Теплопроводность ППУ и других строительных материалов

На современном строительном производстве широко применяются теплоизоляционные материалы. Их использование позволяет значительно сократить сметную стоимость объекта, не потеряв при этом в качестве. Один из самых востребованных материалов на рынке утеплителей – пенополиуретан.

Пенополиуретан относится к группе искусственных газонаполненных пластмасс. Он состоит из полиуретана, между которым находятся пузырьки воздуха. Теплопроводность пенополиуретана практически равна нулю, что делает его незаменимым материалом на стройке и в быту. Различают несколько его видов:

• Жёсткий пенополиуретан – новый и перспективный материал, который ещё не прошел проверку временем. На сегодняшний день учёным только предстоит изучить поведение этого материала через 30-40 лет эксплуатации. Его производят прямо на строительной площадке. Он наносится на поверхность методом напыления. Жёсткий ППУ используется для утепления и звукоизоляции цокольных и подвальных этажей, фундаментов.
• Мягкий пенополиуретан – широко используется в качестве набивочной теплоизоляции и для изготовления различных предметов обихода. Его плотность 5-35 кг/м/.

Анализ технических характеристик ППУ

В этой статье будет рассмотрен жёсткий пенополиуретан. Его всё чаще используют на строительных площадках. У него низкая теплопроводимость и гидрофобность. ППУ не пропускает пары воды, не гниёт. На его поверхности не образуется грибок и плесень. Он не вступает в реакции с большинством реагентов.

Для всестороннего изучения этого теплоизоляционного материала рассматриваются его основные свойства:

• Теплоизолирующие свойства.
• Шумоизолирующие свойства.
• Влагостойкость.
• Паропроницаемость.
• Поведение в различных химических средах.
• Сопротивление открытому огню.
• Плотность.
• Срок эксплуатации.
• Экологичность.

Сводная таблица усреднённых параметров основных теплоизоляционных и отделочных материалов

О вопросе определения качества состава

При работе очень важно использовать правильные компоненты продукции, произведенные проверенными компаниями. Есть много подделок и далеко не все производители соблюдают рецептуру. Потому так важно работать с одним подрядчиком и установить серьезный входной контроль.

Статистика неутешительна – в России около 80% поставляемого ППУ не приспособлено к климатическим условиям страны. Это говорит о том, что требуемые показатели изоляции так и не будут достигнуты, а скорость распространения эрозии сильно увеличится.

При работе с пенополиуретаном нужно не только руководствоваться перечисленными документами и требованиями, но и запрашивать у подрядчика дополнительный набор бумаг. Среди них есть такие, как:

• Данные по «испытаниям в стакане» для определения кажущейся плотности вспенивания.
• Параметры кажущейся плотности для уже распыленного ППУ.
• Протокол, составленный по итогам проведения испытаний на уровень теплопроводности.
• Запротоколированные данные по проверке адгезии.
• Протокол, указывающий данные проверки уровня водопоглощения. Сведения об уровне паропроницаемости, установленными в ходе проверки и внесенные в официально заверенный протокол.
• Пакет документов дополняется сертификатами – пожарным, гигиеническим, на соответствие. Запрашивается и паспорт качества.

Рекомендуем запрашивать прайс с указанием стоимости компонентов смеси именно в рублях, а не в условных единицах, как это делают недобросовестные подрядчики.

Теплоизолирующие свойства

Этот параметр напрямую зависит от величины ячейки и колеблется в диапазоне 0,019-0,035 Вт/мºС. Теплопроводность ячеистого ППУ хуже, чем у пенополистирола, керамзитового гравия и минеральной ваты. При одинаковой толщине слоя утеплителей – пенополиуретан сохраняет тепло намного эффективнее, чем вышеперечисленные материалы.

Схема сравнения теплоизолирующих свойств различных строительных материалов

Шумоизолирующие свойства

Его пористая и ячеистая структура обеспечивает удовлетворительную звукоизоляцию, но не от всех видов шума.

Важно! Нет универсального вида шума. Поэтому один материал может эффективно защищать от ударных шумов, но совершенно не сопротивляться другим их видам.

Пенополиуретан эффективно защищает внутренние помещения от различных ударных шумов. Это значит, что он заглушит звуки громких шагов или танцев соседей сверху. С другой стороны, по многочисленным отзывам потребителей, ППУ практически не защищает внутреннее пространство от звуков с улицы, громких разговоров иди музыки.

Этому есть простое объяснение. Ячеистые материалы (пенополиуретан, пенопласт) благодаря своей структуре плохо гасят звуковые волны. Для этих целей лучше использовать утеплители с волокнистой структурой (минеральная вата). У них волны гасятся за счёт колебаний внутренних волокон.

Влагостойкость

Для правильного использования теплоизоляционных материалов надо знать, какой процент влаги он сможет впитать. У пенополиуретана этот показатель равен 1-3 процентам от объёма материала в сутки. Этот показатель значительно выше, чем у пенопласта и минеральной ваты. Для улучшения защиты от влаги в состав ППУ добавляют присадки. Например, обычное касторовое масло уменьшает его гидрофобность в 4 раза.

Пример защиты фундамента ППУ ниже уровня земли (во влажной среде)

Паропроницаемость

По этому параметру у ячеистого пенополиуретана высокие показатели. Коэффициент его паропроницаемости µ=50. Для сравнения, у тяжелого бетона этот показатель в 40-50 раз ниже. ППУ подходит для обработки внешних поверхностей стен и фундаментов. Он может полностью остановить всасывание бетоном влаги. С другой стороны его не рекомендуется применять в воде. Есть вероятность возникновения химической реакции гидратации.

Схема работы стенового «пирога» на отвод влаги

Важно! Не вся пенополиуретановая пена хорошо защищает. Есть несколько видов ячеистой пены без защитной оболочки. Для них нужна дополнительная пароизоляция.

Термическое сопротивление теплоперередаче

Для ответа на эти вопросы, необходимо понимать, что такое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, которое определяется, как коэффициент термического сопротивления R-value. Размерность м2•градС/Вт. Рассчитывается по формуле: R-value = δ / λ, где δ – толщина слоя.

Стена или крыша дома состоит из нескольких слоев различных материалов. Например, стена дома: фасадный кирпич, утеплитель, пенобетон, штукатурка черновая, штукатурка чистовая, обои. Или слои плоской кровли: техноэласт, стяжка, утеплитель, пароизоляция, плита перекрытия.

И каждый слой по отдельности сопротивляется теплопередаче, т.е. препятствует, чтобы здание остывало, когда на улице холоднее, чем внутри или, наоборот, нагревалось, когда внутри прохладнее, чем снаружи.

Каждый из этих материалов характеризуется собственным коэффициентом теплопроводности. И каждый слой имеет свою толщину. Пенобетонный блок 200мм, плита перекрытия 220мм, техноэласт с присыпкой 4мм и т.д. Поэтому для каждого из этих слоев можно определить сопротивление теплопередаче Ri-value: лямда и толщина каждого слоя известны. И, чем больше будет значение Ri-value, тем лучше работает слой, как теплоизоляция.

Общее сопротивление теплопередаче Ro рассчитывается, как сумма сопротивления теплопередаче каждого слоя конструкции. Поэтому, если стена состоит из 6 слоев различных материалов, то следует определить R1-value, R2-value, …, R6-value, а затем суммировать.

Из формулы R-value = δ / λ, понятно, что, чем меньше λ используемого материала, тем меньше слой этого материала, и, наоборот, если конструкция состоит из слоев материалов с большими лямда, то слои должны быть толстыми.

Поведение в различных химических средах

*Ст- стоек, Нт – нестоек

Пенополиуретан зарекомендовал себя, как стойкий к основным химическим раздражителям материал. Он лучше, чем пенопласт сопротивляется испарениям многих химических элементов, если их концентрация не превышает норму. ППУ нельзя растворить с помощью бензина, солярки или различных масел. Многие концентрированные кислоты не способны разрушить его структуру.

Пенополиуретан можно использовать для защиты металлических поверхностей. Во время его нанесение на металл образуется два слоя плёнки. Первый плотно прилегает к поверхности, а второй защищает от химических реагентов.

Сопротивление открытому огню

Это важный параметр при выборе утеплителя. Не секрет, что при пожаре интенсивность распространения огня в значительной степени зависит от горючести теплоизоляционного материала. Согласно ГОСТ 12.1.044-89 ППУ относится к группам горючести Г2 и Г3. Согласно этой классификации пенополиуретан не является активным источником горения. Он сам не поддерживает огонь, а только может воспламениться от других источников.

Важно! Пенополиуретан сразу погаснет, если от него убрать огонь. Самозатухание – это важное свойство, которое относится ко всем его видам.

Плотность

Важный параметр, влияющий на несущую способность утеплителя. Для различных целей предусмотрен материал со своей плотностью. Диапазон значений плотности ППУ 8-80 кг/м3. Материал с открытыми ячейками обладает более низкой плотностью, чем с закрытыми ячейками.

Плотность различных видов пенополиуретана

Основные обязанности подрядчика

Если вы проводите работы с ППУ, стоит учитывать несколько требований:

• В выполнении работ нужно строго придерживаться правил использования для конкретной рецептуры.
• Все технологические процессы по работе должны заноситься в специальный журнал.
• Толщина напыления ППУ рассчитывается на основании предоставленной производителем документации по рецептуре и другим параметрам.

Лица, ответственные за выполнение работ должны предоставлять отчет обо всех используемых процессах, чтобы специалисты могли на раннем этапе определить потенциально опасные отклонения.

Срок эксплуатации

Большая часть производителей указывают срок эксплуатации 20-30 лет. Это гарантийное время, в течение которого полезные свойства материала находятся в допустимых рамках. Последние исследования европейских учёных показали удивительные и обнадеживающие результаты. При сносе домов, построенных 40-50 лет назад с использованием пенополиуретана, учённые обнаружили, что его свойства практически не изменились. Структура и фактура остались теми же, что и изначально. Дальнейшие лабораторные исследования только подтвердили долговечность этого материала.

Экологичность

Важный параметр, на который всё больше и больше обращают внимание современные строители. В процессе производства пенополиуретан переходит из жидкого в твёрдое состояние за 30 секунд. После этого вредные испарения с его поверхности прекращаются. Если его нагреть до 450 Сº, то начнут выделяться углекислый и угарный газы. Впрочем, то же самое можно наблюдать и во время нагревания дерева.

Пенополиуретан не выделяет вредных для организма человека соединений

Толщина напыляемого слоя

Большинство специалистов сходятся во мнении о том, что толщина слоя напыления для одного прохода должна составлять около 25 мм. На самом деле, оптимальная толщина слоя не должна составлять 15 мм. Тогда в стандартную рекомендуемую изоляцию для многих регионов страны – 50 мм, можно поместить сразу несколько слоев. Это дополнительно увеличивает уровень непроницаемости за счет роста степени защиты.

Важно понимать, что, если работы проводятся в сложных условиях, а сотрудник не обладает должным уровнем квалификации, может возникнуть большая погрешность в нанесении. Тогда нарушится проектная паропроницаемость состава.

Большое внимание должно уделяться и условиям проведения работ. Все специалисты должны быть оснащены индивидуальными средствами защиты. Доступ на объект посторонних в процессе проведения напыления запрещен – это может привести к отравлению и другим проблемам со здоровьем.

Положительные и отрицательные свойства ППУ

Для более удобного понимания сути, свойств и области применения материала надо иметь представление не только о физических и химических свойствах, но и знать его положительные и отрицательные стороны.

Положительные

1. У пенополиуретана хорошая адгезия. Он без проблем пристаёт к деревянной, металлической, бетонной поверхностям. Для него не нужны дополнительные крепёжные элементы. Благодаря своей эластичной структуре и способу нанесения пенополиуретан хорошо ложится на неровные основания. Перед его нанесением поверхность не нуждается в дополнительной обработке грунтом или краской.
2. У ППУ низкая стоимость. Он производится прямо на строительной площадке путём смешивания двух компонентов. Отсутствуют затраты на дополнительную транспортировку и изготовление.
3. Пенополиуретан – это лёгкий материал, который не нагружает строительные конструкции.
4. Кроме тепло- и звукоизоляции пенополиуретан укрепляет несущие стены, делая конструкцию более прочной и долговечной.
5. На него практически не оказывают влияние экстремально низкие и высокие температуры. ППУ не разрушается от цикличного замораживания и размораживания.
6. У покрытия из пенополиуретана монолитная структура. Нет щелей для появления мостиков холода. Ветер его не продувает.

Отрицательные

1. ППУ быстро разрушается под действием ультрафиолетовых лучей. Поэтому он не остаётся в открытом состоянии, а требует защиты. Его можно покрыть слоем краски или оштукатурить. Также подойдет использование различных облицовочных панелей.
2. Пенополиуретан – это негорючий материал. Всё равно его не рекомендуется использовать в местах возможного соприкосновения с открытым огнём. Если это технически невозможно, то ППУ закрывается огнестойким гипсокартоном.

Область применения

Жидкий двухкомпонентный пенополиуретан служит прекрасным утеплителем для любых конструктивных элементов каркасных, кирпичных, блочных и панельных зданий, так как малый вес не создает серьезных механических нагрузок на конструкции дома, в том числе и облегченные.

Хорошая адгезия ППУ со всеми строительными материалами позволяет напылять утеплитель на вертикальные и наклонные поверхности: фасады, кровлю, стены внутри дома, потолок. Прекрасные теплоизоляционные свойства в купе с достаточно высокой влагостойкостью делают привлекательным этот вид утеплителя при термоизоляции дачных домиков, мансарды, балкона, пола (по лагам). Низкий уровень влагопоглощения — фундамента.

Внимание: использование материала под сдавливающими нагрузками сводит эффект теплоизоляции к нулю, в связи с чем ППУ не напыляется под стяжку и «мокрый фасад».

Используется утеплитель из пенополиуретана и в других отраслях. Им утепляют морозильные камеры, напыляют на трубы теплосетей. В последнее время в промышленном строительстве стали использовать готовый листовой материал для сэндвич-панелей, когда жидкий ППУ в заводских условиях заливается в формы.

Технология нанесения

Два компонента подаются в смесительный бачок. Там под давлением они смешиваются и с помощью пистолета распыляются на обрабатываемую поверхность. Через несколько секунд смесь резко увеличивается в объёме и быстро застывает.

Способ нанесения пенополиуретана

Важно! Для нанесения ППУ необходимо специальное оборудование и средства индивидуальной защиты. Поэтому лучше доверить этот процесс профессиональным строительным организациям.

Пенополиуретан во всех отношениях качественный материал. Экономия времени и средств может составлять 50-70% в сравнение с использованием традиционных утеплителей. Работы можно проводить круглый год. Технологии не стоят на месте, поэтому утепление строительных конструкций с помощью пенополиуретан будет становиться всё дешевле и надёжнее.

О каталитических смесях

При проведении работ по напылению, важно подобрать правильные каталитические смеси. Распространены третичные амины с высоким уровнем активности. Они смешиваются с другими аминными катализаторами. Это помогает сильно повысить реакционную способность.

Специалист должен обращать внимание на степень концентрации катализатора. Если она слишком низкая, тогда весь напыленный слой будет постепенно стекать по поверхности. Это создает наплывы, проблемы с выравниванием покрытия.

Как монтируется

Один из наиболее распространенных способов – напыление. С помощью такого метода материал отлично держится и экономно расходуется, подходит для конструкций со сложной геометрией, выступами и углублениями. Чтобы процесс прошел успешно, нужно:

• • Проконтролировать, чтобы стена или другая поверхность была сухой.
• • Нет высокой влажности, дождя, града или снега.
• • Ветер не превышает слабые 5 м/с, а лучше от него оградить рабочую зону.
• • Проследить, чтобы область покрытия была теплой – не ниже +10 градусов.
• • Смесь нагреть – около +18-25 градусов в момент нанесения, с холодной тяжело работать и держится она плохо.
• • Наносить слоем не больше 3-5 см, если требуется толще – в 2-3 приема после высыхания.

Помещение обязательно должно проветривается. Человеку следует надеть специальный костюм, маску и респиратор. Начинайте со сложных участков: труб, выпуклых или вогнутых частей, люков вентиляции или коробок разводки электрики.

Полезные советы:

• • Наносить состав рекомендуется в несколько слоев. Так будет эффект значительнее и выше адгезия. Важно проследить, что предыдущий слой полностью высох. Особенно значимо на стенах с признаками разрушения. Здесь он ляжет неровно и потребуется 2-3 дополнительных напыления, чтобы выровнять площадь.
• • Перед покупкой стоит проконсультироваться со специалистом, чтобы выбрать правильную марку ППУ с нужной непроницаемостью. Это сэкономит деньги и время, потраченное на ремонт. В вы можете приобрести качественный материал высокой прочности.
• • Если проводить нанесение пенополиуретана с учетом всех требований и советов, то на поверхности появится покрытие, которое прослужит много лет и будет выполнять свои задачи до конца службы.

С помощью этого материала утепляют фундамент и наружные стены при необходимости.Им же обрабатывают трубы магистралей для сохранения в них тепла. Монтируют на балконах и лоджиях, используют внутри игрушек и губок для мытья посуды. Это крупная часть производства, которая задействована в разнообразных сферах. Приобрести его несложно, нанести – тоже. Результат получается качественным, сохраняет полезные свойства много лет при правильном обращении.

Обзор производителей

Чтобы утепление дома прошло без проблем, а ППУ оказался качественным, нужно приобретать его у известных производителей. Есть несколько самых популярных фирм:

• SYNTHESIA ESPANOLA S.A. производит разные виды пенополиуретана, материалы отличаются высоким качеством и простотой эксплуатации;
• Ecotermix производит разные системы теплоизоляции, напыляемые виды ППУ;
• Demilec выпускает экологически чистую теплоизоляцию на основе пенополиуретана;
• Bayer – это ведущий производитель химических веществ в мире.

Таблица теплопроводности материалов

• Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

• Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

• Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

• Долговечность.

Содержание

• Сравнение ппу с другими утеплителями
• Выводы эксперта
• Как это выглядит?
• Цена и отзывы форума
• Видео

Интересует, в первую очередь, вопрос: в каких ситуациях, для теплоизоляции какого рода конструкций целесообразно применять ППУ напыление? Эффективно это только для труб? Или для поверхностей домов тоже?

С помощью данной технологии с успехом ныне утепляются многочисленные сооружения:

• Фасады и фундаменты зданий;
• Перекрытия (как чердачные, так и межэтажные);
• Стены;
• Кровельные конструкции (как снаружи, так изнутри);
• Разного рода ёмкости;
• Промышленные рефрижераторы (в т.ч. автомобильные) и холодильники;
• Ангары, склады, цеха;