Водопоглощение пенопласта: Такой страницы не существует • ООО «Стройтеплокомплект» (г. Набережные Челны)

Испытания водой: почему длительное водопоглощение важно для XPS?

Все знают, что водопоглощение — один из ключевых параметров, определяющих качество утеплителя. А если материал применяется в конструкциях, испытывающих контакт с влагой практически в режиме 24/7, то данный показатель № 1 в списке важных свойств. Насколько утеплитель способен противостоять влаге, покажут результаты испытания на длительное водопоглощение. Что это за испытания и в чем их главные преимущества — об этом и поговорим в данной статье.

История появления методик исследования уровня водопоглощения 

Строительная отрасль активно развивается. Появляются новые технологии, а вместе с ними и решения. Еще несколько десятков лет назад обычный пенополистирол был чуть ли не единственным видом полимерной изоляции на строительном рынке, а сегодня разнообразие вариантов очень широко, появился экструзионный пенополистирол, который пользуется спросом и в коттеджном, и в промышленно-гражданском строительстве. Вместе с технологиями развивается и нормативная база, учитывающая мировой опыт.

Так, в самом первом ГОСТе на пенопласт была зафиксирована методика определения водопоглощения материала. Она предполагала полное погружение образца в воду на 24 часа. Ключевой момент заключается именно в полном погружении. Ведь материал применяется не только при утеплении фасадов или кровель, но и в конструкциях, испытывающих более серьезную нагрузку от влаги: фундаментах, полах по грунту, отмостках. Важно было определить, насколько утеплитель способен сохранять свои свойства, контактируя с водой по всей площади. 

При этом следует понимать, что утеплитель в конструкции фундамента или отмостке находится во влажной среде гораздо дольше 24 часов.

В регионах с обильными проливными дождями, высоким уровнем грунтовых вод нагрузка еще больше усиливается. Становится очевидно, что эти факторы необходимо учитывать, оценивая водопоглощение материала, который планируется эксплуатировать в сложных условиях.

В западной практике для таких случаев применяют методику полного погружения утеплителя на 28 суток. В российском нормативном поле методика появилась чуть позже. Она подробно описана в ГОСТ EN 12087 (метод 2А), который регламентирует свойства экструзионного пенополистирола. Согласно требованиям, прописанным в данном документе, по итогам испытания образец должен соответствовать следующим параметрам:

Уровень	Требование, %
WL(T) 3	3,0
WL(T) 1,5	1,5
WL(T) 0,7	0,7

На деле это означает, что спустя 28 дней тотального погружения в воду экструзионный пенополистирол имеет водопоглощение не менее 3%, 1,5 или 0,7%. Фактически это означает, что после испытания вода остается только на поверхности или боковых гранях образцов.

Вода не проникает в закрытопористую структуру XPS. Дело в том, что ячейки экструзионного пенополистирола очень маленького размера (0,05–0,08 мм), они расположены вплотную друг к другу, между ними полностью отсутствуют пустоты. Именно по этой причине материал не впитывает влагу и не набухает. А вот популярные марки гранулированного пенополистирола обладают крупнопористой структурой, пустоты между ячейками легко принимают влагу, то есть материал при контакте с водой намокает.

Это довольно просто проверить в домашних условиях. Можно взять шприц с подкрашенной жидкостью и попробовать сделать укол в плиту XPS и образец полистирола, произведенного иным способом. XPS воду не пропустит, капля образуется на поверхности. А в плиту одной из бюджетных марок гранулированного полистирола жидкость легко проникнет.

Почему водопоглощение — это важно?

В отличие от утеплителя, вода является проводником и прекрасно пропускает тепло. По этой причине намокший утеплитель уже не выполняет свою основную функцию, возрастает риск промерзания конструкций. Есть и еще один нюанс: вода при замерзании расширяется в объемах. Если она попадет в утеплитель и превратится в лед при замерзании, то материал непременно начнет разрушаться, деформироваться и терять прочностные характеристики. В фундаментах это чревато серьезными последствиями для бетонного основания и всего здания в целом: от появления трещин до полного разрушения.

Длительное водопоглощение на сегодняшний день хоть и не является обязательным требованием, закрепленным в ГОСТе, но служит ключевым показателем качества, особенно в заглубленных конструкциях.

XPS и гранулированный полистирол — есть ли разница в теплопроводности?

А что если вместо экструзионного пенополистирола использовать обычный полистирол? О последствиях, которые могут произойти, если замена будет в фундаменте, полах по грунту и других конструкциях, соприкасающихся с грунтом, уже сказано выше.

Иногда можно встретить мнение, что оба материала почти одинаково удерживают тепло. Это утверждение легко проверить простым экспериментом.Взять морозильную камеру без дверей и герметично закрыть ее сверху плитой обычного полистирола, а снизу плитой XPS. Внутри морозильной камеры температура −18°C, в помещении +23°C. Через час проверяем при помощи тепловизора температуру на поверхности XPS — она колеблется в промежутке +21–+22 °C. А вот гранулированный полистирол лучше пропускает тепло, на его поверхности тепловизор фиксирует температуру +19–+20 °C.

Но ведь в реальных условиях утеплителю часто приходится иметь дело с водой. Значит, важно понимать, как намокший материал умеет удерживать тепло. Проверить это тоже легко, для этого потребуется все та же морозильная камера, только предварительно образцы пенопласта и XPS нужно оставить в ванне с водой при полном погружении на несколько часов.

Эксперимент показывает, что температура XPS, закрывающего морозильную камеру, после погружения остается приблизительной такой же, как и в случае с сухим образцом: +19–+20 °C. Материал не напитался влагой, а потому и сохранил все свои первоначальные свойства. А вот гранулированный полистирол намок, стал лучше проводить тепло, температура на его поверхности опустилась до +13–+15 °C.

Экструзионный пенополистирол за счет своей структуры сохраняет низкое водопоглощение в самых суровых условиях, при длительном контакте с водой. И это свойство особенно важно при устройстве фундаментов, полов, отмостки. От качества и надежности этих конструкций зависит не только энергоэффективность всего здания, но и его конструктивная надежность. Заменить утеплитель в фундаменте в процессе эксплуатации невозможно, поэтому правильнее всего изначально выбирать материал, обладающий отличными показателями при длительном водопоглощении, о чем производитель непременно сделает отметку на упаковке.

Понравилась статья?

Подписывайтесь на наш канал в Telegram, и группу vk.com. Будьте в курсе наших новых материалов, строительных новостей и лайфхаков.

Теги: xps, carbon eco, утепление фундамента, утепление отмостки

Свойства пенопласта – Incompen

Теплофизические свойства твердого пенопласта

Теплостойкость. Критерием теплостойкости пенопластов является их формостабильность, характеризующая поведение этих материалов при повышенных температурах. На теплостойкость полистирольных пенопластов влияет природа газообразователей. Пенопласт ПС-1, изготовляемый с помощью органических газообразователей, оказывающих пластифицирующее воздействие на полимер, имеет рабочую температуру до 65 С, а пенопласт ПС-4, изготовляемый на минеральных газообразователях, -70 С. Поливинилхлоридные пенопласты имеют рабочую температуру до 60 С.

Теплопроводность.

Теплоизоляционные свойства пенопластов характеризуются, главным образом, коэффициентом теплопроводности. Пенопласты на основе полистирола и поливинилхлорида имеют наименьшее значение коэффициента теплопроводности. Уплотненная корка, имеющаяся на поверхности плиты пенопласта, увеличивает стабильность данного коэффициента.

Наличие в структуре мелких ячеек благоприятно влияет на теплоизоляционные свойства пенопластов, в то время как наличие крупных ячеек, особенно сквозных, обусловливает возможность возникновения в ячеистой структуре конвективных газовых потоков, снижающих теплоизоляционные свойства.

Более полную информацию об использовании твердого пенопласта в качестве термоизоляции вы можете из статьи “Прессовый пенопласт – универсальный утеплитель” и таблицы “Сравнение свойств прессового пенопласта и других материалов“.  

Устойчивость к атмосферным воздействиям

Пенопласты являются стойкими материалами к атмосферным воздействиям.

Пенопласты ПС и ПХВ обладают очень высокой погодоустойчивостью и способны длительное время эксплуатироваться на открытом воздухе. В работах отечественных и зарубежных исследователей отмечается тенденция повышения прочностных характеристик пенопластов при длительном пребывании в естественных условиях.

Пенопласты хорошо противостоят процессам замораживания-оттаивания, обладают малым водопоглощением, высокой биостойкостью т.к. они водостойки и в их составе отсутствует питательная среда для грибков.

Водостойкость

Пенопласты ПС-1, ПС-4, ПХВ при действии влаги увлажняются незначительно. При продолжительном увлажнении интенсивность влаго и водопоглощения пенопластов зависит от характера их структуры. Для пенопластов с закрытой ячеистой структурой оно происходит в первые 5-10 суток, а затем меняется незначительно. При продолжительном (в течение нескольких лет) пребывании в воде пенопласты с закрытой ячеистой структурой хорошо сохраняют первоначальную плавучесть. Атмосферные воздействия существенно не влияют на их влаго и водопоглощение. пенопласты ПС и ПХВ обладают несомненными преимуществами по сравнению с другими типами пенопластов, т.к. их деформация от увлажнения весьма незначительна.

Биостойкость

При использовании пенопластов в конструкциях возможны случаи увлажнения, в связи с чем создаются благоприятные условия для развития различной микрофлоры. Пенопласты ПС-1, ПС-4, ПХВ обладают высокой устойчивостью к действию различных видов плесени, не поражаются грызунами и устойчивы к действию микроорганизмов.

Плавучесть

Обладая низким объемным весом (0,04-0,25 г/см3) и системой замкнутых пор, пенопласты ПС и ПХВ отличаются высокой плавучестью и водонепроницаемостью. При продолжительном (в течении нескольких лет) пребывании в воде пенопласты с закрытой ячеистой структурой, полученные прессовым методом, хорошо сохраняют первоначальную плавучесть. По плавучести и грузоподъемности в воде пенопласты ПС и ПХВ имеют существенные преимущества перед пробкой и, следовательно, могут с успехом ее заменять в рыбной промышленности и производстве спасательных средств.

Химическая стойкость

Пенопласты ПС и ПХВ обладают высокой химической стойкостью, определяемой инертностью полимерной основы. Наличие на поверхности плит уплотненной пленки (корки) снижает поглощение агрессивных сред, повышая тем самым устойчивость пенопластов. Полистирольные пенопласты устойчивы к воздействию слабых и сильных минеральных кислот (кроме концентрированных азотной и соляной), а также к слабым и сильным щелочам. Они сильно набухают в бензине и имеют значительный привес в маслах. Сложные эфиры, кетоны, ароматические и хлорированные углеводороды оказывают на них разрушающее воздействие.

Поливинилхлоридные пенопласты противостоят воздействию кислот и щелочей. По сравнению с полистирольными, ПВХ пенопласты более стойки к органическим растворителям. Выдерживание образцов пенопласта ПХВ-1 в бензине и керосине лишь незначительно изменяет их размеры и весовые показатели. Высокую стойкость имеет этот пенопласт и в маслах.

При проектировании изделий, в которых пенопласты соединяются с другими материалами, необходимо учитывать возможность коррозирующего действия на другие материалы (главным образом на металлы).

Полистирольные пенопласты ПС-1 имеют нейтральную реакцию, не содержат щелочных агентов и мало содержат отрицательных ионов. Они не коррозируют другие материалы. Пенопласт ПС-4 имеет слабощелочную реакцию и коррозирует оцинкованные стали.

Пенопласты ПХВ имеют щелочную реакцию и могут коррозировать алюминиевые сплавы и стали.

 

Электроизоляционные свойства

Электроизоляционные свойства пенопластов характеризуются комплексной диэлектрической пронизаемостью, тангенсом угла диэлектрических потерь и пробивной электрической прочностью. Диэлектрические показатели пенопластов зависят от природы используемых газообразователей. Использование минеральных газообразователей, как правило, ухудшают электроизоляционные свойства пенопластов. Высокие значения тангенса угла диэлектрических потерь свойственны пенопласту ПС-1.

Акустические свойства

Акустические свойства пенопластов характеризуются коэффициентом звукопоглощения, который зависит от частоты звука, толщины образца и характера ячеистой структуры.

Пенопласты слабо поглощают звук низких частот и имеют сравнительно высокий коэффициент в области частот 1000гц и более. На акустические свойства пенопластов в областях низких частот заметно влияет толщина образца.

Водопоглощающие свойства геополимерной пены после пропитки гидрофобизаторами

. 2019 11 декабря; 12 (24): 4162.

дои: 10.3390/ma12244162.

Хип Ле Чи ¹ , Павлина Хайкова ^{1 2} , Су Ле Ван ¹ , Петр Луда ¹ , Лукаш Волески ¹

Принадлежности

• ¹ Кафедра материаловедения, Машиностроительный факультет, Либерецкий технический университет, Студенстка 2, 461 17 Либерец, Чешская Республика.
• ² Центр исследований и образования Unipetrol, Revoluční 84, 400 01 Усти-над-Лабем, Чехия.

• PMID: 31835816
• PMCID: PMC6947174
• DOI: 10.3390/ma12244162

Бесплатная статья ЧВК

Хип Ле Ши и др. Материалы (Базель). 2019 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2019 11 декабря; 12 (24): 4162.

дои: 10. 3390/ma12244162.

Авторы

Хип Ле Чи ¹ , Павлина Хайкова ^{1 2} , Су Ле Ван ¹ , Петр Лоуда ¹ , Лукаш Волески ¹

Принадлежности

• ¹ Кафедра материаловедения, Машиностроительный факультет, Либерецкий технический университет, Студенстка 2, 461 17 Либерец, Чешская Республика.
• ² Центр исследований и образования Unipetrol, Revoluční 84, 400 01 Усти-над-Лабем, Чехия.

• PMID: 31835816
• PMCID: PMC6947174
• DOI: 10. 3390/ma12244162

Абстрактный

Геополимерная пена классифицируется как легкий материал с высокой пористой матрицей, который отлично подходит для применений, требующих огнестойких, тепловых и акустических свойств. Однако высокая чувствительность к влажной среде может быть основным барьером для геополимерной пены, ограничивающим разнообразие применений этого материала. Исходя из этого недостатка, в качестве пропитки для обработки поверхности образцов геополимерной пены использовали гидрофобизатор двух типов (Лукосил М130 и Лукофоб ELX). В данной статье представлены результаты водопоглощающих свойств необработанных и обработанных геополимерных пенокомпозитов. Полученными свойствами были прочность на изгиб, прочность на сжатие, плотность, общее водопоглощение, скорость водопоглощения и коэффициент водопоглощения. Результаты показали, что образцы после пропитки гидрофобизаторами значительно улучшили свои водонепроницаемые свойства, особенно при использовании Lukosil M130. Кроме того, образцы, обработанные Лукосилом М130, положительно повлияли на их механическую прочность.

Ключевые слова: Лукофоб ЭЛКС; Лукосил М130; прочность на сжатие; предел прочности при изгибе; пенопласт геополимерный; впитывание воды; коэффициент водопоглощения; водопоглощение.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Фотографии образцов без…

Рисунок 1

Фотографии образцов без и с пропиткой растворами силикона.

Рисунок 1

Фотографии образцов без и с пропиткой растворами силикона.

Рисунок 2

Значение насыпной плотности…

Рисунок 2

Величина объемной плотности пеногеополимерных композитов.

фигура 2

Величина объемной плотности пеногеополимерных композитов.

Рисунок 3

Механические свойства геополимера…

Рисунок 3

Механические свойства пеногеополимерных композитов: ( a ) прочность на изгиб; (…

Рисунок 3

Механические свойства пеногеополимерных композитов: ( a ) прочность на изгиб; ( b ) прочность на сжатие.

Рисунок 4

Общее водопоглощение…

Рисунок 4

Общее водопоглощение пеногеополимерных композитов.

Рисунок 4

Общее водопоглощение пеногеополимерных композитов.

Рисунок 5

Скорость потери воды…

Рисунок 5

Скорость потери воды в процессе сушки геополимерной пены в печи…

Рисунок 5

Скорость потери воды в процессе сушки в печи геополимерного вспененного композита.

Рисунок 6

Капиллярный водоприемник для геополимера…

Рисунок 6

Капиллярный водозабор для пеногеополимерного композита с разным сроком службы.

Рисунок 6

Капиллярное водопоглощение для пеногеополимерного композита с разным сроком службы.

Рисунок 7

Коэффициент водопоглощения…

Рисунок 7

Степень водопоглощения образцов пенополиэтилена в первый период…

Рисунок 7

Скорость водопоглощения образцов геополимерной пены в первый период от 0,5 мин до 10 мин: ( a ) необработанные образцы; ( b ) образец LS (красная линия) и образец LF (зеленая линия).

Рисунок 8

Скорость водопоглощения при…

Рисунок 8

Скорость водопоглощения в промежуточный период от 30 мин до 2 ч…

Рисунок 8

Скорость поглощения воды в промежуточный период от 30 мин до 2 ч пробы LF.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Исследование температурозависимых свойств и огнестойкости геополимерных пен на основе метакаолина.

  Ле В.С., Лоуда П., Тран Х.Н., Нгуен П.Д., Бакалова Т., Эва Бучковска К., Дуфкова И. Ле В.С. и др. Полимеры (Базель). 2020 15 декабря; 12 (12): 2994. doi: 10.3390/polym12122994. Полимеры (Базель). 2020. PMID: 33334042 Бесплатная статья ЧВК.

• Текст научной работы на тему «Термомеханические свойства экологически чистых пеногеополимерных композитов на основе шлака в различных условиях отверждения»

  Эрсой Х., Чавуш М. Эрсой Х. и др. Environ Sci Pollut Res Int. 2023 апр; 30 (20): 58813-58826. doi: 10.1007/s11356-023-26663-5. Epub 2023 30 марта. Environ Sci Pollut Res Int. 2023. PMID: 36997779

• Термическая и структурная характеристика покрытых геополимером пенополиуретановых капсул из материала с фазовым переходом/геополимерных бетонных композитов.

  Хасан А., Рашид Ю., Мурад А.И., Исмаил Н., Лагари М.С. Хассан А. и др. Материалы (Базель). 2019 7 марта; 12 (5): 796. дои: 10.3390/ma12050796. Материалы (Базель). 2019. PMID: 30866570 Бесплатная статья ЧВК.

• Обзор взаимосвязи между наномодификациями геополимерного бетона и их структурными характеристиками.

  Шилар Ф.А., Ганачари С.В., Патил В.Б., Хан Т.М.И., Алмакайел Н.М., Альгамди С. Шилар Ф. А. и соавт. Полимеры (Базель). 2022 30 марта; 14 (7): 1421. дои: 10.3390/полым14071421. Полимеры (Базель). 2022. PMID: 35406294 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Геополимерные пены, стабилизированные натуральными волокнами – обзор.

  Вальбрюк К., Мэтинг Ф., Витцлебен С., Стефан Д. Вальбрюк К. и др. Материалы (Базель). 2020 17 июля; 13 (14): 3198. дои: 10.3390/ma13143198. Материалы (Базель). 2020. PMID: 32709130 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Рекомендации

1. 1. Давидовиц Дж. Геополимеры: Керамикоподобные неорганические полимеры. Дж. Керам. науч. Технол. 2017;8:335–350.
2. 1. Да Силва Роша Т. , Диас Д.П., Франса Ф.К.С., де Саллес Герра Р.Р., де Оливейра Л.Р.Д.К. Геополимерные растворы на основе метакаолина с различными щелочными активаторами. Констр. Строить. Матер. 2018; 178: 453–461. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.172. – DOI
3. 1. Хемалата Т., Мапа М., Джордж Н., Сасмал С. Физико-химическая и механическая характеристика большого количества летучей золы, включенная и разработанная цементная система для разработки более экологичного цемента. Дж. Чистый. Произв. 2016; 125: 268–281. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.03.118. – DOI
4. 1. Ю С. , Чен Л., Комарнени С., Хуэй С. Геополимер на основе летучей золы: чистое производство, свойства и применение. Дж. Чистый. Произв. 2016; 125: 253–267.
5. 1. Барбоза В.Ф.Ф., Маккензи К.Дж.Д., Тауматурго С. Синтез и характеристика материалов на основе неорганических полимеров оксида алюминия и кремнезема: полимеры полисиалата натрия. Междунар. Дж. Неорг. Матер. 2000;2:309–317. doi: 10.1016/S1466-6049(00)00041-6. – DOI

Грантовая поддержка

• CZ.01.1.02/0.0/0.0/16_084/0010282/Минпромторга в рамках адресной поддержки «Приложения III

Является ли полиуретан водонепроницаемым?

Короткий ответ: да, в определенной степени. Есть несколько факторов, которые делают некоторые полиуретаны более абсорбирующими, чем другие. В зависимости от физических свойств и материала термореактивные полиуретаны могут иметь практически нулевое водопоглощение по сравнению с другими известными материалами. В этом посте мы подробнее объясним, что такое водопоглощение и как оно может играть роль в дизайне вашего продукта.

Водопоглощение обычно определяется количеством воды, проникшей в материал. Чем более пористый материал, тем быстрее деталь будет удерживать воду. Например, пена с открытыми порами имеет крошечные воздухопроницаемые воздушные карманы, которые позволяют воде проникать в материал, тогда как ячеистая структура пенопласта с закрытыми порами не позволяет воде легко проходить через него. Если вы хотите узнать больше об адаптивности пенополиуретанов, нажмите здесь.

Значения водопоглощения часто измеряются процентом увеличения веса. Этот метод обычно состоит из недельного процесса сравнения влажного веса с сухим весом. Как правило, результаты будут варьироваться в зависимости от типа полимера, добавок, температуры и продолжительности воздействия. Однако стабильные результаты часто достигаются при использовании теста ASTM-Standard D570.

Водопоглощение по сравнению с другими материалами

Как обсуждалось ранее, полиуретаны бывают разных форм, включая твердые частицы и пену, которые демонстрируют разные уровни водопоглощения. Однако в целом, в отличие от металлов, пластиков, резины и других природных материалов, термореактивные полиуретаны можно настроить так, чтобы они отталкивали большую часть воды без эффектов набухания, окисления или коррозии. Применения, которые обычно погружаются в воду или испытывают высокую влажность, часто требуют низкого водопоглощения для сохранения механических и физических свойств деталей.

Проектирование с водопоглощением

Хотя некоторые термопласты, металлы, резина и другие натуральные материалы могут со временем поглощать воду, во многих случаях это может быть очень невыгодно. Разработчики продуктов сейчас ищут альтернативные материалы, чтобы избежать изменения жесткости, твердости и размеров при воздействии воды. Благодаря использованию специально разработанных термореактивных полиуретанов скорость водопоглощения может быть определена в соответствии с потребностями вашего применения. Например, Дюретан 9.0007 ® G стал стандартным материалом для многих важных морских применений благодаря чрезвычайно низкой скорости поглощения и уникальным свойствам. Durethan ^® G обеспечивает более длительный срок службы компонентов и снижает потребность в техническом обслуживании даже в высококоррозионных средах. Чтобы узнать больше об этом высокопрочном материале, щелкните здесь и загрузите наши листы технических данных Durethane ^® .

Заключение

Благодаря специальным рецептурам термореактивные полиуретаны могут практически не поглощать воду по сравнению с другими известными материалами. В отличие от термопластов, металлов и каучуков, термореактивные полиуретаны предлагают разработчикам продуктов возможность создавать то, что они представляют, без компромиссов.