Пенополиуретан и полимочевина - прорыв в области тепло и гидроизоляции
В современном строительстве представлено большое разнообразие тепло- и гидроизоляционных материалов, но мы уделим внимание наиболее прогрессивным, на наш взгляд, материалам.
В качестве теплоизолятора рассмотрим газонаполненный полиуретан (пенополиуретан- сокращенно ППУ) в качестве гидроизолятора – полимочевину.
Напыляемый пенополиуретан имеет ряд незаменимых для теплоизоляционного материала характеристик, присущих именно этому материалу, таких как:
- низкий коэффициент теплопроводнорсти;
- гидрофобность;
- безшовность;
- эластичность;
- экологическая безопасность;
- хорошая адгезия(прилипание) к любому материалу;
- высокая технологичность нанесения.
- Для примера приведем таблицу коэффициентов теплопроводности некоторых материалов:
| Материал | Слой, см | Теплопроводность, Вт/м*°С |
| Пенополиуретан | 3,9 | 0,025 |
| Эковата | 5,5 | 0,035 |
| Пенополистирол | 5,8 | 0,037 |
| Базальтовая вата | 6,6 | 0,041 |
| Минеральная вата | 8,1 | 0,056 |
| Дерево | 28 | 0,18 |
| Керамзит | 28 | 0,18 |
| Газобетон | 34 | 0,22 |
| Силикатный кирпич | 100 | 0,64 |
Из таблицы видно, что пенополиуретан имеет непревзойденные характеристики теплопроводности из ряда наиболее популярных строительных теплоизоляционных материалов.
Впервые стали задумываться об эффективности расходования тепла в странах Западной Европы, США и Канады. Ведь немалые, постоянные расходы на выработку тепловой энергии можно уменьшить с помощью качественной теплоизоляции, которая производится «раз и навсегда».
Именно в этих странах, известных своей бережливостью, впервые стали применять наиболее эффективный для этих целей материал- пенополиуретан (ППУ).
Установлено, что при покрытии крыш пенополиуретаном экономится до 80% времени и до 50% инвестиционных затрат по сравнению с традиционными способами изоляции. Особо критичные и труднодоступные области, такие как парапеты и куполовидные районы кровли могут легко быть изолированы при помощи напыляемой системы. Даже существующие старые кровли, покрытые рубероидом, могут быть отремонтированы с помощью ППУ.
ППУ обладает высокими гидроизолирующими свойствами так как имеет закрытопористую структуру(85-95% ячеек закрыты). Благодаря этому во многих конструкциях ППУ может применяться как гидроизолятор, например: при утеплении чердачного помещения, мансарды.
Напыляемый ППУ имеет однородную, монолитную структуру, что исключает наличие швов, стыков, полостей, щелей, а соответственно отсутствуют мостики холода, а это, в свою очередь исключает образование конденсата, что не маловажно в строительных конструкциях.
Пенополиуретан эластичен. Имеет хорошую сопротивляемость деформациям, не расслаивается, не растрескивается, обладает высокой вибростойкостью.
Нанесенный ППУ как в России, так и во всем мире проходит испытания на токсичность и признан экологически чистым материалом, разрешенным для нанесения в жилых помещениях, а так же в помещениях для хранения и приготовления пищевых продуктов. При воздействии на ППУ высоких температур - выше 500° С выделяются угарный и углекислый газы. Испытания показали, что токсичность продуктов разложения ППУ значительно ниже токсичности продуктов разложения древесины и каучука в тех же условиях.
Благодаря добавленным в ППУ антипиренам он обладает уникальным свойством предотвращения распространения пламени. Он плавится и тлеет только в том месте, где на него воздействует открытый огонь. При удалении источника огня пенополиуретан тут же затухает.
На данный момент специалистами испанской компании Sinthesia Espanola разработаны и успешно прошли сертификацию уникальные модификации пенополиуретана, имеющие группу горючести Г1 по пожарным нормам Российской Федерации. На основании выданных документов эти материалы разрешены для использования в качестве утеплителя в жилых домах ЖКХ службой МЧС России.
Газонаполненный полиуретан обладает высокими адгезионными характеристиками. Он прилипает практически к любому материалу: к дереву, бетону, кирпичу, пластику, металлу, стеклу, краске. Это позволяет наносить ППУ на поверхность любой конфигурации. Кроме того у ППУ не высокая плотность, соответственно это легкий материал, что является преимуществом для конструкций, критичным к нагрузкам.
Специальные добавки предотвращают воздействие на материал различных грызунов.
Не лишним будет сказать, что пенополиуретан так же является хорошим звукоизолятором, инертен к кислотным и щелочным средам.
Как было сказано выше, в целях экономии тепла, а так же оптимизации использования жилых площадей становится популярным преобразование неиспользуемых чердачных помещений в жилые мансардные помещения. Из рисунка видно, что слоя пенополиуретана, необходимого для качественного утепления кровли вполне достаточно, чтобы он не выходил за пределы кровельной балки (толщина балки, как правило 10-14 см), т.к. ППУ имеет коэффициент теплопроводности значительно ниже, чем традиционные утеплители. По этой причине использование других теплоизоляционных материалов в данной конструкции малоэффективно.
Широкое применение нашел способ утепления напыляемым пенополиуретаном при устройстве твердых плоских крыш в новостройках, а так же в существующих домах. ППУ очень удобен в устройстве данной конструкции, т.к. он быстро затвердевает. Уже через несколько минут по нему можно ходить и наносить защитный слой.
Не менее популярен этот способ при изоляции крыш из профилированных металлических листов. Крыши производственных помещений, ангаров, складов, спортивных и выставочных комплексов зачастую изготовлены из профнастила и имеют относительно большие пролеты. Эти легкие кровельные конструкции требуют теплоизоляции легкими материалами, чтобы иметь возможность выдерживать нагрузки от снега, ветра, дождя.
Необходимо учесть то, что при наружном применении ППУ, его необходимо защищать от ультрафиолета. В конструкции применения пенополиуретана, как утеплителя кровли, наиболее удобный и эффективный вариант защиты пены – это защита мембранными покрытиями, в частности защита полимочевиной, которая может применяться и самостоятельно, как гидроизолятор кровли. Об этом уникальном материале будет рассказано ниже.
Стены – очень важная часть дома, ограждающая нас от внешних воздействий. В прошлом, тепло в доме сохраняли за счет толстых стен, с появлением современных утеплителей расходы на сооружение толстых стен теряют целесообразность.
Зимы последних лет показали владельцам домов, что сильным морозам противостоять с помощью одной системы отопления очень сложно, да и счета на электроэнергию стали сильно бить по карману. Поэтому многие стали задумываться насчет эффективного утепления своего жилья.
Многие жильцы прибегают к утеплению стен с внутренней стороны, так как этот способ более дешевый и удобный (утепление стены изнутри можно произвести в любое время года). Но эффективность этого способа утепления сильно страдает по следующим причинам:
- уменьшается полезная площадь помещения;
- из-за перепадов температур ограждающая конструкция (стена) дома подвергается сильному термическому воздействию, что приводит к постепенному разрушению.
- невозможно установить теплоизоляцию в местах примыкания стен и перекрытий, что приводит к образованию мостиков холода, через которые уходит тепло из помещения.
- не утепленная стена, находясь снаружи, в зимний период подвержена воздействию низких температур, при этом водяной пар, образующийся внутри помещения, конденсируясь, начинает скапливаться между утеплителем и внутренней поверхностью стены. А это приводит к образованию плесени, грибка и других микроорганизмов, что так же влияет на надежность конструкции и ухудшению санитарно-гигиенических показателей помещения.
В связи с этим напрашивается вывод:
Утепление стен дома лучше проводить с наружной стороны, при этом утеплитель должен плотно примыкать к стене, а в идеале быть единым целым с ней. В такой конструкции стена будет оставаться всегда сухой, и сезонные колебания температур не будут оказывать на неё никакого влияния.
Все эти задачи может решить напыляемый пенополиуретан.
Полимочевина- прогрессивный изоляционный материал, уникальная особенность полимочевины кроется в его химическом составе. Это полимер, формирование цепи которого происходит за счет чередования олигомерных эфиргликольных групп, образующих гибкие блоки и мочевинных и уретановых групп, образующих жесткие группы. За счет такого смешения групп, материал, при своей жесткости и прочности приобретает свойства высоко пластичного материала. Его характеристика удлинения на разрыв достигает 1200%.
Полимочевина может наноситься на различные поверхности – бетон, дерево, металл, асфальт, пенополиуретан, другие материалы. При этом помимо гидроизоляционных свойств он одновременно является защитным материалом от коррозии, от абразивного износа, различных механических воздействий, а так же может служить в роли облицовочного материала, т.к. имеет эстетичный внешний вид и с помощью добавления пигментных добавок может приобретать практически любой цвет.
Быстрое время отверждения полимочевины позволяет наносимому покрытию не реагировать с влажностью воздуха и влажностью основания, так что материал может быть легко нанесен на холодную или влажную поверхность. Быстрое время реакции - одно из преимуществ полимочевины. В случае ремонта кровель, например, заказчику нужно, чтобы работа была выполнена как можно скорее. Применение быстро реагирующих покрытий из полимочевины позволяет выполнить ремонт в течение нескольких часов.
В возможности нанесения на влажное основание полимочевина выигрывает у любого изделия на рынке строительных изоляций. Это является бесспорным преимуществом в регионах с высокой влажностью.
Сопротивление абразивному воздействию у полимочевины выше, чем у других изоляционных покрытий. Из-за высокого относительного удлинения и превосходной прочности, покрытия из полимочевины не подвержены образованию трещин. Благодаря своему молекулярному строению полимочевина имеет хорошее сопротивление высокой температуре, не оседает и сохраняет форму.
В последнее время изоляция на основе полимочевины находят все более широкое применение в строительстве и промышленности.
Полимочевина широко применяется на кровлях и полах промышленных и складских помещений. Покрытие имеет структуру бесшовного равномерного по толщине и плотности ковра. Особенно эффективно использование полимочевины на крышах зданий, где есть большое количество технологических вводов. Рулонные материалы в отличие от полимочевины не дают гарантии полной герметизации площадей вокруг таких элементов.
Другими интересными объектами применения полимочевинных покрытий является защита бетонных и металлических конструкций мостов, тоннелей, в том числе защита зон переменной смачиваемости мостов и других гидротехнических сооружений (причалов,плотин, дамб, шлюзов).
Покрытия из полемочевинных материалов являются устойчивыми к воздействию различных химических веществ – нефтепродукты, растворители, масла, щелочи, разбавленные кислоты не оказывают на них никакого влияния. В связи с этим важной областью использования полимочевинных покрытий являются объекты нефтегазового комплекса, в частности нефтехранилища, цистерны, металлические емкости с составами для бурения скважин, внешняя и внутренняя поверхности труб нефте и газопроводов.
Во многих странах полимочевинные покрытия разрешены к использованию на объектах снабжения питьевой водой (резервуары для хранения, системы подачи воды).
Для создания гидроизоляционного слоя при строительстве бассейнов, искусственных озер, водохранилищ применяется метод нанесения полимочевинных покрытий на геотекстиль.
Использование полимочевинных составов для покрытия внутренней поверхности вагонов и большегрузных самосвалов позволяет максимально полно выгрузить перевозимые сыпучие материалы благодаря их минимальному сцеплению с поверхностью полимера.
Особенно эффективно применение полимочевинных покрытий на горно-обогатительных комбинатах вследствие высокой устойчивости материала к истиранию.
Еще одной важной и перспективной областью применения полимочевинных составов является дорожное строительство. Полимочевинный эластомер широко используют для создания гидроизоляционного слоя под асфальтовое покрытие, а так же для защиты от коррозии дорожных огораждений.
Высокие водо - и солестойкость полимочевинной изоляции в сочетании с хорошей эластичностью обусловили их перспективность для применения в судостроении (защита элементов корпусов судов, доков, других береговых портовых металлоконструкций).