ 5767-003-77909577-2012 и ТУ 2244-007-77909577-2013), Техноплэкс (ТУ 2244-047-17925162-2006), STYROFOAM (ТУ 2244-001-42809359-03), Стирэкс (ТУ 5767-001-20901892-2015) и другие – каждая из этих марок изготовляется по своему индивидуальному стандарту технических условий (ТУ), разработанному на предприятии, начавшем ее производство;
  • ХРS – по ЕН 13164:2008;
  • другие зарубежные.
• Прессованный. Марки:
  • ПС – по ТУ 2244-461-05761784-01;
  • другие отечественные и зарубежные.

Особенности нормирования характеристик и маркировки продукции разных стандартов

Продукция почти всех приведенных выше стандартов делится на марки в зависимости от плотности пенополистирола, производимого по ним. Это относится к пенопластам: ГОСТ 15588 (обоих годов издания – 1986 и 2014); СТБ 1437; ТУ 2244-461-05761784-01; Пеноплэкс, Экстрол, Техноплэкс, STYROFOAM, Стирэкс и иным, производимым по своим ТУ; к другим. При этом в обозначении изделий большинства данных стандартов значение плотности указывается. Но есть один нюанс. Одни стандарты нормируют для марок продукции, производимой по ним, какую-то определенную плотность, а другие – в некотором узком, но диапазоне. В последнем случае в обозначении указывается нормируемое предельное (максимальное) значение этого параметра либо промежуточное из установленного диапазона (как правило, кратное 5).

Кроме того, деление на марки выполняется и по другим характеристикам. По каким именно – зависит от конкретного стандарта. Но это всегда отражается в обозначении пенопласта соответствующей индексацией.

И еще следует знать, что теплопроводность и коэффициент теплопроводности пенопласта (да и любого другого материала) – это одна и та же характеристика. Для кого-то это, разумеется, не секрет. В одних стандартах данный параметр называется теплопроводностью, а в других ее коэффициентом.

Нормирование характеристик, маркировка и использование пенопласта стандартов 15588

По стандарту 15588-86, так как он устарел, сейчас уже практически не производят пенополистирол. Изготовляемые по нему пенополистирольные плиты предназначены для теплоизоляции промышленного оборудования и строительных конструкций в качестве промежуточного (среднего) слоя при отсутствии прямого контакта пенопласта с внутренними помещениями. У изолируемых поверхностей температура не должна превышать +80 ^оC.

Плиты стандарта 15588-86 производят 2-х типов:

• ПСБ – без добавления антипирена (замедлителя горения);
• ПСБ-С – с антипиреном.

А в зависимости от нормируемой предельной величины плотности (в кг/м³) делят на марки: 15, 25, 35 и 50. То есть, вообще, плотность плит нормируется в некотором диапазоне и может быть любой в его пределах. Производители, как правило, выпускают изделия с минимально допустимой.

Примеры маркировки (условного обозначения). Для изделий с предельной плотностью 25 кг/м³: ПСБ-25 и ПСБ-С-25. Еще в обозначении указывают размеры плиты, которые тоже нормируются (по согласованию потребителя с компанией-изготовителем могут быть другими), и ГОСТ.

И данный стандарт нормирует еще следующие характеристики пенопластов, производимых по нему: теплопроводность, прочность при сжатии и изгибе, влажность и водопоглощение. А для изделий ПСБ-С – еще и продолжительность самостоятельного горения. Кроме того, вся продукция делится на плиты высшей и первой категории качества.

По стандарту 15588-2014 тоже производят продукцию в виде плит. Но по сравнению с предыдущим этот ГОСТ, как более свежий и современный, предусматривает изготовление изделий гораздо более широкого сортамента марок, для каждой из которых нормируется строго определенная плотность пенопласта. Кроме того, антипирены содержатся во всей продукции данного стандарта.

Как отмечалось выше, все плиты этого ГОСТа обозначаются ППС. А по значению нормируемой плотности (в кг/м³) делятся на марки: 10, 12, 13, 14, 15, 15Ф, 16Ф, 17, 20, 20Ф, 23, 25, 30, 35, 40 и 45. Продукция с индексом «Ф» предназначена для использования в качестве теплоизоляции в фасадных композиционных теплоизоляционных системах с наружными слоями штукатурки.

Еще плиты делятся на типы в зависимости от следующего:

• технологии изготовления:
  • Р – полученные из крупногабаритных пенополистирольных блоков путем их разрезания;
  • РГ – полученные из крупногабаритных графитосодержащих пенополистирольных блоков путем их разрезания;
  • Т – термоформованные;
• формы:
  • А – с боковой кромкой прямоугольной формы;
  • Б – с боковой кромкой, формованной либо выбранной в «четверть».

Изделия вида А

Изделия вида Б

Примеры условного обозначения марок изделий стандарта 15588-2014. Для плит с плотностью 15 кг/м³: ППС15-Р-А, ППС15Ф-РГ-Б, ППС15-Т-А и так далее. Еще в обозначении указывают размеры плиты, которые тоже нормируются, и ГОСТ. При необходимости в маркировку изделия может быть еще включено обозначение его цвета. По согласованию потребителя с компанией-изготовителем допускается производство продукции с другими (ненормируемыми стандартом) размерами и формой.

И данный стандарт нормирует еще следующие технические характеристики пенопластов, производимых по нему: теплопроводность при температуре +10 и +25 ^оC, прочность при сжатии, изгибе и растяжении (только для изделий с индексом «Ф»), влажность и водопоглощение, продолжительность самостоятельного горения, правильность геометрической формы и плоскостность. Кроме того, вся продукция делится на плиты высшей и первой категории качества.

В зависимости от марки, технологии изготовления и формы плиты этого стандарта могут использоваться при отсутствии их контакта с внутренними помещениями для теплоизоляции наружных конструкций зданий и сооружений, отдельных элементов последних и промышленного оборудования, а также устанавливаться в холодильных камерах, в которых у изолируемых поверхностей температура от –100 до +80 ^оC. Кроме того, плиты могут применяться в многослойных панелях, фасадных композиционных теплоизоляционных системах с наружным слоем штукатурки и многих других системах теплоизоляции ограждающих конструкций, включая нагружаемые кровельные, фундаментов, полов, тротуаров, автостоянок и автомобильных дорог. Рекомендуемые области использования для каждой марки плит приведены в приложении А стандарта 15588-2014.

Нормирование характеристик, маркировка и использование изделий по СТБ и ТУ

Нередко можно встретить на отечественных строительных рынках продукцию белорусских производителей, изготовляемую по стандарту этого государства СТБ 1437-2004. Этот нормативный документ, как и рассмотренный выше российский ГОСТ 15588, разработанный в 2014 г, был введен взамен устаревшего советского (утвержденного еще в СССР, распавшемся на страны СНГ) 15588-86. И, соответственно, продукция, выпускаемая по нему, очень во многом схожа с изделиями стандарта 15588-2014. Однако сортамент изготовляемых марок беднее и по характеристикам последние немного уступают российским аналогам.

Область применения белорусского пенополистирольного пенопласта стандарта СТБ 1437 такая же, что и у изделий ГОСТ 15588, разработанного в 2014 г (смотреть выше). В приложении A стандарта СТБ 1437 приведены рекомендуемое использование по маркам. Обозначаются белорусский пенополистирол, как отмечалось ранее, ППТ. Производят его всего 9-ти марок (российского 16), деление на которые тоже сделано по нормируемой плотности (в кг/м³): 10, 15, 15H, 20, 20H, 25, 25H, 35 и 35H. Продукция с индексом «H», как указано в этом стандарте, предназначена для использования в качестве наружной теплоизоляции стен. Все марки производят с добавлением антипиренов.

Дополнительно продукция СТБ 1437 делится на виды только по форме плит:

• А;
• Б.

Формы изделий типа А и Б такие же, как и у продукции стандарта 15588-2014 (смотреть выше).

Примеры условного обозначения марок плит стандарта СТБ 1437. Для изделий с плотностью 15 кг/м³: ППТ-15-А, ППТ-15H-Б и так далее. Еще в обозначении указывают размеры плиты, которые тоже нормируются, и наименование стандарта.

И СТБ 1437 нормирует еще следующие характеристики производимой по нему продукции: коэффициент теплопроводности пенополистирола при температуре +25 ^оC, прочность при сжатии, изгибе и нагрузке на разрыв в направлении, которое перпендикулярно поверхности (только для ППТ с индексом «H»), влажность и водопоглощение, продолжительность самостоятельного горения и степень повреждения при этом, правильность геометрической формы и плоскостность.

Пенополистирол, производимый по различным ТУ, обозначается в соответствии с заявленными к изготовлению в этом нормативном документе марками, деление на которые, как отмечалось выше, сделано в первую очередь по нормируемой предельной (максимальной) либо номинальной (какой-то определенной) плотности, а также может быть дополнительно выполнено по другим параметрам. Для продукции, изготовляемой по ТУ, помимо плотности тоже нормируются теплопроводность, размеры, прочность, водопоглощение, горючесть (класс стойкости к огню) и температурный диапазон его использования. Также в зависимости от того, что за ТУ, могут быть нормированы и какие-то другие характеристики.

Область применения полистирольного пенопласта, производимого по ТУ, как правило, более шире, чем у изготовляемого по вышеприведенным стандартам. Дают знать о себе преимущества экструзионного и прессового способов изготовления этого материала. Наряду с изделиями, сопоставимыми по значениям параметров с аналогами, производимыми по вышеприведенным стандартам, по ТУ еще изготовляют гораздо более прочный пенопласт, у которого к тому же могут быть меньше теплопроводность и лучше ряд других характеристик. В зависимости от конкретного ТУ, пенополистирол, производимый по нему, применяется при строительстве и ремонте не только зданий и сооружений различного назначения, но также автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос для самолетов, трубопроводов и так далее. Может использоваться и для других целей.

Отдельно стоит остановиться на плиточной прессованной продукции ТУ 2244-461-05761784-01. Наиболее известные марки: ПС-1, ПС-4, ПС-5, ПС-18, ПС-254 и ПС-БСГ. Плотность пенопласта этого стандарта самая большая. У некоторых марок превышает плотность беспрессовых и экструзионных пенополистиролов в разы.

В качестве теплоизоляции чаще всего используют ПС-1 и ПС-4. А вообще продукцию этого ТУ применяют в самых различных отраслях, в том числе и в качестве электроизоляции разнообразной продукции радио-, приборо-, электропромышленности и так далее.

Нормирование характеристик, маркировка и использование продукции других стандартов

Что касается пенополистиролов, производимых по ГОСТ Р 56148 и 32310, а также соответствующим им нормативным аналогам ЕН 13163:2009 и ЕН 13164:2008, то с маркировкой этих изделий и нормированием их характеристик положение дел следующее. Данные стандарты не устанавливают каких-то специальных требований к характеристикам и свойствам полистирольных пенопластов, используемым в конкретных областях. Эти требования должны устанавливаться соответствующими техническими регламентами и стандартами. То есть, как в упомянутых выше ТУ. Но при этом уровень и класс изделий, производимых по таким техническим регламентам и стандартам, должны быть указаны в последних для продукции конкретных видов. А требования к этому пенопласту, указанные в таких нормативных документах, не должны противоречить предъявляемым в ГОСТ Р 56148 и 32310 (ЕН 13163:2009 и ЕН 13164:2008 соответственно). В последних же помимо этих требований приведены методы определения всех рассматриваемых в них характеристик.

Код маркировки продукции согласно этих стандартов (ГОСТ Р 56148, 32310 и ЕН 13163:2009, ЕН 13164:2008) присваивает (устанавливает) сам производитель продукции. Однако при этом должны соблюдаться определенные требования к обозначению, регламентируемые данными стандартами. И, что характерно, согласно требованиям этих нормативных документов плотность пенопласта определяется и указывается производителем только при необходимости.

Маркировка должна начинаться с указания принадлежности к продукции именно этих стандартов, то есть:

• «ППС» (или «ЕРS»), а затем наименование стандарта – ГОСТ Р 56148 (или ЕН 13163:2009);
• «ХРS», а затем наименование стандарта – ГОСТ 32310 (или ЕН 13164:2008).

Нормироваться согласно ГОСТ Р 56148 и 32310 (ЕН 13163:2009 и ЕН 13164:2008 соответственно) могут не только те характеристики и свойства, которые устанавливаются в рассмотренных выше стандартах (ГОСТах и ТУ), но и другие, в том числе учитывающие особые условия применения пенополистирола. В общей сложности к уже приведенным выше свойствам (рассмотренных ГОСТов и ТУ) добавлены еще и такие: прямоугольность, стабильность размеров, пожарно-технические (группы по воспламеняемости, а также токсичности и дымообразованию при горении), деформация при определенных заданных температуре и нагрузке, прочность при 10 % относительной деформации, ползучесть при сжимании, морозостойкость, паропроницаемость, динамическая жесткость, сжимаемость и другие.

Одним из основных требований ГОСТ Р 56148 и 32310 (ЕН 13163:2009 и ЕН 13164:2008) является следующее. Они не распространяются на продукцию, для которой в условиях температуры +10 ^оC номинальные теплопроводность пенополистирола выше 0,06 Вт/(м·К) либо термическое сопротивление ниже 0,25 м·К/Вт. Основное назначение пенопласта этих стандартов – тепловая изоляция сооружений и зданий различного назначения.

Главные параметры пенополистирола – прочность, плотность, теплопроводность и другие

В разных стандартах, по которым производят полистирольный пенопласт, нормируются не одни и те же характеристики. При этом в большинстве нормативных документов указывается плотность и во всех те или иные параметры, по которым можно судить о прочности, теплопроводности и другим важным эксплуатационным свойствам продукции. Ниже в таблицах приведены почти все такие данные для пенополистирола, изготовляемого по стандартам, перечисленным в 1 главе статьи. Указаны диапазоны значений, в пределах которых параметр меняется в зависимости от марки изделия. Отсутствие данных означает, что этот параметр не нормируется либо уточняется у производителя.

Таблица. 1. Плотность и прочностные характеристики

Примечания:  «*» означает, что параметр определяется и декларируется производителем при необходимости.

Таблица 2. Теплопроводность пенопласта (коэффициент теплопроводности)

Примечания:

1.  «*» – эти стандарты устанавливают только предельно допустимые значения, указанные в таблице, а конкретную величину определяет и декларирует производитель.
2. Условия эксплуатации «А» соответствуют сухому климату, а «Б» – влажному.

Таблица 3. Другие характеристики

Примечания: «*» – определяется и декларируется производителем.

Кроме указанных в каких-то стандартах могут нормироваться и другие свойства, например, коэффициент паропроницаемости, морозостойкость, сжимаемость, звукоизоляционные, характеристики долговечности и иные.

Также следует отметить, что все виды пенополистерола:

• Долговечны – срок эксплуатации от 50 лет и дольше.
• Обладают высоким звукоизолирующими свойствами.
• Биологически инертны.
• Просты в монтаже. При необходимости можно легко подрезать или разрезать пенопласт. И крепится он тоже просто – полистирольный пенопласт можно приклеить либо зафиксировать почти любым другим доступным способом.
• Химически стоек ко многим веществам.