Пенополистирол. Тепломассообменные характеристики




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Пенополистирол. Тепломассообменные характеристики

Пенополистирол. Тепломассообменные характеристики

31.07.2017


Производство пенополистирольных изделий осуществляется по прессовому, по беспрессовому методам или экструзионным способом. В строительстве находит использование два вида пенополистирола: беспрессовый вспененный и экструдированный.
Плиты вспененные теплоизоляционные марок ПСБ-С выпускают с антипиреном, а ПСБ без него. Плотность пенополистирола р = 15, 25, 35 и 50 кг/м3. Он не гигроскопичен, трудновоспламеняем, прочен, используется в качестве среднего слоя ограждающих конструкций при температурах не выше 70 °С.
Экструзионный пенополистирол имеет закрытую однородную ячеистую структуру. Плотность его р = 35 и 45 кг/м3. Максимальная температура эксплуатации 75 °С.
Технические характеристики экструзионного пенополистирола значительно стабильнее, чем вспененного. Водопоглощение плит «пеноплекс» из экструзионного пенополистирола, как в условиях погружения в воду, так и в паровоздушной среде в 5-10 раз ниже, чем плит ПСБ. Это обеспечивает сохранение высоких теплоизоляционных качеств при эксплуатации в условиях повышенной влажности, однако чрезмерно высокое сопротивление паропроницанию ограничивает применение экструзионного пенополистирола в наружных системах теплоизоляции. Различие в физических характеристиках различных видов пенополистирола иллюстрирует представленная на рис. 7.1 зависимость коэффициента теплопроводности от массовой влажности для экструзионного и вспененного материалов.

Сорбционная влажность полистирольного пенопласта для наиболее часто встречающихся плотностей изделий, по результатам исследований авторов работы представлена в табл. 7.1.
В строительстве пенополистирольные пенопласты применяются:
- в качестве утеплителя в многослойных стеновых панелях заводского изготовления;
- в лёгких алюминиевых панелях на основе стальных и алюминиевых листов в качестве утеплителя;
- в качестве дополнительных утепляющих слоёв в строительных конструкциях;
- для утепления стыковых соединений между панелями, дверными и оконными блоками;
- дополнительной теплоизоляции стен;
- теплоизоляции покрытий и перекрытий зданий.

В процессе эксплуатации полимерные теплоизоляционные материалы стареют в связи с деструкцией, вызванной разрывом основной молекулярной цепи, что и приводит к растрескиванию и разрушению утеплителя и выделению в окружающую среду продуктов деструкции - химически вредных веществ. Деструкцию полимерного утеплителя вызывает влага, поступающая из воздуха в период влагонакопления, когда утеплитель набухает, а ингредиенты его выщелачиваются.
Следует отметить, что существует противоположная точка зрения на влияние продуктов мигрирующих из пенополистирола на окружающую среду. Исследования эмиссии вредных веществ из пенополистирольных плит при температурах до 80 °C показали наличие их в воздухе в пределах от 3,8...178,5 нг/см3. В пересчёте на единый уровень насыщенности это составляет 6,3*10в-9 г/см3 при ПДК 2*10в-6 г/см3, т.е. в 3000 раз ниже нормы, и они не оказывают вредного воздействия на человека.
Поведение пенополистирола при контакте с водой можно оценить с учётом двух основных факторов: водопоглощения и паропроницаемости. Пенополистирол не гигроскопичен, однако количество воды, которое может проникнуть в него, зависит от количества и объёма промежутков между гранулами, т.е. от наличия закрытой и открытой пористости.
В работе описываются исследования по изменению в процессе эксплуатации водопоглощательной способности пенополистирола, изготовленного различными методами. Рассматриваются беспрессовый и прессовый методы изготовления и метод экструзии (табл. 7.2).

Представленные результаты указывают на изменение максимальной сорбционной влажности образцов пенополистирола в зависимости от вида прошедших испытаний. Увеличение максимальной сорбционной влажности более заметно на образцах, прошедших цикл испытаний на морозостойкость. Следует подчеркнуть, что любой вид воздействия «водопоглощение - сушка» или «замораживание - оттаивание» влияет на изменение структуры пенопласта. Многократные изменения тепловлажностного состояния пенополистирола в процессе эксплуатации ограждающих конструкций зданий оказывают влияние на его физические свойства.
Для оценки тепломассообменных характеристик пенополистирола отечественного производства были выполнены исследования на образцах, отбираемых на предприятиях, строительных площадках из наружной теплоизоляции стен зданий.
Результаты теплофизических лабораторных исследований характеристик пенопласта, в том числе и водопоглощения, как отечественного производства, так и поставляемых в Республике Беларусь, сведены в табл. 7.3. Анализ полученных данных показал большой разброс результатов определения теплофизических характеристик.
Плиты полистирольные плотностью р = 15...20 кг/м3 имеют во-допоглощение в пределах 1,3...4,3 % по объёму. Более высокое во-допоглощение относится к изделиям ООО «Анастан» - W = 4,3 % и «Эузарис» - W = 2,08 %. Меньшее водопоглощение к изделиям Слуцкого строительного комбината - W = 1,5 %ик изделиям ППТ -15 H-A производства ООО «Сармат» - W = 1,3 %.
Плитные изделия плотностью р = 20-30 кг/м3 имеют водопоглощение в пределах W = 0,1...1,5 % по объёму, а изделия из полистирольного пенопласта р = 34 кг/м3, извлечённые из наружной теплоизоляции стен зданий, имеют водопоглощение по объёму равное W = 1,0...1,7%.
Пенопласт из экструзионного пенополистирола р = 34 кг/м3, производства Великобритании имеет водопоглощение W = 1,0 %, вместо рекламируемых в зарубежных изданиях W = 0,1 %.
Оценивая результаты исследований, следует отметить, что испытанные материалы удовлетворяют требованиям СТБ 1437-2004, но в тоже время могут поглощать влагу по массе до 50 % в зависимости от плотности пенопласта.
Выполненные исследования водопоглощательной способности пенополистирольных изделий показали, что полистирол, изготовленный беспрессовым методом, обладает относительно большей способностью набирать влагу по сравнению с изготовленным прессовым и экструзионным способами. Полученные экспериментальные данные нельзя автоматически переносить на всю продукцию, выпускаемую многочисленными отечественными производителями, но следует более тщательно подходить к оценке продукции, поступающей на строительные площадки и предприятия стройиндустрии.



Коэффициент паропроницания пенопласта является наиболее ответственной характеристикой утеплителя, определяющей его поведение в многослойных строительных конструкциях. Анализ результатов определения паропроницаемости плитных изделий из пенополистирола показывает, что коэффициент для изделий различной плотности получен в среднем u = 0,036 мг/(м*ч*Па). И только для экструзионного пенопласта он примерно в два раза меньше и равен u = 0,02 мг/(м*ч*Па). Т.е. экспериментальные результаты ниже коэффициентов паропроницаемости, приведенных в ТКП 45-2.04-43-2006.