Wyższa Szkoła Agrobiznesu w Łomży

Praca semestralna z przedmiotu Inżynieria Materiałowa

Temat: Charakterystyka styropianu.

Imię Nazwisko

Numer indeksu ****

Łomża, styczeń 2014

Styropian

To porowate tworzywo sztuczne otrzymane poprzez spienienie wstępnie spienionych granulek polistyrenu. Spienienie uzyskuje się przez podgrzanie granulek zazwyczaj parą wodną. Składa się z zamkniętych komórek o obłych kształtach (powstałych ze wspomnianych granulek), wewnątrz których znajduje się pianka polistyrenowa. Komórki są ze sobą połączone i występują między nimi niewielkie pustki powietrzne (ich ilość i wielkość zależy od gęstości materiału), co uwidacznia się na przełomie styropianu. Jest to materiał nieodporny na działanie wielu rozpuszczalników organicznych (np. aceton), olejów, smarów.

Styropian to najczęściej stosowany materiał izolacyjny. Podobnie jak przy innych wyrobach budowlanych, na rynku dostępne są produkty kiepskiej jakości, dostateczne oraz te z najwyższej półki

Trzeba jednak pamiętać, że izolacja z niego wykonana będzie skuteczna tylko wtedy, gdy styropian będzie miał odpowiednie parametry. Zanim więc go kupimy, warto poznać jego najważniejsze cechy.

Ciężar

Zależy od gęstości objętościowej (pozornej), która jest dość mała - wynosi 9-40 kg/m3. Oznacza to, że typowa płyta o wymiarach 50 × 100 cm i grubości 15 cm waży zaledwie 1-3 kg. Tak lekkie ocieplenie w niewielkim stopniu obciąża stropy i ściany, a jego montaż nie stanowi większego problemu. Trzeba jednak pamiętać, że im mniejsza gęstość pozorna styropianu (a więc jego ciężar), tym mniejsza wytrzymałość mechaniczna. Natomiast większy ciężar oznacza obniżenie jego właściwości cieplnych.

Obróbka

Do dokładnego przycinania i pasowania styropianu w zupełności wystarczą zwykłe narzędzia, które można znaleźć w każdym domu. Styropian łatwo daje się ciąć nawet na cienkie "plastry", których krawędzie można dowolnie formować. Ozdobne elementy zrobi na budowie wykonawca, pod warunkiem, że ma specjalne urządzenie do żłobienia styropianu. Nie zawsze jednak w ten sposób uzyskuje się powtarzalność kształtów. Bardziej skomplikowane formy nadaje się elementom, wykorzystując plotery 3D.

Zagrożenie dla zdrowia

Podczas dopasowywania i układania, styropian nie ma żadnego wpływu na zdrowie. Nie pyli i nie powoduje uczuleń, oparzeń rąk czy podrażnień skóry i błon śluzowych oraz nie wywołuje żadnych innych szkodliwych skutków.

Przy pracy ze styropianem nie są więc potrzebne środki ochronne (okulary, rękawice, maski przeciwpyłowe, specjalne ubrania). Ocieplenie ze styropianu można bezpiecznie szlifować, nie stwarzając zagrożenia dla zdrowia.

Izolacyjność termiczna

Współczynnik przewodności cieplnej dla styropianu wynosi od 0,031 do 0,044 W/(mK). Warto pamiętać, że im niższa będzie jego wartość, tym styropian lepiej chroni przed ucieczką ciepła, można więc zastosować cieńszą jego warstwę. Choć różnice we współczynnikach x nie są duże, istotnie wpływają na grubość warstwy ociepleniowej, od której zależy współczynnik przenikania ciepła U dla ścian, podłóg i dachu. Im większą izolacyjność termiczną ścian, podłóg i dachu chce się uzyskać, tym grubsza powinna być izolacja. Gdy więc z różnych względów konieczne jest ograniczenie grubości termoizolacji, warto zastosować najcieplejszy styropian.

Odporność na wilgoć

Znikoma nasiąkliwość styropianu - poniżej 2% - pozwala wykorzystywać go w miejscach szczególnie narażonych na zawilgocenie. Nie wchłania wody, a w kontakcie z nią nie gnije i nie odkształca się. Przede wszystkim, jednak w mokrym środowisku jego właściwości izolacyjne nie ulegają zmianie. Dzięki temu może być stosowany nawet w wodzie, a deszczowa pogoda ma niewielki wpływ na wykonywanie prac ociepleniowych ze styropianem. Nie trzeba za każdym razem na koniec dnia roboczego zabezpieczać izolacji przed ewentualnymi opadami czy wilgocią. Dzięki temu oszczędza się czas i obniża koszty robocizny.

Odporność chemiczna

Styropian nie wchodzi w reakcję chemiczną z żadnym materiałem budowlanym, jaki można spotkać na placu budowy. Nie zniszczy go nawet długotrwałe działanie silnej zasady lub kwasu. Istnieje natomiast duża grupa klejów, środków ochrony drewna czy farb, które są specjalnie przeznaczone do stosowania ze styropianem. Nie jest on jednak odporny na działanie rozpuszczalników organicznych, takich jak: aceton, benzol, nitro itp.

Promieniowanie UV

Niezabezpieczony przed jego działaniem styropian żółknie (jeśli do tego doszło należy przeszlifować wierzchnią warstwę). Dlatego styropian należy chronić przed słońcem. Odporniejszy na jego dłuższe działanie jest polistyren pomarańczowy ze środkiem pochłaniającym promieniowanie UV. Dzięki temu nie ulega on zniszczeniu pod wpływem słońca, a ponadto jest także łatwiejszy w montażu (wyeliminowano uciążliwy dla wykonawców efekt oślepiania).

Izolacyjność akustyczna

Ten parametr mają znacznie podwyższony styropiany specjalnie przeznaczone do izolacji akustycznej. Bardzo dobrze pochłaniają one i tłumią dźwięki uderzeniowe, które są spowodowane chodzeniem, uderzeniem, toczeniem lub przesuwaniem ciężkich przedmiotów). Taki styropian wykorzystuje się zwykle przy wykonaniu stropów i podłóg pływających. Jego użycie może wyciszyć podłogę nawet o 32 decybele.

Styropian grafitowy

W odróżnieniu od klasycznego styropianu białego, styropian grafitowy ma kolor srebrnoszary i ma domieszkę grafitu. Najlepiej sprawdza się w roli ocieplenia ścian, choć może być z powodzeniem wykorzystywany do ocieplenia dachów, fundamentów oraz podłóg. Nowoczesny styropian grafitowy może być zastosowany do ocieplenia każdego miejsca w domu, nie tylko ścian zewnętrznych, ale też działowych.

Właściwości i zastosowania

Styropian jest używany do produkcji jednorazowych tacek, talerzy, kubków i opakowań na podgrzane lub schłodzone artykuły spożywcze. Używany jest również do termoizolacji w postaci płyt lub luźnych granulek wtłaczanych w wolne przestrzenie ścian budowli. Innym zastosowaniem są materiały opakowaniowe w postaci dopasowanych do rozmiarów wrażliwego na uderzenia przedmiotu kształtek styropianowych lub luźno wsypywanych kawałków o kształcie zbliżonym do orzeszka ziemnego.

Aby wyprodukowany styropian został dopuszczony jako materiał izolacyjny w budownictwie (w obszarze Unii Europejskiej), należy przeprowadzić badania jego palności zgodnie z normą EN 13501-1. Styropiany posiadające Euroklasę E są dopuszczane do zastosowań w budownictwie jako tzw. samogasnące. W zależności od stopnia spienienia uzyskuje się styropiany o różnej gęstości. Styropiany o małej gęstości są słabe mechanicznie i łatwo ulegają zgnieceniu, o większej są twardsze i umożliwiają poprawne izolowanie niektórych elementów konstrukcyjnych narażonych na duże obciążenie (np. dachy, podłogi, elementy do formowania ścian, stropów żelbetowych).

Styropian stosowany jest często w budownictwie materiał termoizolacyjny oraz jest wykorzystywany jako np. rdzeń izolacyjno-konstrukcyjny przy produkcji budowlanych płyt warstwowych. Jest również stosowany, po odpowiedniej obróbce mechanicznej, jako materiał do wykonywania izolacji akustycznej - spełnia to zadanie jedynie w przypadku tłumienia dźwięków uderzeniowych.

Podstawowe wyroby ze styropianu używane w budownictwie, to płyty do ocieplenia ścian zewnętrznych, fundamentów, stropów i podłóg oraz dachów stromych. Standardowe wymiary płyt styropianowych to 50x100 centymetrów. Ich grubość wynosić może od 10 mm aż do1200 milimetrów. Najczęściej mają krawędzie płaskie, ale istnieją też frezowane. Tego typu płyty zapobiegają powstawaniu mostków termicznych, lecz są nieco droższe od niefrezowanych.

Zakup styropianu

Przed zakupem zawsze zwracajmy uwagę na jakość styropianu, bowiem na rynku mogą pojawiać się wyroby producentów, którzy sprzedają niepełnowartościowe płyty, licząc na naiwność klientów i kusząc najniższymi cenami. Taki izolator nie zapewni oczekiwanych oszczędności. W składzie budowlanym bardzo trudno sprawdzić na tzw. oko, który styropian jest dobrej jakości, który gorszej, a który nie powinien w ogóle trafić do sprzedaży. Co zatem robić, żeby nie dać się oszukać? Na pewno należy porzucić myśl o kupowaniu od nieznanych producentów. Zaleca się wybieranie markowych styropianów, od tych producentów którzy latami pracują na uznanie klientów. Przed zakupem sprawdźmy w prasie branżowej oraz internetowych portalach budowlanych, które z produktów posiadają certyfikaty i rekomendacje jakościowe przyznane przez niezależne, notyfikowane w Unii Europejskiej instytuty naukowe, zajmujące się weryfikacją materiałów budowlanych. To naprawdę nie więcej niż 15 minut roboty,  a izolację kupujemy na wiele, wiele lat. W Polsce takie potwierdzenia jakości wydawane są przez Instytut Techniki Budowlanej. Ceny styropianu uzależnione są od jego rodzaju, parametrów i zastosowania. Eksperci budowlani  są jednak zgodni, że wyjątkowo atrakcyjne cenowo produkty budowlane mogą być wątpliwej jakości.

PODSUMOWANIE / WNIOSKI

Styropian jest tworzywem przyjaznym dla środowiska naturalnego. Jego walorem jest na pewno odporność na niskie temperatury oraz lekkość. Montaż elementów styropianowych jest stosunkowo łatwy. Decydując się na ten materiał izolacyjny warto pamiętać także o tym, iż jest on bezpiecznym, nie pyli i nie powoduje uczuleń u człowieka. Dzięki bogatej ofercie producentów styropianu możemy zakupić materiał o odpowiedniej grubości, jakości a nawet kolorze.

W jakich miejscach najlepiej sprawdza się styropian? Styropian najlepiej zastosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża wytrzymałość mechaniczna, czyli na fundamentach, w podjazdach dla samochodów zarówno osobowych jak i ciężarowych, w garażach. Ponieważ styropian cechuje się dobrą izolacją wodną należy zastosować go wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża odporność na zawilgocenie. Chodzi tutaj przede wszystkim o dachy zwane zielonymi, na których warstwa ocieplenia znajduje się ponad warstwą hydroizolacji i nieustannie wystawiana jest na kontakt z wodą. Ta sama właściwość styropianu sprawia, iż jest on niezastąpiony podczas wznoszenia podłóg na gruncie czy też do izolacji fundamentów.

Niewątpliwą słabością styropianu jest jego dość mała izolacyjność akustyczna. Jednak tą cechę udało się producentom zniwelować w przypadku specjalnych styropianów akustycznych pod wylewki betonowe. Dzięki zastosowaniu specjalnej struktury płyty pod wpływem dociążenia styropianu wylewką betonową, zyskuje ona bardzo dobre parametry izolacyjności akustycznej.

Odporność styropianu na wilgoć i nieprzepuszczalność wody poczytać można zarówno za korzyść jak i wadę tego materiału izolacyjnego. Bowiem dzięki tej właściwości styropian nie tylko nie wchłania wody, ale również nie przepuszcza powietrza i pary wodnej. A więc ściany ocieplone styropianem „nie oddychają”. Jednakże można tą wadę niwelować stosując szczeliny wentylacyjne lub styropian fabrycznie dziurkowany.

Niezwykle ważną zaletą styropianu jest jego odporność na odkształcenia. W ofercie producentów znaleźć można również styropian samoczyszczący i zmywalny wodą. Dzięki zastosowaniu takiego materiału uzyskujemy efekt w postaci elewacji, która niejako sama się czyści podczas opadów deszczu.

Kolejną, a często najważniejszą, cechą styropianu jest jego ekonomiczność. Styropian jest materiałem o wiele tańszym niż wełna mineralna. Czynnik ten wielokrotnie bywa decydującym przy wyborze materiału termoizolacyjnego.

Bibliografia

http://www.taniachata.pl/porady/styropian-czy-welna-mineralna

http://budowniczy.tyma.pl/termoizolacja-styropianem/

http://ladnydom.pl/budowa/1,106570,10378073,O_styropianie_prawie_wszystko.html