Показатели теплопроводности экструдированного и обычного пенополистирола

Что представляет собой пенополистирол
Изготавливается этот материал примерно по тому же принципу, что и любые другие вспененные утеплители. Сначала в специальную установку наливается жидкий стирол. После добавления в него особого реагента происходит реакция с выделением большого количества пены. Готовая вспененная густая масса до застывания пропускается через формовочный аппарат. В результате получаются листы материала с огромным количеством мелких воздушных камер внутри.
Такая структура плит и объясняет высокие изоляционные качества пенополистирола. Ведь воздух, как известно, тепло сохраняет очень хорошо. Существуют виды пенополистирола, в ячейках которых содержатся и другие газы. Однако самыми эффективными изоляторами все же считаются плиты именно с воздушными камерами.
Входящие в структуру пенополистирола ячейки могут иметь размер от 2 до 8 мм. На их стенки при этом приходится примерно 2% массы материала. Таким образом, пенополистирол на 98% состоит из воздуха.
Что такое теплопроводность

От чего зависит теплопроводность
Способность пенополистирольных плит сохранять тепло зависит в основном от двух факторов: плотности и толщины. Первый показатель определяется по количеству и размеру воздушных камер, составляющих структуру материала. Чем плотнее плита, тем больший коэффициент теплопроводности у нее будет.
Зависимость от плотности
В таблице ниже можно посмотреть каким именно образом теплопроводность пенополистирола зависит от его плотности.
Плотность (кг/м3) | Теплопроводность (Вт/мК) |
10 | 0.044 |
15 | 0.038 |
20 | 0.035 |
25 | 0.034 |
30 | 0.033 |
35 | 0.032 |
Представленная выше справочная информация, однако, скорее всего, может пригодиться только владельцам домов, использовавшим пенополистирол для утепления стен, пола или потолка довольно-таки давно. Дело в том, что при изготовлении современных марок этого материала производители используют специальные графитовые добавки, в результате чего зависимость теплопроводности от плотности плит сводится практически на нет. В этом можно убедиться, взглянув на показатели в таблице:
Марка | Теплопроводность (Вт/мК) |
EPS 50 | 0.031-0.032 |
EPS 70 | 0.033-0.032 |
EPS 80 | 0.031 |
EPS 100 | 0.03-0.033 |
EPS 120 | 0.031 |
EPS 150 | 0.03-0.031 |
EPS 200 | 0.031 |
Зависимость от толщины
Разумеется, чем толще материал, тем лучше он сохраняет тепло. У современного пенополистирола толщина может колебаться в пределах 10-200 мм. По этому показателю его принято классифицировать на три больших группы:
Плиты до 30 мм. Этот тонкий материал обычно используется при утеплении перегородок и внутренних стен зданий. Коэффициент его теплопроводности не превышает 0.035 Вт/мК.
- Материал толщиной до 100 мм. Пенополистирол этой группы может применяться для обшивки как внешних, так и для внутренних стен. Тепло такие плиты сохраняют очень хорошо и с успехом используются даже в регионах страны с суровым климатом. К примеру, материал толщиной 50 мм имеет теплопроводность в 0.031-0.032 Вт/Мк.
- Пенополистирол толщиной более 100 мм. Такие габаритные плиты чаще всего используются для изготовления опалубок при заливке фундаментов на Крайнем Севере. Теплопроводность их не превышает 0.031 Вт/мК.
Расчет необходимой толщины материала
Точно вычислить толщину необходимого для утепления дома пенополистирола довольно-таки сложно. Дело в том, что при выполнении этой операции следует учитывать массу самых разных факторов. К примеру, таких, как теплопроводность материала, выбранного для сооружения утепляемых конструкций и его разновидность, климат местности, тип облицовки и пр. Однако примерно рассчитать необходимую толщину плит все-таки можно. Для этого понадобятся следующие справочные данные:
- показатель требуемого теплосопротивления ограждающих конструкций для данного конкретного региона;
- коэффициент теплопроводности выбранной марки утеплителя.
Собственно сам расчет производится по формуле R=p/k, где p — толщина пенопласта, R — показатель теплосопротивления, k — коэффициент теплопроводности. К примеру, для Урала показатель R равен 3,3 м2•°C/Вт. Допустим, для утепления стен выбран материал марки EPS 70 с коэффициентом теплопроводности 0.033 Вт/мК. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом:
- 3.3=p/0.033;
- p=3.3*0.033=100.
То есть толщина утеплителя для наружных ограждающих конструкций на Урале должна составлять минимум 100 мм. Обычно владельцы домов холодных регионов обшивают стены, потолки и полы двумя слоями пенополистирола на 50 мм. При этом плиты верхнего слоя располагают таким образом, чтобы они перекрывали швы нижнего. Таким образом можно получить максимально эффективное утепление.
Экструдированный пенополистирол

Сравнение утеплителей
Таким образом, экструдированный и обычный пенополистирол считаются у владельцев загородных участков едва ли не самыми лучшими видами утеплителя. Ниже представляем вашему вниманию таблицу с коэффициентами теплопроводности других видов изоляторов.
Материал | Коэффициент теплопроводности (Вт/мК) |
Минеральная вата | 0.045-0.07 |
Стекловата | 0.033-0.05 |
Керамзит | 0.16 |
Керамзитобетон | 0.31 |
Пенополиуретан | 0.02-0.041 |
Как видите, лучше пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого составляет 0.031-0.033 Вт/мК, стены, потолки и полы можно утеплить только пенополиуретаном. Однако последний стоит очень дорого. К тому же при его нанесении используется специальное конструктивно сложное оборудование. А следовательно, наилучшим вариантом изолятора в плане способности сохранять тепло на данный момент является все же именно пенополистирол.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!плотность и размеры материала, способы монтажа
Содержание статьи:
В продаже много полимерных листовых утеплительных материалов для строительных работ. Каждый вид полистирола предназначен для определенных теплоизоляционных целей. Неправильно подобранный продукт может принести нежелательные последствия после его монтажа: слабый эффект утепления, сырость на стенах и даже разрушение несущих конструкций. Во избежание проблем необходимо изучать характеристики продукции и знать необходимую плотность экструдированного пенополистирола.
Что представляет собой материал

Прочность и низкая теплопроводность обусловлены мелкоячеистой структурой материала
Среди всех пенополистиролов экструзионный является самым прочным. Этот полимер выпускают в виде листов определенного размера. Саму структуру получают путем вспенивания полистирола, при этом он проходит этап разогрева в экструдере до состояния расплавления. Далее его выдавливают в определенную форму и после остывания разрезают.
Высокая прочность такого теплоизолятора обусловлена его мелкоячеистой структурой, получаемой в момент спекания. Поры внутри полимера имеют замкнутую округлую форму, благодаря чему экструзионный пластик (ЭППС) не пропускает через себя пар и влагу.
Характеристики классов
ЭППС разных видов имеет разные характеристики. Все известные экструдированные изделия можно разделить на три большие группы:
- Класс 30. Продукт применяется для теплоизоляции конструкций, которые не подвергаются механическим нагрузкам: коммуникации под землей, вертикальные части фундаментов, кровельные плоскости.
- Класс 35. Изделие может применяться как снаружи, так и внутри помещения при утеплении стен, потолков и полов. Плиты отличаются содержанием в структуре антипиреновых добавок для лучшей пожарной устойчивости.
- Класс 45. Экструзионные пластики этой категории самые прочные в плане оказываемого на них сжатия. Они могут выдерживать нагрузки до 0.5 мПа. Основное применение такой продукт нашел в строительной отрасли при возведении трасс, полос для взлета авиатранспорта, при утеплении монолитных плит.

Технические показатели экструдированного пенополистирола
Характеристики доступного на отечественном рынке Пеноплекса:
- Листы имеют толщину 15,12, 10, 8, 6, 5, 4, 3 и 2 см.
- Размер полотна: 120х60 см и 240х60 см.
- Показатель теплопроводности 0.032-0.030 Вт/м*С.
- Показатель крепости при сжатии 0.5-0.2 мПа.
- Поглощение влаги около 0.40%.
- Горючесть с индексом Г4.
Пеноплекс является отечественным продуктом, выпускается морковного цвета. Предназначен полимер для промышленного использования и в бытовых целях.
Техноплекс – экструзионный пенополистирол, который имеет меньшее количество разновидностей в плане толщины полотна, представлен 10, 5, 4 и 3 сантиметрами. Стандарты по габаритам листа для этой продукции: 118х58 см и 120х60 см. Теплоизоляционные характеристики материала хуже примерно на 0.002 Вт/м*С, чем у Пеноплекса, зато влагопоглощение на 0.2% меньше. По причине присутствия в структуре полимера графитовых включений теплоизолятор имеет повышенную прочность. Его можно применять под тяжелые строительные конструкции.
Экструдированный пластик URSA выпускается импортным производителем. Фирма делает полимерные утеплители со стандартным размером листов 125х60 см и толщиной от 10 до 3 см. По прочности и горючести продукт схож с Техноплексом.
Сильные и слабые стороны экструзионного пенополистирола

Экструдированный пенополистирол нельзя оставлять под прямыми лучами солнца – он утрачивает свои характеристики
Среди плюсов XPS можно выделить отличные теплоизоляционные характеристики, прочность, влагонепроницаемость и легкость листов.
С материалом легко и удобно работать, не требуется мощной подъемной техники, чтобы подавать утеплитель на верхние этажи стройки.
Из недостатков продукта на первом месте выступает горючесть. При температуре окружающей среды более 75 градусов по Цельсию из структуры начинают выделяться вредные пары. Также нельзя оставлять теплоизолятор под прямыми лучами солнца, которые его разрушают. В толще могут поселиться грызуны.
Сравнение с пенопластовым материалом
По сравнению с экструдированным утеплителем пенопласт (ПС) имеет совсем другую технологию изготовления, что в конечном итоге вносит различия в эти два изделия:
- По прочности пенопласт любой марки очень хрупок и выдерживает максимальное давление всего в 0.2 мПа.
- Структура состоит из отдельных сфер разного размера, скрепленных методом спекания на прессе.
- Ячейки между собой имеют микрощели, что способствует частичному впитыванию пенопластом воды.
ПС никогда не используется для утепления конструкций, которые могут быть подвергнуты каким-либо механическим нагрузкам. Цвет пенопласта всегда снежно-белый.
Если сравнить ЭППС с обыкновенным пластиком ППС, преимуществом последнего можно считать более дешевую технологию изготовления и паропроницаемость, которая также у него выше, благодаря чему утепленные здания имеют возможность газообмена с окружающей средой. Во всем остальном материал уступает экструзионному утеплителю.
Применение изделия

Материал применяют для внутренних работ
Экструдированный утеплитель применяют в основном в строительной сфере для утепления разных объектов и коммуникаций. В качестве теплоизолятора XPS пригоден для обустройства:
- стен здания снаружи и внутри комнат, кроме помещений, где температура превышает 60 градусов по Цельсию;
- фундаментов, цокольных этажей и монолитных плит различной конструкции как с торцов, так и под ними;
- теплой отмостки вокруг дома;
- тепловых магистралей и теплотрасс;
- любых подземных объектов и коммуникаций.
Кроме всего перечисленного ЭППС могут укладывать в основание обогреваемых дорог и трасс. Также есть такое понятие, как сэндвич панели, внутреннее пространство которых заполнено пенистым полимером.
Изготовление в домашних условиях

Экструдированный пенополистирол получают из гранул пенопласта
Получить в домашних условиях XPS невозможно, для этого требуется дорогостоящее оборудование – экструдер и производственная линия. Можно изготовить обыкновенный вспененный пластик из гранул полистирола. При этом не следует направлять внимание на самостоятельное производство плит – оно будет нерентабельным. Подойдет такая затея для получения причудливых форм в целях занятия Хэнд Мэйдом. Технологический процесс следующий:
- На пятую часть ведра засыпают гранулы и направляют в них шланг парогенератора.
- Сырье обдают паром и одновременно перемешивают до увеличения его в размерах.
- В заранее приготовленную форму выкладывают шарики и продолжают уже в ней греть горячей струей до момента спекания.
В конце процесса массе дают остыть. Форму раскрывают или разбивают, чтобы достать готовое изделие. Чем изящнее будет вещь, тем меньшими по диаметру должны быть исходные шарики.
Монтаж теплоизолятора

На стены пенополистирол крепят с помощью дюбелей с широкими шляпками
Фиксацию листов экструдированного утеплителя к горизонтальным поверхностям осуществляют при помощи клея на цементно-полимерной основе. Для выдерживания ветровых и других нагрузок в обязательном порядке необходимо усиливать крепление каждой плиты при помощи пластиковых дюбелей со шляпками зонтичной формы.
Если ЭППС укладывают на горизонтальные бетонные основания, лучшим способом будет укладка на битумную мастику.
Нужно внимательно изучить характеристики битумного клея перед применением. Не все марки этого вещества подходят для рассматриваемых полимеров. Результатом неправильного подбора может стать растворение поверхности утеплителя.
Все листы ЭППС имеют гладкие поверхности, в результате чего плохо клеятся к бетонным и оштукатуренным плоскостям, расположенным вертикально. Не имеет разницы, какая сторона плиты будет внутренней или наружной – они одинаковы по структуре. Рекомендуется для лучшей адгезии с несущей конструкцией обработать одну из сторон пеноплекса щеткой по металлу, чтобы достигнуть шероховатости.
В процессе монтажа утеплителя одной из операций является раскрой деталей в размер в тех местах, где габариты изделия выходят за пределы ограждаемой конструкции. Чтобы разрезать XPS, достаточно воспользоваться строительным ножом со сменными лезвиями. Раскрой удобно проводить на ровной поверхности типа ДСП или ОСБ.
Производители популярной продукции
Пенополистирол обладает массой преимуществ, поэтому многие зарубежные и отечественные производители включили этот строительный утеплитель в линейку своих изделий.
Thermit – красноярский завод по выпуску эффективной теплоизоляции. Изготавливает XPS для различных задач утепления. Продукция выполнена по ГОСТ 32310-2012 и заслужила множество медалей на выставках.
Comfort – это XPS, который является одной из марок Пеноплекса. Он бывает разной толщины с размерами листа 585х1185 мм. В поставку идет упакованный специальной пленкой, защищающей от воздействия УФ излучения.
Теплопроводность пенополистирола — какая она и от чего зависит
Обновлено: 15 марта 2020
72076
Перечисляя параметры утеплителей, на первое место всегда ставят теплопроводность материала. Зависит она от того, сколько в данном веществе содержится воздуха. Ведь именно воздушная среда служит отличным естественным теплоизолятором. Заметим, что способность проводить тепло уменьшается при увеличении разреженности среды. Так что лучше всего держит тепло прослойка из вакуума.
На этом принципе основана работа термосов. Но при строительстве вакуум создать проблематично, поэтому ограничиваются обычным воздухом. К примеру, низкая теплопроводность пенополистирола, особенно экструдированного, обусловлена тем, что этого самого воздуха в нем хоть отбавляй.
Что влияет на способность пенополистирола проводить тепло
Чтобы наглядно понять, что такое теплопроводность, возьмем кусок материала метровой толщины и площадью один квадратный метр. Причем одну его сторону нагреваем, а вторую оставляем холодной. Разница этих температур должна быть десятикратной. Измерив количество теплоты, которое за одну секунду переходит на холодную сторону, получаем коэффициент теплопроводности.
Отчего же именно пенополистирол способен хорошо сохранять как тепло, так и холод? Оказывается, всё дело в его строении. Конструктивно данный материал состоит из множества герметичных многогранных ячеек, имеющих размер от 2 до 8 миллиметров. Внутри у них находится воздух – он составляет 98 процентов и служит великолепным теплоизолятором. На полистирол приходится 2% от объёма.А по массе полистирол составляет 100%, т.к. воздух, условно говоря, не имеет массы.
Надо заметить, что теплопроводность экструдированного пенополистирола остается неизменной по прошествии времени. Это выгодно отличает данный материал от других пенопластов, ячейки которых наполнены не воздухом, а иным газом. Ведь этот газ обладает способностью постепенно улетучиваться, а воздух так и остается внутри герметичных пенополистирольных ячеек.
Покупая пенопласт, мы обычно спрашиваем продавца о том, каково значение плотности данного материала. Ведь мы привыкли, что плотность и способность проводить тепло неразрывно связаны друг с другом. Существуют даже таблицы этой зависимости, с помощью которых можно выбрать подходящую марку утеплителя.
Плотность пенополистирола кг/м3 | Теплопроводность Вт./МКв |
---|---|
10 | 0,044 |
15 | 0,038 |
20 | 0,035 |
25 | 0,034 |
30 | 0,033 |
35 | 0,032 |
Однако в нынешнее время придумали улучшенный утеплитель, в который введены графитовые добавки. Благодаря им коэффициент теплопроводности пенополистирола различной плотности остается неизменным. Его значение — от 0,03 до 0,033 ватта на метр на Кельвин. Так что теперь, приобретая современный улучшенный ЭППС, нет надобности проверять его плотность.
Маркировка пенополистирола теплопроводность которого не зависит от плотности:
Марка пенополистирола | Теплопроводность Вт./МКв |
---|---|
EPS 50 | 0.031 — 0.032 |
EPS 70 | 0.033 — 0.032 |
EPS 80 | 0.031 |
EPS 100 | 0.030 — 0.033 |
EPS 120 | 0.031 |
EPS 150 | 0.030 — 0.031 |
EPS 200 | 0.031 |
Пенополистирол и другие утеплители: сравнение
Сравним теплопроводность минеральной ваты и пенополистирола. У последнего данный показатель меньше и составляет – от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Теплоизоляционные свойства ЭППС без графитовых добавок уменьшаются с увеличением плотности. Так, например, экструдированный пенополистирол, теплопроводность которого 0,03 ватта на метр на Кельвин, обладает плотностью 45 килограммов на кубический метр.
Сравнив данные показатели у разнообразных утеплителей, можно сделать вывод в пользу ЭППС. Двухсантиметровый слой этого материала держит тепло так же, как минвата слоем 3,8 сантиметра, обычный пенопласт слоем 3 сантиметра, деревянная доска толщиной 20 сантиметров. Кирпичом же придется выложить стенку 37 сантиметров толщиной, а пенобетоном – 27 сантиметров. Впечатляюще, не так ли?
Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Сравнительная таблица утеплителей по теплопроводности, толщине и плотности
Автор Мастер На чтение 6 мин. Просмотров 15В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.
Зачем нужна теплоизоляция?
Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:
- Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.
Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.
- Увеличение долговечности конструкций здания.
В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены. Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.
- Шумоизоляция.
Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).
- Увеличение полезной площади зданий.
Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.
Как правильно выбрать утеплитель?
При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.
Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:
- Теплопроводность.
Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.
Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.
Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.
Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.
А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.
А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и её минимально допустимого значения сопротивления теплопередачи.
В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!
Таблица теплопроводности материалов
Материал | Теплопроводность материалов, Вт/м*⸰С | Плотность, кг/м³ |
Пенополиуретан | 0,020 | 30 |
0,029 | 40 | |
0,035 | 60 | |
0,041 | 80 | |
Пенополистирол | 0,037 | 10-11 |
0,035 | 15-16 | |
0,037 | 16-17 | |
0,033 | 25-27 | |
0,041 | 35-37 | |
Пенополистирол (экструдированный) | 0,028-0,034 | 28-45 |
Базальтовая вата | 0,039 | 30-35 |
0,036 | 34-38 | |
0,035 | 38-45 | |
0,035 | 40-50 | |
0,036 | 80-90 | |
0,038 | 145 | |
0,038 | 120-190 | |
Эковата | 0,032 | 35 |
0,038 | 50 | |
0,04 | 65 | |
0,041 | 70 | |
Изолон | 0,031 | 33 |
0,033 | 50 | |
0,036 | 66 | |
0,039 | 100 | |
Пенофол | 0,037-0,051 | 45 |
0,038-0,052 | 54 | |
0,038-0,052 | 74 |
- 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.
В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.
Достоинства и недостатки утеплителей
- Пенополиуретан – на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.
Виды ППУ
Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.
Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.
- Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.
Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.
Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.
- Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.
Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.
Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.
- Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.
Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.
Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.
- Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.
Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.
Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.
- Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.
Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.
Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.
- Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.
Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.
Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.
Заключение
Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Экспериментальное исследование и корректировка модели
В этом исследовании сверхлегкий пенополистироловый пенобетон (EFC) был изготовлен методом химического вспенивания, а его теплоизоляционные свойства были измерены переходным методом при различных температурах окружающей среды (от −10 до 40 ° C). C). Затем наблюдали влияние температуры и объемной доли EPS на теплопроводность и плотность EFC в сухом состоянии. В конечном итоге уравнение Ченга – Вачона было модифицировано путем введения температурного параметра.Результаты показали, что теплопроводность EFC уменьшается с повышением температуры. Также было продемонстрировано, что подходящий объем частиц EPS может не только уменьшить теплопроводность EFC, но также уменьшить влияние температуры на теплопроводность. Теплопроводность EFC при различных температурах была точно предсказана в этом исследовании с использованием предложенной модели.
1. Введение
Пенобетон (FC) — это тип легкого пористого материала на основе цемента с плотностью от 400 кг / м 3 до 1900 кг / м 3 , который широко используется в области строительства. особенно для снижения статической нагрузки конструкций и для сохранения тепла, демпфирования, звукоизоляции и заполнения пор [1].По сравнению с органическими изоляционными материалами ТЭ имеет более высокую прочность, лучшую огнестойкость и долговечность [1–3]. Однако, чтобы соответствовать более высоким требованиям к теплоизоляционным характеристикам, плотность FC следует дополнительно снизить до менее чем примерно 400 кг / м 3 . В соответствующих исследованиях было установлено, что метод химического вспенивания более подходит для сверхлегких ТЭ, чем механическое вспенивание [4–9].
Пенополистирол (EPS) был впервые представлен в качестве легкого заполнителя для бетона Куком в 1973 году [10].Благодаря своей превосходной теплоизоляции и близким пористым свойствам частицы пенополистирола существенно влияют на тепловые характеристики FC. Например, Sayadi et al. [11] добавили регенерированные частицы EPS в FC и обнаружили, что теплопроводность образца FC с объемной долей EPS 82% была снижена на 45%, а плотность — на 62,5%. Видно, что EPS имеет широкие перспективы применения и большую потенциальную ценность в FC [12–14].
Теплопроводность — важный параметр, отражающий способность бетона передавать тепло.Многие исследования изучали теплопроводность композиционных материалов и выявили влияние различных факторов на теплопроводность [15]. Температура как внешнее условие оказывает важное влияние на теплопроводность бетона [16–20]. Рахим и др. [21] протестировали теплопроводность трех бетонных материалов на биологической основе при различных температурных условиях (от 10 до 40 ° C) в установившемся состоянии, используя метод защищенной горячей плиты. Они обнаружили, что теплопроводность бетонных материалов увеличивается с повышением температуры.Тандироглу [22] изучил теплопроводность легкого необработанного бетона с перлитовым заполнителем и установил функции взаимосвязи для теплопроводности, водоцементного отношения, количества перлита по массе и температуры. Предлагаемые эмпирические корреляции теплопроводности применимы в диапазоне температур от -70 до 30 ° C. Ли и др. [23] обсудили общие модели теплопроводности, основанные на экспериментальных данных, и предложили модель прогнозирования теплопроводности FC, но они не смогли учесть влияние внешних факторов окружающей среды на теплопроводность модели, таких как температура.Таким образом, теплопроводность различных типов бетона значительно различается при изменении температуры. В настоящее время теоретические модели теплопроводности ТЭ не учитывают температурные эффекты.
В данном исследовании сверхлегкий пенополистирол пенобетон (EFC) с различным содержанием пенополистирола готовится методом химического вспенивания, а его теплопроводность измеряется при различных температурах окружающей среды (от -10 до 40 ° C). На основе результатов испытаний и существующих моделей теплопроводности была получена модель теплопроводности EFC с поправкой на температуру.
2. Экспериментальные программы
2.1. Сырье и соотношение смеси
Загущенный материал, используемый в этом исследовании, был изготовлен из китайского обычного портландцемента 42,5 и золы уноса класса I. Соответствующие технические показатели для этих двух материалов показаны в таблицах 1 и 2. Добавление летучей золы может оптимизировать структуру пор FC и улучшить его теплоизоляционные характеристики. Кроме того, EPS имеет размер частиц от 2 до 4 мм, кажущуюся плотность 18,8 кг / м 3 и теплопроводность 0.0313 Вт / (м · К). Пенообразователь, использованный в этом тесте, представлял собой раствор перекиси водорода с концентрацией 30%. Стабилизатором служил стеарат кальция. Первоначальным укрепляющим агентом был нитрит натрия, а загустителем — эмульсия сополимера акрилата. Используемая вода была водопроводной. Отношение воды к связующему, содержание пенообразователя и дозировка летучей золы были скорректированы для определения эталонного соотношения смеси, которое показано в таблице 3. Всего было приготовлено 12 испытательных блоков пенобетона с химическим вспениванием EPS путем изменения объемной доли EPS (0% ~ 60%).
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
соотношение w / b: вода-связующее. |
2.2. Прибор для испытаний
2.2.1. Тестер теплопроводности
Для теста теплопроводности использовался анализатор термических характеристик ISOMET 2114, произведенный в Словакии (рис. 1). Прибор может быть использован для определения теплопроводности, объемного теплового потока и температуропроводности композитов на основе цемента [24]. Он основан на принципе испытания на переходные процессы, а диапазон измерения температуры составляет 15 ~ + 50 ° C с точностью 1 × 10 -4 Вт / (м · К).Прибор можно проверить с помощью зонда или плоской пластины. В этом тесте используется поверхностный зонд с диапазоном измерения 0,04 ~ 0,3 Вт / (м · К).
2.2.2. Испытательный бокс при высоких и низких температурах
В этом испытании использовался стенд для моделирования высоких и низких температур, разработанный Северо-восточным сельскохозяйственным университетом. Его основные показатели производительности приведены в таблице 4.
|
2.3. Технология приготовления и методика химического вспенивания пенобетона EPS
2.3.1. Технология подготовки
В соответствии с характеристиками пенополистирола и технологией формования химического пенобетона образцы пенополистирола с химическим вспениванием были приготовлены в соответствии со следующим процессом: (a) Частицы пенополистирола были влажными в течение одной минуты с одной третью общая вода.(b) Цемент для смешивания, летучая зола, другие твердые материалы, оставшаяся вода и загуститель смешивали и перемешивали до тех пор, пока смесь не стала однородной. Затем смоченные частицы EPS помещали в смесь и перемешивали в течение одной минуты. Температуру суспензии поддерживали на уровне 25 ° C. (c) Добавляли раствор нитрита натрия. Смесь перемешивали на низкой скорости в течение 30 секунд, а затем перемешивали на высокой скорости в течение 10 секунд. (D) В смесь вливали перекись водорода, и ее перемешивали в течение 10 секунд.(e) Смесь быстро вылили в форму и оставили на 24 часа при 20 ° C. Затем образцы вынимали из формы, когда они имели определенную прочность, и затем осуществляли стандартное отверждение. Бетонный образец показан на рисунках 2 (а) и 2 (б).
2.3.2. Экспериментальные методы
Испытание образцов на плотность в сухом состоянии проводили в соответствии с китайским стандартом GB / T11969-2008. Измерения проводились после высушивания образцов до постоянного веса. Окружающая среда с постоянной температурой обеспечивалась испытательным боксом при высоких и низких температурах.Теплопроводность образцов проверяли после двухчасового стояния при постоянной температуре. При постоянной температуре измеряли теплопроводность полированных образцов с обеих сторон с помощью анализатора тепловых характеристик. Теплопроводность некоторых образцов EFC при 20 ° C показана в Таблице 5. Из-за неоднородности FC были протестированы три положения лицевой поверхности, и было рассчитано среднее значение результатов.
|
3. Результаты и обсуждение
3.1. Связь между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью образцов EFC при различных температурах
Теплопроводность — это основной физический параметр, используемый для характеристики теплопроводности материалов. Механизм теплопроводности у разных веществ разный.Согласно теории теплопередачи [25, 26], свободная подвижность электронов и колебания решетки являются двумя основными независимыми механизмами теплопередачи твердого тела. В основном это упругая волна (или волна решетки), которая, создаваемая колебанием решетки в месте с более высокой температурой, вызывает колебание соседней решетки для передачи тепла в неорганических неметаллических твердых материалах. Поскольку бетон состоит в основном из твердых компонентов, механизм теплопередачи каркаса аналогичен механизму передачи тепла твердого тела.Поэтому теплопроводность бетона в первую очередь зависит от плотности материалов. Обычно низкая плотность соответствует низкой теплопроводности [27].
Закон изменения был получен путем подбора результатов испытаний объемной плотности в сухом состоянии и теплопроводности при различных температурах, как показано на рисунке 3. Объемная плотность в сухом состоянии химически вспениваемого пенобетона EPS положительно коррелирует с теплопроводностью.
Данные испытаний были подогнаны для получения соотношения между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью EFC при температуре 0 ° C.Выражение отношения может быть записано как
. Содержание пены и содержание EPS определяют его объемную плотность в сухом состоянии в EFC и влияют на теплопроводность EFC. В тех же условиях количество пор в пористом материале определяет его теплопроводность. Когда количество пор такое же, теплопроводность увеличивается с увеличением размера пор. Однако соединенные поры увеличивают теплопроводность бетона. Кроме того, объемная доля EPS является ключевым фактором, изменяющим объемную плотность FC в сухом состоянии.На рис. 4 представлена кривая влияния объемной доли EPS на объемную плотность FC в сухом состоянии. Согласно Фигуре 4, микропоры не изменились при добавлении небольшого количества частиц EPS до тех пор, пока не было добавлено 10% частиц EPS. В этот момент соотношение больших пор в образцах показало тенденцию к увеличению, что привело к уменьшению сухой объемной плотности. Однако, когда процент пор с диаметрами, достигающими 200-400 мкм м, был слишком большим, внутренняя структура пор была бы нестабильной, и некоторые большие поры могут быть разрушены.Это приведет к увеличению сухой объемной плотности образца и, таким образом, повлияет на теплопроводность EFC [28].
3.2. Влияние температуры на теплопроводность пенобетона EPS
В этом эксперименте использовались пять температур, а именно -10 ° C, 0 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C. Эти температуры были использованы для изучения теплоизоляционных характеристик EFC. Теплопроводность FC, смешанного с различным содержанием частиц EPS, была протестирована, чтобы получить закон изменения теплопроводности FC с различными объемными долями EPS в зависимости от температуры, как показано на рисунке 5.Как видно из рисунка 5, теплопроводность химического пенобетона положительно коррелирует с внешней температурой. При изменении температуры наибольшая амплитуда изменения ТЭ без частиц ЭПС достигла 52%, что свидетельствует о значительном влиянии температуры на теплопроводность ТЭ [29]. Это связано с тем, что теплопроводность FC связана не только с интенсивностью движения частиц в твердой, жидкой и газовой фазах, но также с силами взаимодействия между различными фазами частиц и их пространственным распределением.Из-за большой пористости FC высокая температура может усилить нерегулярное движение и столкновение молекул газа в порах. Это усилило бы взаимодействие между различными фазами частиц, тем самым увеличив теплопроводность.
На рисунке 5 показано сравнение с кривой теплопроводности FC без шариков из пенополистирола, другие кривые с шариками из пенополистирола, очевидно, более гладкие и с меньшими наклонами в том же диапазоне температурного градиента. Когда объемное содержание EPS составляло 55%, изменение температуры меньше всего влияло на теплопроводность.Этот результат демонстрирует, что надлежащее количество частиц EPS может не только снизить теплопроводность EFC, но и компенсировать изменения теплопроводности, вызванные изменениями температуры. Этот эффект является основным преимуществом структуры EPS и улучшения им структуры пор FC. Эмпирические корреляции между теплопроводностью ТЭ и температурой при различных объемных долях пенополистирола показаны в таблице 6.
3.3. Влияние содержания пенополистирола на теплопроводность FC при различных температурахИзбыточное содержание пузырьков, введенных в цементную матрицу, вызовет некоторые трудности в формировании бетона.Поэтому сложно снизить плотность и теплопроводность сверхлегкого ТЭ за счет увеличения количества пенообразователя. В этом исследовании определенная объемная доля частиц пенополистирола была добавлена к химическому вспененному пенобетону для изменения собственного веса и теплоизоляционных характеристик бетона. Частицы EPS обладают хорошими тепловыми характеристиками. Влияние объемной доли EPS на теплопроводность FC при различных температурах показано на рисунке 6. Добавление частиц EPS значительно изменило теплопроводность FC.По сравнению с FC без EPS максимальная амплитуда изменения теплопроводности FC уменьшилась на 46% после добавления определенной объемной доли частиц EPS. Как показано на рисунке 6, теплопроводность EFC сначала уменьшалась, а затем увеличивалась с увеличением содержания EPS. Это произошло в первую очередь потому, что частицы пенополистирола (98% воздуха и 2% полистирола) имеют внутри множество закрытых пор, которые обладают большим термическим сопротивлением. С увеличением содержания EPS соответственно увеличивалось тепловое сопротивление EFC.Следовательно, его теплопроводность снизилась. Недавние исследования показывают, что при добавлении пены в бетон из пенополистирола пенообразователь создает структуру микропор между гранулами пенополистирола [30]. Однако, когда объемная доля пенополистирола слишком велика, расстояние между частицами пенополистирола уменьшается. Это заставляет окружающую пену собираться вместе и соединяться, образуя более крупные поры. В результате увеличилась внутренняя связная пористость и значительно увеличилась теплопроводность, что даже повлияло на нормальное формование пеной FC. Как видно из рисунков 4 и 6, результаты показывают, что сверхлегкий пенобетон с химическим вспениванием EPS с плотностью в сухом состоянии менее 300 кг / м 3 и нормальной теплопроводностью от 0,0704 до 0,0767 Вт / (м · К) может быть получен, когда объемная доля EPS составляет 25% ~ 35%. Кроме того, по сравнению с обычным FC, он показал эффективную теплоизоляцию при изменении температуры. 4. Модель теплопроводности с модифицированной температурой для EFC4.1. Базовая модель теплопроводности пенобетона4.1.1. Последовательные и параллельные моделиОсновной формой передачи тепла внутри бетонных материалов является теплопроводность. Хашин и Штрикман предложили эффективные модели теплопроводности двухфазной системы [31]. Последовательная и параллельная модели основаны на верхнем и нижнем пределах теплопроводности материалов соответственно. В этих моделях частицы пены и пенополистирола используются в качестве дисперсной фазы, а цемент, летучая зола и суспензия используются в качестве непрерывной фазы для расчета теплопроводности бетона.Обычно выражения можно записать в виде следующих уравнений: Серийные модели: Параллельные модели: 4.1.2. Maxwell — Eucken МодельМодель Максвелла-Ойкена предполагает, что пена состоит из однородных сфер, которые неравномерно распределены и не имеют сил взаимодействия. Более лаконично модель утверждает, что теплообмен не может осуществляться между дисперсными фазами. На этой основе удалось успешно вывести минимальные границы теплопроводности изотропных и макроскопических однородных двухфазных материалов [32]. Когда пена замешивается в бетон, ее форма и распределение будут изменены из-за выдавливания суспензии, но модель учитывает только показатель пористости. Его выражение выглядит следующим образом [32]: 4.1.3. Модифицированная объемная модель для пенобетонаLi рассмотрела объемное содержание пены и предложила модифицированную модель, которая может быть применена к расчету теплопроводности FC путем объединения данных испытаний FC на основе модели теплопроводности Cheng-Vachon [23].Модель предполагает, что в бетонном растворе нет пор, а тепловая конвекция, излучение и контактное сопротивление не учитываются. Он в первую очередь корректирует объемное содержание дисперсной фазы и учитывает влияние сложных факторов, таких как путь теплопередачи и извилистость во время процесса теплопередачи. Эта модель может точно предсказать теплопроводность FC. Ниже приведены уравнения для модели поправки на объем теплопроводности FC [23]: Разница в теплопроводности между пеной и цементно-зольным раствором представляется с помощью простого уравнения: Модифицированный объемное содержание пены можно выразить следующим образом: Из уравнений (5) и (6) эффективное тепловое сопротивление FC представляется следующим образом: .Термоизоляция Экструдированный пенополистирол Жесткая пена ![]() Алюминиевая пена XPS-панель Характеристики: • Легкий, безопасный, снижает нагрузку на здание. • Простота установки, сокращение сроков строительства. • Защита окружающей среды, многослойная структура с антиоксидантными поверхностями. • Высокая теплоизоляция, может работать как при высоких, так и при низких температурах. • Огнестойкость, соответствие национальным стандартам, делает здание безопасным. • Звукоизоляция, создает более тихую среду. • Длительный срок службы до 20 лет, очень низкие затраты на отходы и техническое обслуживание. • Приятный внешний вид. • Улучшение качества воздуха Система воздуховодов Hongji, включая: • Панели воздуховодов Hongji • Принадлежности для монтажа воздуховодов (включая фланцевое соединение из ПВХ, клей, силиконовый пистолет и т. Д.) • Обучение и установка услуги по установке в воздуховодах • Руководство по установке • Выполнение проектов по установке в воздуховодах Лист технических данных:
Панель воздуховода Hongji соответствует следующим стандартам: • GB50243-2002 Стандарты качества строительных работ для HVAC. • GB50045-95 Критерий пожаробезопасности гражданских высотных зданий. • GB8624-2006 Строительные материалы и классификация характеристик горения • GB / T8811-2008 Методы испытаний на стабильность размеров жесткого пенопласта • GB50404-2007 Пенополиуретановая изоляция и водонепроницаемые технические характеристики Экологическая Защита: Hongji прошел испытание на улетучивание формальдегида, может применяться непосредственно в помещении. • Одобренный Национальным центром тестирования качества и Китайской ассоциацией строительных материалов воздуховод Hongji является стабильным, безопасным и экологически чистым продуктом. • Проинспектировано Шанхайской службой контроля качества, если является безвредным и безопасным продуктом. • В канале Хунцзи нет фреона, и он не причинит вреда аэросфере. Принадлежности для установки: Различные фланцы, байонет H, подвесной кронштейн с крючком, алюминиевый фасонный диск, угол наклона, G.I. Площадь пр. .прессованная термоизоляцией доска пены полистирола Xps, пена полиуретана высокой плотности покрываетТермоизоляционная плита из экструдированного пенополистирола XPS, листы из пенополиуретана высокой плотности Спецификация:
Характеристики: ♦ Легкий вес ♦ Высокая прочность на сжатие ♦ Отделка плиткой в соответствии с окружающим декором ♦ Можно разрезать на любой размер ♦ Водонепроницаемый, отлично подходит для душевых. ♦ Отлично подходит для тепло- и звукоизоляции ♦ Легко режется ножом и пилой Описание компании: Xiamen sinroad industry & trade Co., Ltd. была основана в 2000 году. В нашей компании есть отдел декоративных материалов и отдел каменных изделий со штаб-квартирой в Сямыне. наш отдел декоративных материалов специализируется на продукции для потолочных подвесных систем, систем перегородок и изоляционных материалов.Такие как стекловата, минеральная вата, потолочный Т-образный профиль, легкий стальной киль, гипсокартон, фиброцементная плита и т. Д. В нашем отделе камня мы профессионально производим столешницы и надгробные плиты. Благодаря высокому качеству и отличному дизайну наша продукция экспортируется в основном в Европу, Австралию, страны Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии, Южную Америку и Северную Африку, пользуясь хорошей репутацией. Контактная информация: Skype: sinroad4 .прессованная термоизоляцией доска пены полистирола Xps, пена полиуретана высокой плотности покрываетЖесткая изоляция под бетонной плитой Характеристики пенопласта Xps 1.Толщина: 4 мм ~ 100 мм 2. Водонепроницаемость и изоляция 3. Легко резать Описание жесткой изоляции под бетонной плитой 4 xps Жесткая изоляция под бетонной плитой из пенопласта xps из экструдированного полистирола, облицованного с обеих сторон стекловолоконной сеткой, залитой в тонкий цементно-полимерный раствор. Жесткая изоляция под бетонной плитой из пенопласта xps, широко используемого в системе подогрева полов в качестве несущих плит для структурной плитки. Потолочный огнестойкий белый пенопласт xps цена с завода также может использоваться для пола, стены и потолка, действуя как очень эффективный влаго- и тепловой барьер. Жесткая изоляция под бетонной плитой из пеноматериала xps Характеристики: Водонепроницаемость и стабильность размеров Малый вес, одна доска (1200 * 600 * 10 мм) составляет около 1.8 кг Легко режется (ножом или пилой) Отлично подходит для влажных помещений Отличная звукоизоляция (12 мм плита, 20 дБ) Экологичность (без CFC и HCFC) Легко укладывается плиткой Жесткая изоляция под бетонной плитой из пенопласта xps Плотность сердцевины кг / м³ Теплопроводность, 90 дней, 10 ° C Вт / мК 0.028 ~ 0,03 Прочность на сжатие при 10% прогибе или текучести (по вертикали) кПа ≥300 Водопоглощение об.% <= 1.00% Капиллярность ноль ноль Коэффициент линейного теплового расширения мм / мK 0.07 Пределы температуры ° C -50 ° C, + 75 ° C Производственная линия: загрузка: Заявка: |