Izolacja fundamentu styropianem: historia, produkcja i właściwości materiału, cechy jego zastosowania
Bezpretensjonalna w użyciu i odporna na środowisko zewnętrzne lekka izolacja polimerowa jest dziś szeroko stosowana w budownictwie. Należą do nich ekstrudowana pianka polistyrenowa - niedrogi materiał, który zabezpieczy fundament, zmniejszy straty ciepła i zapobiegnie przedwczesnemu zniszczeniu konstrukcji.
Historia materiału
Izolacja fundamentów z ekstrudowanej pianki polistyrenowej jest stosowana od połowy ubiegłego wieku. Otrzymany w USA w 1941 roku materiał posiadał niezbędne właściwości - niską przewodność cieplną, obojętność biologiczną, odporność na wodę, kwasy nieorganiczne i zasady. Dzięki temu polimer stał się szeroko stosowany jako izolator ciepła, najpierw za granicą, a następnie w Rosji.
W 1998 roku krajowe firmy opanowały produkcję materiałów termoizolacyjnych na bazie ekstrudowanej pianki polistyrenowej. Badania potwierdziły zmniejszenie zużycia energii na ogrzewanie nawet o 20%. Praktyka stosowania izolatora płytowego w naszym kraju jest krótkotrwała - tylko 20 lat. Jednak wszystkie wskaźniki, a także doświadczenia krajów Ameryki i Europy potwierdzają wysoką efektywność wykorzystania izolacji w celu poprawy efektywności energetycznej budynków przemysłowych i cywilnych.
Po co izolować fundament
Podziemna część konstrukcji pracuje w trudnych warunkach. Odbiera obciążenia z budynku, nacisk na podłoże, w tym nacisk boczny. Wody głębokie i powierzchniowe nawilżają podeszwę i ściany fundamentu. Środowisko alkaliczne lub kwaśne niekorzystnie wpływa na kamień cementowy i zbrojenie.
Sezonowe zamarzanie to plaga gleb gliniastych. Siły falującego mrozu, powstałe w wyniku przemiany wody w lód, unoszą nawet masywne fundamenty. Wiosną po rozmrożeniu ponownie schodzą. Takie ruchy mają destrukcyjny wpływ na fundamenty budynków, powodując pęknięcia, deformacje i odpryski. Wiąże się to nieuchronnie ze spadkiem nośności konstrukcji podziemnych iw efekcie uszkodzeniem nadziemnych części budynków.
Przed pojawieniem się styropianu fundamenty izolowano zasypką z gliny ekspandowanej. Aby zwalczyć falowanie, podeszwę zakopano poniżej marznącego śladu gleby. Środki te doprowadziły do wyższych kosztów budowy, zwłaszcza w przypadku małych budynków bez piwnicy. 30% całkowitego budżetu przeznaczonego na obiekt zostało po prostu zakopane w ziemi w postaci ciężkich żelbetowych bloków lub monolitu.
Dziś, dzięki zastosowaniu lekkiej, niedrogiej izolacji, możliwe jest budowanie domów do 2-3 kondygnacji na płytkich fundamentach i płytach pasmowych lub słupowych. Ułożenie w tych przypadkach nie przekracza 30-50 cm.
Izolacja fundamentów wykonywana jest w celu:
- chronić konstrukcje przed wpływami zewnętrznymi;
- zapobiegać przedwczesnemu zniszczeniu żelbetu;
- zmniejszyć utratę ciepła przez podstawę i cokół;
- obniżyć koszty budowy masywnej podstawy dla budynków o niskiej zabudowie.
Polistyren spieniony, podobnie jak wiele innych polimerów, jest materiałem bezpretensjonalnym. Jednak bez znajomości jego właściwości, cech i technologii aplikacji pożądany efekt może nie zostać osiągnięty.
Produkcja ekstrudowanej pianki polistyrenowej
Izolacja produkowana jest w postaci płyt o grubości 10-500 mm, długości 500-2000 i szerokości 500-6000 mm. Przedsiębiorstwa koordynują wymiary i kształt z konsumentem i mogą je zmieniać.
Standardowe wymiary styropianu do izolacji fundamentów to 1200x600 mm i grubość 20-150 mm. Jedna czwarta jest wybrana na krawędziach, aby ułatwić instalację.
Izolator cieplny wykonany jest z granulowanego polistyrenu, który jest topiony i poddawany obróbce pod ciśnieniem mieszaniną freonu i kwasu węglowego. Powstała gęsta pienista masa jest wyciskana przez jednostkę wytłaczającą. Po reakcji polimeryzacji i ulatnianiu się gazu detale są cięte na arkusze. Materiał uzyskuje drobno porowatą strukturę o średnicy komórek 0,1-0,2 mm. Wnęki mają kształt zamknięty, w wyniku czego nie ma związku z atmosferą. To decyduje o niskiej przewodności cieplnej spienionego polistyrenu w połączeniu z niską gęstością.
Nieruchomości
Właściwości fizyczne i mechaniczne oraz właściwości techniczne ekstrudowanej pianki polistyrenowej reguluje GOST 15588-2014. Zgodnie z nim płyty są oznaczone jako PPS 10 ... 45, w zależności od gęstości końcowej.
Główne właściwości izolacji:
- Gęstość 10-45 kg/m². Materiał jest bardzo lekki ze względu na dużą zawartość powietrza w najmniejszych pęcherzykach.
- Współczynnik przewodzenia ciepła 0,031-0,041 W/m°C. Jest to najniższa cecha wśród izolatorów budowlanych. Ze względu na drobno porowatą strukturę materiału, wymiana ciepła odbywa się głównie przez konwekcję, dzięki czemu energia przepływa przez warstwę bardzo wolno.
- Absorpcja wody pierwszego dnia w granicach 0,2%, na następny miesiąc - do 0,6% objętości. Niski wskaźnik wynika z zamkniętej natury porów. Wilgoć wnika tylko w wierzchnią warstwę materiału, która ulega zniszczeniu podczas cięcia.
- Wytrzymałość styropianu na ściskanie określa się przy odkształceniu liniowym nie przekraczającym 10%. Do izolacji podziemnych części budynków stosuje się materiał o charakterystyce co najmniej 100 kPa. Wymagany stopień wytrzymałości określa się na podstawie obliczeń, biorąc pod uwagę rozwiązanie konstrukcyjne podstawy. Na przykład płyta fundamentowa tworzy znaczne obciążenie. Aby wytrzymać bez zniszczenia, używają PPP o klasie co najmniej 40 ... 45.
- Niska przepuszczalność pary. Przenikaniu pary wodnej zapobiega gęsta warstwa bąbelków, płyta ze styropianu jest praktycznie hermetyczna.
- Odporność termiczna w zakresie -50°С ...+75°С przy zachowaniu właściwości fizycznych materiału.
- Żywotność płyt styropianowych sięga 50 lat. Wciąż trudno to zweryfikować ze względu na względną nowość materiału, ale Instytut NIISF przeprowadził badania. Potwierdzili trwałość polimeru podczas pracy w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Europejscy i amerykańscy budowniczowie świadczą o tym samym.
- Bezpieczeństwo środowiska. Znana jest właściwość polistyrenu do wydzielania trującego gazu duszącego po podgrzaniu do wysokich temperatur. Podczas eksploatacji fundamentu taka sytuacja jest mało prawdopodobna, konstrukcja w grubości ziemi nie jest zagrożona pożarem. Przy odpowiedniej technologii izolacji nie ma możliwości przegrzania.
Osobnym tematem jest odporność styropianu na agresję chemiczną. Kwasy, zasady, sole, alkohole i składniki mieszanek budowlanych na bazie cementu nie reagują z polimerem. Niebezpieczeństwo to substancje organiczne - węglowodory, rozpuszczalniki, poliestry i etery, farby olejne, związki ketonowe, smoła. Podczas interakcji z nimi polimer ulega zniszczeniu.
Usunąć izolację fundamentową
Optymalne jest ocieplenie podłoża od zewnątrz. W takim przypadku struktura nie zamarza i nie jest zwilżona. Ta metoda jest stosowana do izolacji termicznej na etapie budowy.
Przy utrudnionym dostępie do zewnętrznej części podstawy, fundament od wewnątrz ocieplony jest styropianem. Nie ochroni to konstrukcji przed zimnem i wilgocią, ale zmniejszy straty ciepła.
Drenaż i hydroizolacja
Etapem przygotowawczym do izolacji termicznej pionowej podbudowy listwowej jest wykonanie urządzenia odwadniającego i hydroizolacji powierzchni zewnętrznej. Środki te chronią konstrukcje przed wilgocią, co wpływa na ich pracę na lepsze. Brak odsysania wilgoci dodatkowo zapobiega zamarzaniu żelbetu.
Na gruntach niekamienistych o niskim GWL poduszka piaskowo-żwirowa jest warstwą drenażową, na której po zagęszczeniu montowany jest fundament. W przypadku gleb falujących, perforowane rury drenażowe układa się dodatkowo poniżej znaku podeszwy, woda odprowadzana jest do kolektora, kanalizacji lub rynny.
Hydroizolacja odbywa się w 2 etapach:
- Pokryj podkład mastyksem.
- Bezpiecznik lub klej pokrycia dachowego.
Montaż płyt styropianowych
Płyty PPS układa się na przygotowanej powierzchni z rozstawem szwów, łącząc wpust i kalenicę. Grubość izolacji termicznej wyznacza projekt budowlany. Można go znaleźć za pomocą obliczeń termotechnicznych zgodnie z algorytmami SNiP 23-01-99, 11-3-79 lub za pomocą kalkulatora internetowego.
W części podziemnej styropian montowany jest na kleju lub hydroizolacji ogrzewanej. Wiercenie otworów jest surowo zabronione. Uszkodzenie wykładziny ochronnej spowoduje wyciek wody z sąsiedniego gruntu. Dopuszcza się mocowanie płyt do cokołu specjalnymi kołkami-grzybami.
Przydatne wideo
Prace końcowe
Po rozgrzaniu zatoki są starannie przykrywane nieporowatymi materiałami - piaskiem, żwirem. Na obwodzie układana jest pozioma warstwa pokrycia dachowego o szerokości 0,7-1 m, płyty styropianowe. Przykryć hydroizolacją, betonową ślepą powierzchnię na siatce zbrojącej.
Podczas budowy płytkiego fundamentu izolację montuje się również pod podeszwą. W przypadku podłóg na gruncie na całej powierzchni pierwszego piętra układa się styropian, następnie wylewa się jastrych.
Piwnica wykończona tynkiem, panelami dekoracyjnymi, płytkami. Siatka o drobnych oczkach jest mocowana od gryzoni.
Ocieplenie płyty fundamentowej
Ten rodzaj podstawy nazywa się podgrzewaną płytą szwedzką. Podbudowa to złożona konstrukcja warstw izolacji termicznej i hydroizolacyjnej, zbrojenia, usztywnień, betonu oraz wbudowanego systemu grzewczego. Płyty styropianowe układane są na zagęszczonej zasypce z materiałów odwadniających. Zaizoluj zewnętrzne powierzchnie piwnicy, obszar niewidomy.
Powstała „miska” to energooszczędna podstawa, na której następnie montowany jest dom. Konstrukcja ta służy jednocześnie jako podłoga pierwszego piętra, część systemu grzewczego i akumulator ciepła. Oszczędność zasobów paliwowych w porównaniu z innymi rodzajami fundamentów sięga 30%.
Wniosek
Izolacja podziemnych części budynku to środek, który pomaga zaoszczędzić na ogrzewaniu, chroniąc konstrukcje przed zniszczeniem. Ekstrudowana pianka polistyrenowa do izolacji termicznej fundamentu jest niedrogim materiałem. Wykonywanie pracy z jego użyciem nie jest trudne. Efekt uzyskany dzięki oszczędności energii podczas ogrzewania budynku zauważalny jest już pierwszej zimy.
