Газонаполненные пенополиуретаны сегодня получают широкое распространение в сфере теплоизоляционных материалов. И это неудивительное явление, поскольку в силу простоты и высокой технологичности, материал давно признан полимером №1 в мире. Данные маркетинговых исследований гласят, что ППУ, по сравнению с ПВХ, минеральной ватой и пенополистиролом, более универсален и практичен.
Пенополиуретан – факты и исторические моменты
Если говорить о США, там применение ППУ в качестве утеплителя кровли началось еще в 70-х годах прошлого века. На этот счет имеются факты: в 1975 году потребление жестких ППУ в этой стране составило около 163 тыс. тонн: 55% приходится на строительство, 20% - производство холодильных камер, приборов, остальная часть была использована в ракетной, космической технике. Существует несколько показателей, по которым определяется степень развитости государства. Этот параметр касается и потребления пенополиуретана: Северная Америка – 5 кг (на одного человека), Япония – 4 кг, Азия – 0,6 кг, Европа, Средний Восток и Африка вместе взятые – 1,8 кг. Что касается самой Европы, цифры варьируются в пределах 4 кг, если взять Россию, показатель не достигает и одного килограмма. Почему так происходит? Все ясно и понятно, на территории нашей страны господствует минеральная вата, поскольку не все жители верят, что она просто панацея – материал с превосходными теплоизоляционными характеристиками. Есть еще один интересный факт: в 2000 году в Западной Европе было выпущено около 85 млн. кв. м панелей (95% с утеплителем ППУ), причем производство работало постоянно, не останавливаясь в летний период. В России обстановка была аналогичная, но только бум пришелся на панели с минватой. В нынешнее время ситуация в сфере строительства меняется, например, в 2009 году в Европе процент применения ППУ составлял 7-8%, а в нашей стране – 1%, более того, доля данных материалов в составе панелей – 95% (Европа) и 5% (Россия).
ППУ– широкий спектр применения
Несомненно, напыление пенополиуретана – перспективный, высокотехнологичный способ создания тепло-, гидроизоляционных покрытий. Благодаря отличным характеристикам, ППУ используется в разнообразных целях:
- Транспортная холодильная техника – сюда относится тепло-хладоизоляция авторефрижераторов, железнодорожных вагонов типа «термос»;
- Тепло-хладоизоляция торговых, бытовых холодильников, морозильников, складов, в которых хранятся пищевые и сельхозпродукты;
- Промышленное, гражданское строительство (ППУ широко используется для наружной гидро- и теплоизоляции);
- Тепловые сети населенных пунктов – теплоизоляция ППУ трубопроводов горячего водоснабжения и при новой прокладке, и при капитальном ремонте: заливка, напыление;
- Трубопроводный транспорт – речь идет о теплоизоляции нефтепроводов, изоляции низкотемпературных трубопроводов на химических объектах (заливка под преждевременно смонтированный кожух);
- Строительство быстровозводимых объектов (гражданских и промышленных) – жесткий пенополиуретан применяется в сэндвич-конструкциях;
- Капитальный ремонт/строительство частных домов, коттеджей, жилых зданий – ППУ утепление наружных стен, изоляция оконных проемов.
Использование пенополиуретана становится все более популярным, к примеру, архитекторы могут проектировать, а также осуществлять теплоизоляцию элементов зданий, имеющих сложные формы: колонны, арки, выступы. ППУ превосходно подходит для ремонта поврежденных кровель старых зданий, причем кровля может иметь любой угол наклона. Опыт показывает, что напыление ППУ на кровлю характеризуется существенными преимуществами: экономия времени - 80%, экономия денежных средств – 50%. Если данная технология применяется на кровле, сначала производится утепление теплоизоляционным слоем (40-50 мм), затем дополнительно поверхность покрывается гидроизоляционным слоем ППУ с повышенной плотностью. Необходимо отметить, что подобный защитный слой нужен только в том случае, если известно, что кровля будет испытывать какие-либо нестандартные механические воздействия, например, чистка снега в зимний период, неоднократные перемещения людей.
ППУ обладает отличными технологическими свойствами, поэтому сегодня крайне актуально напыление пенополиуретаном Пермь - данный запрос встречается все чаще, потому что люди понимают преимущества материала. Кроме вышеупомянутых объектов применения, нужно еще назвать утепление чердаков, внутренних сторон крыши (ППУ хорошо ложится и на вертикальные поверхности). К тому же материал применяется на стенах, фасадах, а также это идеальный метод изоляции пола.
Утеплитель ППУ – физические, химические характеристики
Следует отметить, что долговечность пенополиуретана – 25-30 лет и это не предел. Сегодня в Швеции, Японии, Германии происходит демонтаж стен, фундаментов, крыш, с труб срезаются образцы ППУ, который был залит в 70-х годах минувшего столетия. Так вот, специалисты утверждают, что свойства материала не изменились, а это прекрасный аргумент в пользу ППУ. Почему, собственно, так происходит? Суть в том, что химических причин для разрушения материалов нет, конечно, если весь процесс проведен согласно технологии. Ячейки ППУ (больше 90%) замкнутые, они представляют собой своеобразные пластиковые капсюли, которые заполнены углекислым газом, кроме того, материалы строительного назначения паро-, газонепроницаемы.
Если говорить об условной экономии энергии, то ППУ может достигнуть требуемого срока эксплуатации (50 лет), а вот срок жизни минеральной ваты – максимально 10 лет. Это означает, что по данному параметру ППУ изоляция однозначно выигрывает. Что касается ППУ, цена данного материала и минваты практически идентичная, но вес конструкции, стоимость монтажных работ значительно отличается: минеральная вата весит больше, работы по монтажу обойдутся дороже.
Излишние комментарии не нужны, потому что в Пермском крае потенциал использования пенополиуретана безграничный. Каждый здравомыслящий человек согласится, что утеплители намного выгоднее изготавливать на месте строительства, ведь любые теплоизоляционные материалы на 80-90% состоят из воздуха. Также речь идет и об удобстве, поскольку намного практичнее иметь производство в своем регионе, чем гнать вагон либо фуру из дальних краев.
Пенополиуретан – разновидность пластмасс с ячеистой структурой; теплоизоляционный, гидроизоляционный материал, обладающий малым весом и отменной прочностью. Благодаря своеобразной структуре, ППУ имеет самый низкий коэффициент теплопроводности; 3% объема пенополиуретана – твердый материал, представляющий собой каркас из ребер, стенок, 97% - закрытые поры, они заполнены изоляционными газами и воздухом.
Рассматриваемый материал является двухкомпонентной смесью, которая состоит из полиольного компонента «А», имеющего в своем составе катализаторы, стабилизаторы, полиолы, антипирены, а также из изоционатного компонента «Б». Данные компоненты подвергаются синтезу, кстати, оба вещества – производные нефти, и в результате получается пенополиуретан. Если изменить рецептуру и режимы переработки, можно получить широкий ассортимент конечного продукта, начиная с мягких и эластичных материалов, заканчивая жесткими, прочными. Естественно, плотность их разная, равно как и физико-механические показатели.
Удивительно, но от влажности окружающей среды теплопроводность ППУ не зависит. Для расчета сравнительной теплозащитной эффективности разнообразных стройматериалов необходимо поделить их на λ. К примеру, для пенополистирола и пенополиуретана цифры составляют 0,04/0,028 = 1,43, это значит, что 10 см ленты соответствует 14,3 см сухого полистирола. Если сравнить кирпич и ППУ, получается такой расчет: 0,80/0,028 = 28,57 – 10 см пенополиуретана эквивалентны 285,7 см кирпича.
Что касается волокнистых теплоизоляционных материалов, подобный расчет здесь некорректен, потому что в строительных реалиях нашей страны они обязательно наберут воду. Тогда теплопроводность увеличивается в разы, материалы расширяются в объеме приблизительно в двадцать раз: из тонны полиуретановой композиции получается 20 кубометров пенополиуретана. Экономическая целесообразность, технологичность, удобство – на лицо. В качестве доказательства этого неопровержимого факта можно привести простой пример: готовый утеплитель необходимо везти КАМАЗами, а для напыления полиуретана вполне достаточно одной Газели, в нее поместится и установка, и компрессор, и сырье. Более того, здесь есть еще пару важных моментов: готовый утеплитель необходимо где-то хранить, а при непосредственном монтаже на конструкции потребуются дополнительные трудоемкие операции, например, крепеж плит. Если используется напыление ППУ, все это становится ненужным.
Напыление пенополиуретаном Пермь – существенные преимущества
И, правда, ППУ характеризуется многими достоинствами по сравнению с традиционными изоляциями:
- Утеплитель ППУ не имеет конкурентов, поскольку материал имеет низкий коэффициент теплопроводности - 0,019 - 0,029Вт/М*К. ППУ Пермь для массового применения стабильно держат λ = 0,028 Вт/м, более того, наблюдается тенденция к снижению показателя в ближайшие пару лет (λ = 0,02 Вт/м). Что касается похожих по качеству и теплопроводности материалов, сюда можно отнести экструдированный пенополистирол - λ = 0,03 Вт/м, вот только снижение данного показателя не предвидится;
- В одном покрытии возможно сочетание нескольких функций, то есть гидроизоляционных, звукопоглощающих, теплоизоляционных;
- Утепление пенополиуретаном исключает проникновение воздуха сквозь изоляцию - хорошее свойство, потому что сокращаются расходы на отопление, на оборудование для нагрева;
- Низкие трудозатраты, высокая производительность работ – около 300 м2 за смену;
- ППУ – материал биологически нейтральный, устойчивый к микроорганизмам, гниению;
- От -20С до +50С – диапазон рабочих температур и окружающей среды в процессе монтажа;
- Благодаря пенополиуретану, существенно повышается прочность конструкции, поверхность становится монолитной. Чего нельзя сказать о традиционных изоляциях, которые снижают прочность: наличие креплений, собственный вес;
- Пенополиуретан работает как непосредственный элемент конструкции, минимизация нагрузок: легкий вес;
- Безупречная адгезия – это касается любых поверхностей;
- С помощью пенополиуретана устраняются проблемы с точкой росы, исключается образование конденсата;
- Напыление ППУ можно осуществить на поверхностях с разными геометрическими формами;
- Бесшовная ППУ изоляция обеспечивает целостность конструкции;
- Высокие показатели акустической изоляции – ППУ имеет отменные звукопоглощающие свойства. Материал останавливает проникновение воздуха, защищает жилище от звуков с улицы;
- 100% ремонтопригодность покрытия;
- Отсутствие дополнительных затрат: клея, крепежей, пленки;
- Превосходная антикоррозионная защита конструкций из металла;
- Это самая обоснованная в экономическом плане технология для реконструкции старых зданий, домов, промышленных объектов;
- Высокие деформационные, прочностные показатели - от 2 т/м2;
- Нет мостиков холода;
- Пенополиуретан не поддерживает горение, являясь самозатухающим материалом;
- Химическая, биологическая стойкость на должном уровне – эти параметры обеспечивают долговечность в абсолютно любых условиях, к примеру, срок службы в земле больше 50 лет;
- Минимизация транспортных, складских расходов;
- Низкое водопоглощение с поверхностной пленкой: если влажность 98%, то за 24 часа показатели будут такими - 0,04 % или 2 г/м2;
- Рабочие температуры - от -250С до +180С;
- Паропроницаемость аналогична железобетону;
- Отсутствие спроса на вторичном рынке;
- Пенополиуретан – экологически чистый, безопасный вспененный материал, в полной мере отвечающий гигиеническим нормам: даже в холодильной технике для продовольственных продуктов разрешено его применение.
Утепление пенополиуретаном – технология выполнения работ
ППУ – это двухкомпонентные системы, которые имеют короткое время реакции и перерабатываются только на специальных машинах посредством напыления либо заливки. Напыляется ППУ почти на любую поверхность, это может быть дерево, стекло, бетон, кирпич, металл, краска, причем независимо от конфигурации поверхности. В плане локального вспенивания прекрасно себя зарекомендовали мобильные двухкомпонентные машины (высокого давления), они характеризуются постоянным обогревом шлангов, а также предварительным разогревом компонентов. Система обогрева в обязательном порядке должна обеспечивать температуру 40-50 градусов, а вот компоненты перерабатываются в соотношении А : Б = 1 : 1 (вес) или А : Б = 1 : 1 (объем).
Процесс напыления пенополиуретана выглядит так, будто происходит окрашивание поверхности пульверизатором. Данная технология имеет несколько важных моментов, о которых нужно знать:
- Материалы, оказывающие негативное воздействие на покрытие ППУ, либо, ухудшающие прилипание к основе, нужно удалить специальными средствами;
- С помощью послойного напыления пенополиуретана возможно изготовление монолитного теплоизоляционного слоя любой толщины;
- Ненесущие основы, то есть осыпающийся бетон, оцинкованные стальные листы покрываются слоем адгезионного средства;
- Напыление пенополиуретана должно проводиться на чистой, сухой поверхности, температура +10-+15°С. Если температура будет низкая, а основание влажное, адгезия будет неудовлетворительной. Также влажность приведет к нежелательным последствиям: образование пузырей, отслоение, открытопористость;
- Если есть необходимость, следует провести профессиональное напыление или на объекте, или на эквивалентных образцах, чтобы определить степень прилипания;
- 10-15 мм – толщина слоя, который наносится за один проход (пены высокой плотности);
- Объекты изолированные полиуретановой системой, находящиеся под открытым небом и подвергающиеся воздействию непогоды, должны быть снабжены защитной краской против УФ-излучения.
Мы советуем регулярно инспектировать объекты, к примеру, перед наступлением осенне-зимнего периода, чтобы проверить, нет ли механических повреждений изоляционного слоя, слоя УФ-защитной краски. Если повреждения имеются, их следует незамедлительно устранить. К тому же необходимо перепроверить, не нужно ли обновить или полностью заменить защитную краску.
Основные требования к напыляемой поверхности следующие:
Поверхность – чистая, сухая, не замасленная, без следов активной коррозии, температура +10-+15°С. Например, если работа проводится на криогенном трубопроводе, его предварительно отключают, дают ему прогреться, просохнуть. Что касается работ, проводимых на действующих трубопроводах горячего водоснабжения именно в зимнее время, принципиальных отличий нет. Главное – прогрев расходных компонентов до рабочей температуры: тогда температура окружающей среды не имеет значения. Если данное требование игнорировать и проводить работу по холодной поверхности, ухудшается адгезия пенополиуретана с трубой, да и компоненты перерасходуются.
Напыление ППУ - погодные условия:
- Температура воздуха, основания – выше 10°С;
- Минимум 10°С, лучше 15°С – температурные показатели объекта;
- 70% - относительная влажность воздуха;
- 18-22°С – температура компонентов «А», «Б»;
- Наличие осадков, стоячих луж.
Некоторые недостатки ППУ:
- Невозможность осуществления работ на холодной поверхности;
- Неустойчивость к УФ-излучению;
- Перерасход компонентов при низких температурах, сильных ветрах и на трубах малого сечения.
Таблица 1. Технические характеристики ППУ
| Теплоизолятор | Средняя плотность (кг/м3) | Коэффициент теплопроводности (Вт/м*К) | Пористость | Срок эксплуатации (лет) | Рабочая температура (°С) |
| ППУ жесткий | 30-150 | 0,019-0,03 | Закрытая | 20 | -160..+150 |
| Пробковая плита | 220-440 | 0,5-0,6 | Закрытая | 3 | -30..+90 |
| Пенополистирол | 40-150 | 0,04-0,06 | Закрытая | 15 | -100..+80 |
| Мин. вата | 55-150 | 0,052-0,058 | Открытая | 5 | -40..+120 |
| Пенобетон | 250-400 | 0,145-0,160 | Открытая | 10 | -30..+120 |
Таблица 2. Химическая стойкость ППУ
| Химическое соединение | Реакция ППУ |
| Морская вода, мыльная пена | Стоек |
| Бензол, толуол, ксилол, бензин, керосин | Стоек |
| Растительные масла и животные жиры | Стоек |
| Метиленхлорид, четыреххлористый углерод | Набухает |
| Спирт, ацетон, стирол, этилацетат | Набухает |
| Концентрированная соляная кислота | Набухает |
| Концентрированная серная, азотная кислоты | Растворяется |
Таблица 3. Адгезия ППУ с некоторыми материалами
| Алюминий | 1,0 кг/кв.см |
| Сталь | 1,5 кг/кв.см |
| Древесина (фанера) | 1,5 кг/кв.см |
| Чугун, оцинкованное железо | 2,0 кг/кв.см |
| Бетон | 2,5 кг/кв.см |
Таблица 4. Сравнительные характеристики теплоизоляции ППУ и минеральной ватой
| Показатели | Пенополиуритан (ППУ) | Минеральная вата |
| Коэффициент теплопроводности | 0,019-0,028 | 0,034-0,041 |
| Толщина покрытия | 35-70 мм. | 120-220 мм. |
| Наличие крепежа | Нет | Да |
| Необходимость пароизоляции | Нет | Да |
| Наличие мостиков холода | Нет | Да |
| Водопоглощение | 1% | 10-15% |
| Усадка | Нет (плотные ППУ) | Да |
| Эффективный срок службы | 25-30 лет | 5 лет |
| Влага, агрессивные среды | Устойчив | Свойства теряются |
| Структура | Закрытоячеистый | Открытоячестый |
| Пожаробезопасность | Г2,Г3, В3, Д2, Т3, ГОСТ 12.1.044 (трудногорючие) | Г1, НГ по ГОСТ 30244 |
| Экологическая чистота |
Безопасен. Разрешено применение в жилых зданиях Минздравом РСФСР №07/6-561 от 26.12.86 |
Аллерген |
| Фактические тепловые потери | В 1,7 раза ниже нормативных СниП 2.04.14-88 | Превышение нормативных СниП после 12 месяцев эксплуатации. |
| Производство работ | От +5С до +30С | От +5С до +30С |
| Температура эксплуатации, 0С | -150+120 | -70+250 |
Сравнительная таблица материалов по толщине покрытия
| Пенополиуретан | 25 мм. |
| Пенополистирол | 40 мм. |
| Пробка | 50 мм. |
| Минераловатные плиты | 60 мм. |
| Дерево | 140 мм. |
| Пенобетон | 250 мм. |
| Керамзитобетон | 500 мм. |
| Кирпичная кладка | 650 мм. |
ППУ изоляция – цена от 400 до 700 руб./ м2 (плотность от 8 кг/м3 и до 60 кг/м3), сюда входит и материал, и работа, но не учтены подготовительные, транспортные расходы.