Применение пенополиуретанов в строительстве
На сегодняшний день появилось большое количество новых строительных материалов, которые удачно используются при строительстве одно и двухэтажных зданий, а также в качестве теплоизоляционного слоя. Среди таких материалов есть пенополиуретан.
Несмотря на его состав, в некоторых западных странах им облицовывают жилые дома, и даже создают из него сендвич панели с металлическим каркасом, из которых сооружают жилые помещения.
О том что это за материал можно судить из наблюдением за монтажной пеной, которая в жидком составе наносится на различные поверхности а затем твердеет. Но пенополиуретан бывает разным, и об этом можно рассказать подробнее.
Что такое пенополиуретан
По своей сути, это специальное вещество, которое создается с помощью различных синтетических веществ, которые при смешивании твердеют и образовывают крепкую массу, которая способна выдержать значительные нагрузки. Но прочность всегда зависит от различных добавок.
Современные производители данного материала могут предложить два вида его доставки на место строительства.
Области применения пенополиуретана
Утепление
Самой первой областью его применения являются утеплительные работы. Это вызвано тем, что данный материал обладает отличной адгезией к любой поверхности, а затвердевая, представляет из себя, монолитный состав, который не проводит сквозь себя тепло и холодный воздух. Это вызвано его структурой. Современные специалисты различают два способа утепления пенополиуретаном.
Укладка плит
Использование специальных плит, которые накладываются на поверхности стен помещения. Этот способ имеет некоторые плюсы и минусы.
Среди всех отличных качеств пенополиуретана, в местах стыков этих плит могут образовываться холодные мосты. Поэтому такой способ утепления требует нанесение на плиты дополнительного шпаклевочного слоя, что требует дополнительных финансовых нагрузок.
Напыление ППУ
Второй способ состоит в том, что приезжает специалист, у которого есть оборудование для нанесения на поверхность жидкого ППУ. При таком способе утепления этот материал наносится непосредственно на поверхность в жидком виде, а затем начинает твердеть.
Это лучший вариант, поскольку не будет различных стыковок и естественно мостов холода. Затвердевший материал затем равняется с помощью простого ножа, по аналогии с монтажной пеной. Благодаря своим адгезионным способностям наносится жидкий пенополиуретан на любую поверхность.
Строительство
При проведении различных исследований и испытаний установлено, что если помещение будет утеплено этим материалом, то экономия тепла составляет порядка 90%.
Следующей областью применения данного материала является строительство. В нашей стране его пока больше всего применяют для утепления стен.
Сендвич-панели
А в западных странах, из него создают специальные сендвич панели, которые имеют металлический каркас, из которых строятся одноэтажные дома и коттеджы. 
Применение его в строительстве вызвано следующими особенностями.
Именно такие достоинства и делают данный материал востребованным в строительстве.
Говоря о пенополиуретане можно с уверенностью сказать, что благодаря своим качествам, он занимает ведущее место среди утеплительных материалов. Несмотря на то, что строительство домов из него в нашей стране пока не развито, за ним будущее, если не будет придуман более качественный заменитель.
Напыленный пенополиуретан
Уникальный напыленный пенополиуретан
Итак, в далёком 37 году двадцатого столетия, некий бюргер с хорошим химическим образованием намешал у себя в пробирках вещество, над которым тогдашние скептики откровенно похихикивали. Звали его Отто Байер, а его материал – пенополиуретан (ППУ). И несмотря на определённое отторжение тогдашнего общества, через несколько лет было налажено первое промышленное производство этого стройматериала и понеслось… Машиностроение, арт объекты, строительство, легкая промышленность, и даже космос…
Пенополиуретан — в своём роде уникален! Редчайшее сочетание таких качеств, как гидрофобность, паропроницаемость, эластичность, прочность и отличная теплопроводность, позволили этому материалу занять существенную нишу в разнообразных отраслях промышленности.
Основные характеристики пенополиуретана
Теплопроводность
Теплопроводность — это величина, показывающая насколько хорошо удерживает тепло это вещество. Единица измерения для данной характеристики вт/мК. Данный показатель наиболее важен для материалов с основной функцией утепления и для ППУ это значение составляет 0,02- 0,028 вт/мК. Это значение на порядок превосходит стройматериалы аналогичного назначения:
Плотность ППУ
Плотность показывает, какую нагрузку способен нести материал и находится в обратной зависимости от его теплоизолирующих свойств. Средняя плотность ППУ составляет 30-40 кг/м3. При этих же значениях, он обладает наилучшей теплоизоляцией.
В материале меньшей плотности соответственно меньше ячеек, и они больше. Значит и открытых ячеек на поверхности больше. А они забирают воздух и соответственно теплоизоляция у такого материала хуже. Если плотность больше вышеуказанного значения, то тепло начинает проходить через саму структуру, что тоже ухудшает его свойства, как утеплителя.
Структура пенополиуретана
Пенополиуретан очень лёгкий, но в то же время достаточно прочный. Маленький вес обусловлен тем, что на более чем 90 % он состоит из углекислого газа, замкнутого внутри множества ячеек. Углекислота образуется в момент соединения и вспенивания компонентов.
Этот газ обладает более низкой теплопроводностью чем у воздуха, что делает ППУ непревзойдённым теплоизолятором.
Горючесть ППУ
Горючесть – способность материалов самостоятельно поддерживать реакцию горения. Пенополиуретан относится к категории Г2, т. е. умеренно горючие или само затухающие вещества. Обусловлено это тем, что в составе присутствует антипирен (добавка, затрудняющая горение) и, кроме того, при воздействии высоких температур материал начинает плавиться и перекрывает доступ кислорода. А как известно, без этого газа реакция горения прекращается.
Влагопоглощение пенополиуретана
Влагопоглощение — способность «вбирать» и сохранять в своей структуре воду. Все разновидности утеплителей в той или иной степени впитывают воду. Однако, чем больше значение влагопоглощения, тем быстрее утеплитель без дополнительной паро- и гидроизоляции теряет свои свойства изолятора. Значение этой величины напрямую зависит от структуры материала, количества и закрытости газовых пор в нём.
Влагопоглощение ППУ составляет 0,5-0,58 % в зависимости от плотности и структуры ячеек. Это значит, что полностью сухой материал может впитать только пол процента влаги от собственной массы т. е. фактически ничего! Поэтому этот материал и не нуждается в какой-либо дополнительной защите при наружном утеплении. Напыленный пенополиуретан может одновременно выполнять функцию гидроизоляции. Например, при изоляции теплосетей.
Монтажная пена не пенополиуретан и в чем разница
Многие обыватели принимают монтажную пену за разновидность полиуретана. Это не совсем так и, сейчас объясним разницу:
Пена имеет высокий показатель водопоглощения, вода задерживается в теле пены, разрушая её за несколько циклов замораживания-оттаивания. ППУ гидрофобен, но обладает хорошей паропраницаемостью, разрушается только под прямыми солнечными лучами.
Пена застывает за несколько часов, что сказывается на качестве заполнения швов и щелей. ППУ застывает за несколько минут, одновременно расширяясь, что позволяет ей распределяется по рабочей поверхности значительно равномерней.
Пене нужен воздух, нельзя работать на морозе. ППУ можно использовать в безвоздушном пространстве, с предварительным подогревом компонентов, можно напылять при отрицательных температурах.
Области применения напыленного пенополиуретана
Здесь мы остановимся на применении ППУ только в строительстве так как весь список регалий этого материала очень велик. Напыленный пенополиуретан используют для утепления различных покрытий и ограждающих конструкций в т.ч. крыши, потолки, стены промышленных, административно-хозяйственных и жилых зданий, ангаров, резервуары, ёмкости и трубопроводы и т.д.
Технология нанесения ППУ в строительстве
Если материал наносится с наружной стороны утепляемой поверхности, то нужно предусмотреть несущие элементы под финишную отделку, если вы, конечно, не фанат фантасмагорической архитектуры.
Достоинства и недостатки пенополиуретана
Из основных достоинств пенополиуретана можно выделить наилучшие показатели теплопроводности среди всех существующих аналогов, более высокая скорость нанесения, застывания и соответственно окончания работ, нет стыков и швов (отсутствие в системе «мостиков холода»), гидрофобность (не нуждается в дополнительной защите), возможность нанесения на любые геометрически сложные поверхности, отсутствие каких либо крепёжных элементов при производстве работ.
К недостаткам ППУ можно отнести достаточно высокую (по сравнению с минеральной ватой ) стоимость компонентов для производства работ. Однако если брать стоимость работ и материалов по дополнительной защите минераловатного утеплителя от воздействий окружающей среды и более долгий срок службы ППУ, то и этот недостаток сходит на НЕТ.
Применение пенополиуретанов в строительстве
Пн, 17 Декабрь 2007 | Тема: Сырье
В строительстве жесткий ППУ применяется главным образом в виде блоков и панелей (сэндвич-элементов) с облицовками из металла, рубероида, штукатурки или любых других плоских профилированных листовых материалов. Вот уже около 30 лет в Великобритании строят одно- и двухэтажные коттеджи со стенами и перегородками из сэндвич-панелей с внутренним слоем из жесткого ППУ. Изнутри стеновые панели покрыты слоем штукатурки толщиной 10 мм, а снаружи облицованы асбоцементными листами толщиной 6 мм, на которые можно легко напылять композицию на основе декоративной крошки и эпоксидной смолы. Внутренний слой представляет собой жесткий ППУ плотностью 40 кг/м3 и толщиной 75 мм. Эти дома имеют стальной каркас, так что панели служат лишь обшивкой.
Во Франции и некоторых других европейских странах пенополиуретановыми блоками тепло- и звукоизолируют одноэтажные коттеджи и дачные домики (типа бунгало). Блоки ППУ приклеивают изнутри к деревянным или кирпичным стенам. Затем ту сторону панели, которая обращена внутрь помещения, покрывают штукатуркой.
В Норвегии с середины 70-х годов освоено строительство жилых домов с несущими стенами и перегородками из сэндвич-панелей, облицованных штукатуркой.
В Бельгии для домостроения выпускают пенополиуретановые панели, которые снаружи облицовывают керамической плиткой под кирпич красного, желтого, коричневого и белого цветов. Плитку прикрепляют к панели композицией на основе песка и полиуретанового связующего. С внутренней стороны панели облицованы плитами толщиной 6 мм из водонепроницаемого огнеупорного материала.
Блоки ППУ позволяют решить проблему ликвидации влаги, конденсируемой на стенах непроветриваемых помещений. Эти панели можно использовать также для внутренней тепло- и звукоизоляционной обшивки стен, не имеющих воздушной прослойки (внутренняя поверхность может быть оклеена картоном, шпоном, бумагой, стеклотканью), а также для утепления гаражей, складских помещений, теплиц, коровников, свинарников и пр.
Хорошо известно, что максимальная утечка тепла из зданий происходит через стены и крыши. Именно эти элементы целесообразнее всего изолировать с помощью пенопластов. Жесткий ППУ чрезвычайно эффективен в качестве материала для утепления крыш. Применяемые для этого панели должны выдерживать вес человека. Обычно панели из ППУ накладывают на плоские бетонные или стальные настилы крыш, покрытые асфальтом или битумом. Применение для теплоизоляции крыш пенополиуретановых панелей толщиной 25-60 мм позволяет экономить не менее 40% энергии, затрачиваемой на отопление.
Кровли старых и вновь сооружаемых зданий можно изолировать также напылением вспенивающейся полиуретановой композиции. Напыление жесткого ППУ производится непосредственно на месте применения, слой пены схватывается практически мгновенно. При этом вся поверхность крыш оказывается закрытой сплошным водонепроницаемым слоем жесткого пеноматериала. Этот метод широко используется в США и Канаде.
Поскольку ППУ обладают недостаточной светостойкостью, пенопластовые кровельные покрытия предохраняют от воздействия УФ-излучения и возможного возгорания. Для этого пенопласт сверху полностью закрывают гибкой пленкой, листовым металлом, бетоном или в крайнем случае наносят лакокрасочное покрытие.
В Голландии крыши новых зданий утепляют жестким ППУ, покрывая его снаружи рубероидом, а панели из ППУ и фанеры широко применяют для изготовления пола в фургонах и трейлерах.
В Великобритании с помощью ППУ решили важную проблему ремонта старых зданий, производя заливку жидкой вспенивающейся композиции в пространство между кирпичными стенками; пенопласт плотно соединяет два слоя кладки и дополнительно обеспечивает теплоизоляцию зданий. Применение ППУ 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 вместо того, чтобы заливать туда жидкую композицию.
Сегодня имеются надежные данные о поведении этих материалов в течение 25 лет эксплуатации. Кроме этих данных, существуют результаты лабораторных испытаний на ускоренное старение, которые дополняют и подтверждают данные натурных испытаний. Лабораторные испытания показали, что у ППУ низка стойкость к действию минеральных кислот и большинства органических растворителей. В то же время жесткие ППУ хорошо переносят контакт с водой и различными нефтепродуктами, но при погружении в эти жидкости на один год и более разрушаются, особенно если давление жидкости выше атмосферного. Удовлетворительные показатели при эксплуатации в подобных условиях имеют лишь ППУ высокой плотности (более 100 кг/ м3) и интегральные пены.
В настоящее время на территории нашей страны в строительстве применяется более десяти марок жестких пенополиуретанов. Они могут использоваться 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 напыляемые пенопласты имеют ряд существенных преимуществ, основными из которых являются: выполнение пенополиуретаном одновременно функций утеплителя, гидроизоляции и защиты металлов от коррозии, хорошая адгезия напыляемых ППУ к любым поверхностям, быстрота нанесения пенопласта на ограждающие конструкции больших площадей, в том числе криволинейного очертания, и отсутствие монтажных стыков.
Обычно для напыления используются пенонапылительные установки, имеющие одинаковое конструктивное решение. Однако для утепления вертикальных цилиндрических резервуаров мазутохранилищ емкостью 30 000 м3 создана специальная установка, автоматизирующая процесс напыления пенополиуретана на наружные поверхности цилиндрической стенки резервуара и механизирующая напыление на сферическую крышку. Натурные обследования сооружений с напыленными ППУ, эксплуатирующихся 15 лет и более, показали лишь незначительное снижение теплоизоляционных свойств пенопласта. Лабораторные испытания установили достаточную адгезию ППУ к металлическим поверхностям: после различных климатических и силовых воздействий на металле, защищенном напыляемыми ППУ, ни на одном объекте не обнаружено коррозионных процессов.
Опыт 16-летней эксплуатации напыленных теплоизоляционных покрытий на стенах коровников и свинарников, а также водонапорных башен показал, что в местах непосредственного воздействия климатических факторов на теплоизоляционное покрытие адгезия ППУ к дереву оказалась высокой. Однако в местах постоянного контакта с водой или другими жидкими средами отмечалось локальное отслоение ППУ. Поверхностная технологическая пленка ППУ на стенах помещений, обращенных на север, сохранилась без существенных изменений. А на расположенных в южном направлении и подвергавшихся более интенсивному воздействию солнечной радиации через 16 лет покрылась сеткой волосяных трещин; механические характеристики ППУ сохранились на исходном уровне, коэффициент теплопроводности и водопоглощения увеличился незначительно. Все это указывает на несомненную целесообразность применения ППУ в качестве теплоизоляции в сельскохозяйственном строительстве.
 Технологии [149] |  Изделия [76] |
 Оборудование [41] |  Сырье [111] |
 Обзоры рынков [176] |  Интервью [94] |
 Репортаж [26] |  Все статьи |
Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник
Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение
Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!
По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение