Wilfried Zapke
Tłumaczył Bronisław Bartkiewicz

Twarde płyty piankowe z polistyrenu to materiał izolacyjny o zamkniętych kanalikach z polimeryzowanego styrolu, do którego dodano środek porotwórczy i odpowiednio inne dodatki, mające wpływ na cechy materialu. W zależności od sposobu wytwarzania rozróżnia się piankę polistyrenową spienioną (EPS) lub wytłaczaną (XPS).

Styropian spieniony składa się z ok. 2% polystyrenu i pozostałych 98% powietrza. Jako środek porotwórczy stosuje się pentan. Surowy polistyren z dodatkiem środka porotwórczego dostarczany jest przez przemysł chemiczny w postaci perełkowatego, podobnego do szklanych kuleczek granulatu, producentom tworzyw piankowych. Tu odbywa się produkcja pianki w trzech etapach.

  • Spienianie wstępne (pierwsza obróbka gorącą parą).
  • Składowanie międzyoperacyjne.
  • Spienianie (druga obróbka gorącą parą).

    W temperaturze powyżej 95 !C granulat pęcznieje w procesie tzw. spieniania wstępnego pod działaniem pary wodnej, częsciowo w wyniku wnikania do niego pary, częściowo w wyniku odparowania spieniacza. Proces ten prowadzi do okło 50-krotnego zwiększenia objętości. Czas działania ciepła decyduje o gęstości materiału. Po spienieniu perełki muszą być składowane przez pewien okres w przewietrzanym silosie, aby uzyskac wymaganą stabilność. W trakcie drugiej obróbki gorącą parą – tak zwanego spieniania końcowego – uzyskuje się ze wstępnie spienionych cząstek bloki, płyty lub inne formy. Spienianie do postaci bloków, z których później wycina się płyty, stosowane jest najczęściej. W tym przypadku wstępnie spienionymi perełkami wypełnia się duże formy bloków i poddaje działaniu nasyconej pary wodnej o temeperaturze 110 do 120 !C, w której następuje dalsze spienianie. Ponieważ jednak perełki mogą zwiększać swoją objętość tylko w ramach zamkniętej przestrzeni formy, lączą się one w postać homogenicznego bloku piankowego. Następnie poddaje się je któtkotrwałemu chłodzeniu, po którym wyjmuje się je z form, leżakuje i wreszcie tnie na płyty.

    Możliwe jest również bezpośrednie spienianie do postaci płyt. Odbywa się ono w odpowiednich formach, podobnie jak przy spienianiu bloków.Zaleta tej metody zawiera się w tym, że płyty wytwarzane są w ich ostatecznym kształcie i odpadają czynności końcowe, jak np. formowanie wpustów i piór. Piankowe płyty twarde z polistyrenu, jako tzw. taśmowe, wytwarzane są od razu o określonej grubości na taśmie i dopiero później cięte na płyty o odpowiednich wymiarach. Jeżeli jest to konieczne, mogą one być również automatycznie obrabiane. Cechą charakterystyczną wyrobów taśmowych i płyt z automatu są zachowane na powierzchni kuleczki.

    Wskazówki praktyczne
    Z punktu widzenia możliwości stosowania nie występują żadne różnice zależne od sposobu produkcji. Piankowy polistyren stosowany jest zarówno jako izolacja cieplna, jak i dźwiękochłonna. Grubośc płyt do izolacji cieplnej ustala się z uwzględnieniem ewentualnego obłożenia płytkami okładzinowymi – pomiędzy 20 i 100 mm, a grubość płyt dźwiękochłonnych pod obciążeniem między 15 a 40 mm. Przy tym, różnica grubości pomiędzy wymiarem przy dostawie i pod obciążeniem dla płyt do 30 mm nie powinna być większa od 2 mm, a dla płyt grubszych – nie więcej niż 3 mm. Jako wymiary podstawowe przyjmuje się 1000 x 500 mm.

    Płyty piankowe z polistyrenu z punktu widzenia przewodności cieplnej klasyfikowane są zgodnie z normą do grup 020, 025, 030, 035 lub 040, podczas gdy płyty dźwiękochłonne należą do grup o przewodności cieplnej 040 i 045. Z punktu widzenia ochrony przed hałasem główną cecha charakterystyczną jest sztywność dynamiczna. Wyróżnia się grupy sztywności 30, 20, 15 i 10.



    Materiał wyjściowy do produkcji twardej pianki polistyrenowej otrzymuje się ze styrolu przez jego polimeryzację.W procesie tym uwalniane są w powietrze tylko ślady styrolu i to w zakresie stężeń, których potencjał szkodliwości jest nieistotny, zgodnie z danymi producenta. Pomiary przeprowadzone w warunkach użytkowania, w 16 obiektach izolowanych wg różnych systemów, nie wykazały obecności styrolu w powietrzu. Zastosowana metoda pomiarowa miała czułość 0,01 mg/m 3 .

    Jako środek spieniający przy produkcji płyt z polistyrenu stosuje się, jak już wspomniano, pentan. Pentan wchodzi w skład ropy naftowej, ale występuje również w przyrodzie ożywionej. Pentan uwalniający się do atmosfery podczas produkcji pianki polistyrenu pod działaniem wilgoci zawartej w powietrzu i promieniowania słonecznego w ciągu kilku dni jest utleniany do dwutlenku węgla i wody.

    Płyty piankowe z polistyrenu pod względem ich właściwości palnych (wraz z jakąkolwiek okładziną lub materiałem nośnym) powinny odpowiadać co najmniej klasie B2 (DIN 4102 normalnie zapalne).Ogólnie jednak dzięki dodatkowi specjalnych niepalnych składników należą one do substancji trudno palnych (klasa B1).

    Sczególnego rodzaju problem stwarza zachowanie sie tworzyw sztucznych w przypadku pożaru. Przy spalaniu polistyrenu zawsze powstają substancje trujące, obok monomeru – styrenu, również małe ilości benzolu i toluolu. Składniki pogarszające palność tworzywa mają szczególne znaczenie gdy przy obciążeniu termicznym wypełniają swoją rolę. Z powodu ich obecności w tworzywie powstają mianowicie substancje o znacznie większej toksyczności, niż przy spalaniu czystego tworzywa.

    Alternatywy
    W miejsce płyt z piankowego polistyrenu można zastosować wszystkie inne materiały przeznaczone do izolacji cieplnej, przy czym za każdym razem zaleca się sprawdzić relację cena – skuteczność. Jeśli ważnym kryterium jest wytrzymałośc materialu izolacyjnego, wskazane jest zastosować polistyren tłoczony (XPS), lub szkło piankowe. Przy wyborze należy się również kierować względami ochrony środowiska.

    Literatura
    Przy wytwarzaniu, znakowaniu oraz kontroli jakości miarodajne są: dla izolacji cieplnych DIN 18 164-1, jako izolacja dźwiękochłonna DIN 18 164-2.
    CAMMERER W. F.: W-rme und K-lteschutz im Bauwesen und in der Industrie (Ochrona przed ciepłem i zimnem w budownictwie i przemyśle). Springer Verlag, Berlin 1995.
    G-SELE, SCHfLE.: Schall, W-rme, Feuchte; Grundlagen, Erfahrungen und praktische Hinweise f.r den Hochbau (Hałas, ciepło, wilgoć; Podstawy, doświadczenia i Wskazówki praktyczne dla budownictwa). Bauverlag, Wiesbaden 1989.