Как делают пенопласт и как отличить качественный

Пенопласт на 98 % состоит из воздуха, а остальное — вспененный полистирол (EPS). Именно поэтому он такой легкий и так плохо проводит тепло. Разбираем, как из мелких гранул получают плиты, почему этот процесс не повторить дома, что означают марки EPS и как за пять минут проверить качество плиты при покупке.

Сырье: гранулы полистирола

Сырье — гранулы вспенивающегося полистирола размером до 2 мм; внутри каждой растворен пентан

Исходный материал — вспенивающийся полистирол в виде полупрозрачных гранул диаметром от 0,3 до 2 мм, похожих на бисер. В каждой грануле растворено несколько процентов пентана — легкого углеводорода, который при нагревании превращается в газ и раздувает гранулу изнутри. Украинские заводы в основном покупают их у крупных химических концернов Европы и Азии.

Вспенивание

В предвспенивателе гранулы обрабатывают паром: за несколько минут они увеличиваются в объеме в 20–50 раз

Гранулы подают в предвспениватель — цилиндр с мешалкой, куда пускают водяной пар с температурой около 100 °C. Полистирол размягчается, пентан закипает, и каждая гранула раздувается в шарик диаметром 2–8 мм с замкнутыми ячейками внутри. Именно на этом этапе задают будущую плотность: чем дольше вспенивают, тем крупнее и легче шарики. Вспененные шарики подсушивают теплым воздухом.

Вылеживание

Вспененные шарики вылеживаются в сетчатых бункерах от нескольких часов до суток

Свежевспененные шарики нельзя сразу формовать: внутри них вакуум, стенки мягкие. Их засыпают в сетчатые бункеры на 4–24 часа. За это время внутрь заходит воздух, давление выравнивается, а оболочка твердеет.

Формовка блоков

Блок-форма: в закрытую камеру с шариками подают пар под давлением, и они спекаются в сплошной блок

Вылежавшиеся шарики засыпают в блок-форму — металлическую камеру размером, например, 1000×2000×600 мм или 1200×3000×1000 мм. Форму закрывают и подают пар под давлением. Шарики снова размягчаются, прижимаются друг к другу и спекаются по всей поверхности контакта. Затем блок охлаждают вакуумом и вынимают. От давления пара и времени выдержки зависит главное — прочность сцепления гранул. Недопеченный блок ломается по границам шариков и крошится, хорошо спеченный — рвется по самим шарикам.

Готовые блоки снова вылеживаются, теперь от нескольких суток до нескольких недель в зависимости от плотности и времени года. Из них выходят остатки пентана и влаги, блок дает небольшую усадку. Если порезать блок сразу, плиты «поведет» уже на складе: края станут волнистыми, размеры — меньше заявленных.

Резка и отходы

Блок режут на плиты раскаленными нихромовыми струнами, поэтому края получаются ровными и без крошки

Вылежавшийся блок кладут на станок и режут натянутыми нихромовыми струнами, которые нагревают электрическим током: струна не режет, а плавит полистирол, поэтому срез гладкий. Стандартные толщины — от 20 до 200 мм с шагом 10 мм, форматы плит — 1000×500, 1000×1000, для фасадов 1200×600 мм. Обрезки измельчают и добавляют к свежевспененным шарикам, обычно не более 10 % от массы, поэтому производство почти безотходное.

Почему «пенопласт своими руками» не работает

В интернете встречаются советы вспенить гранулы в кастрюле и спечь их в духовке. Так пенопласт не сделать. Во-первых, для спекания нужен пар под давлением в закрытой форме, иначе шарики просто будут лежать кучкой или слипнутся только сверху. Во-вторых, без вылеживания и контроля плотности получится хрупкий, неровный и непредсказуемый материал, который нельзя ни клеить на фасад, ни класть под стяжку. В-третьих, это опасно: пентан, который выходит из гранул, горюч и в закрытом помещении образует взрывоопасную смесь с воздухом, а перегретый полистирол выделяет вредные пары.

Марки EPS и плотность

По действующему в Украине стандарту ДСТУ Б EN 13163 пенопласт маркируют по прочности на сжатие: EPS 50, 60, 70, 80, 100, 120, 150, 200. Число — это напряжение в килопаскалях, которое плита выдерживает при 10 % деформации. Старое обозначение ПСБ-С-15/25/35 указывало на верхнюю границу диапазона плотности, поэтому плита «25-й» марки на самом деле часто весила 15–17 кг/м³. Новая маркировка честнее, потому что проверяется нагрузкой, а не весом.

Куда какую марку ставят:

• EPS 50–60 — ненагруженные места: между лагами, под обшивку, в чердачное перекрытие без хождения.
• EPS 70–80 (плотность около 15–17 кг/м³) — мокрый фасад: плита должна держать клей, дюбели и штукатурку, но не несет нагрузки. Это самая распространенная марка в каталоге, например пенопласт ПСБ-25 (EPS 70).
• EPS 100–150 (18–28 кг/м³) — пол под стяжку, цоколь, отмостка, терраса.
• EPS 200 (30–35 кг/м³) — плоские кровли под нагрузкой, полы гаражей и складов.

Отдельно стоит графитовый (серый) пенопласт, как HIRSCH EPS 60 Графит: в сырье добавлены частицы графита, которые отражают тепловое излучение, поэтому теплопроводность ниже, около 0,031–0,032 Вт/(м·К) против 0,038–0,040 у белого. На солнце серые плиты нагреваются и могут деформироваться, поэтому фасад во время монтажа затеняют сеткой.

Фасадная плита EPS 70–80 держит клей и штукатурку; для пола и цоколя берут более плотные марки

Как проверить плиту при покупке

1. Взвесьте. Плита 1000×1000×50 мм имеет объем 0,05 м³: при плотности 15 кг/м³ она весит 750 г, при 25 кг/м³ — 1,25 кг. Удобнее взвесить всю пачку и разделить на количество плит. Если «25-я» марка весит 600 г — это EPS 50 по цене фасадного.
2. Рассмотрите зерно. Шарики должны быть одинакового размера, плотно прижаты друг к другу, без пустот между ними. Крупные неровные шарики с промежутками — признак плохого вспенивания или дешевого сырья.
3. Отломите кусок. Качественная плита ломается с ровным изломом сквозь шарики. Если излом проходит по границам гранул и они осыпаются — блок недопечен, такая плита будет крошиться под шпателем и дюбелями.
4. Нажмите пальцем. На фасадной плите остается небольшая вмятина, которая не рассыпается. Если палец проваливается, а шарики отскакивают — плотность слишком мала.
5. Проверьте геометрию. Приложите плиты друг к другу и к ровной поверхности: волнистые края, разная толщина по длине, расхождение размеров свыше 2–3 мм означают, что блок порезали без вылеживания. Такие плиты дадут щели и мостики холода.
6. Прочитайте маркировку. На упаковке должны быть производитель, марка EPS, теплопроводность, класс горючести (для строительного пенопласта — самозатухающий, с антипиреном) и ссылка на ДСТУ Б EN 13163. Плита без упаковки и маркировки — лотерея.

В разделе пенополистирол и пенопласт есть фасадные и половые марки, графитовые плиты, а также пенополистирольные гранулы для засыпки и легких бетонов. Какой утеплитель вообще выбрать для стен, крыши или пола — в статье о выборе утеплителя. Пришлите менеджеру площадь и назначение — подберем марку и толщину.

Можно ли сделать пенопласт дома и чем это рискованно — в статье «Как сделать пенопласт своими руками».

Вопросы и ответы

Можно ли сделать пенопласт в домашних условиях? Нет. Для спекания гранул нужен пар под давлением в закрытой форме и контроль плотности, а пентан, который выходит из сырья, горюч. Домашний «пенопласт» будет хрупким и опасным в изготовлении.

Какая плотность пенопласта нужна для фасада? Марка EPS 70–80, это около 15–17 кг/м³. Более легкие плиты плохо держат дюбели и штукатурку, а более плотные не дают выигрыша в тепле, только стоят дороже.

Чем графитовый пенопласт лучше белого? Теплопроводность ниже примерно на 15–20 %, поэтому при той же толщине он утепляет лучше. Но он дороже и на солнце нагревается, поэтому фасад во время монтажа затеняют.