Утепление фундамента пенополистиролом: история, производство и свойства метериала, особености его применения

Неприхотливые к использованию и устойчивые к воздействию внешней среды легкие утеплители из полимеров сегодня широко используются в строительстве. В их число входит и экструдированный пенополистирол – доступный материал, который позволит защитить фундамент, снизить теплопотери и предотвратить преждевременное разрушение конструкции.

Утепление фундамента пенополистироломИсточник stroy-dom-pravilno.ru
История материала

Утепление фундамента экструдированным пенополистиролом начало применяться с середины прошлого века. Полученный в США в 1941 году материал обладал необходимыми свойствами — низкой теплопроводностью, биологической инертностью, устойчивостью к воде, неорганическим кислотам и щелочам. Благодаря этому полимер получил широкое распространение как теплоизолятор сначала за рубежом, затем в России.

В 1998 году отечественные компании освоили выпуск теплоизоляционных материалов на основе экструзионного пенополистирола. Проведенные исследования подтвердили уменьшение энергозатрат на отопление до 20%. Практика применения в нашей стране плитного изолятора недолгая — всего 20 лет. Но все показатели, а также опыт стран Америки и Европы подтверждают высокую эффективность использования утеплителя для повышения энергосбережения зданий промышленного и гражданского назначения.

Экструдированный пенополистирол Источник obustroeno.com
Зачем утеплять фундамент

Подземная часть сооружения работает в сложных условиях. Она воспринимает нагрузки от здания, давление грунта, в том числе боковое. Глубинные и поверхностные воды увлажняют подошву и стенки фундамента. Щелочная или кислая среда неблагоприятно воздействуют на цементный камень и арматуру.

Сезонные промерзания — бич глинистых грунтов. Силы морозного пучения, возникшие в результате превращения воды в лед, поднимают даже массивные фундаменты. Весной после оттаивания они вновь опускаются. Такие подвижки разрушительно отражаются на основаниях зданий, вызывают появление трещин, деформаций, сколов. Это неизбежно влечет уменьшение несущей способности подземных конструкций и, как следствие, повреждение надземных частей строений.

Промерзание — одна из причин образования трещин Источник svarog-dom.ru

До появления пенополистирола фундаменты утепляли обратной засыпкой керамзитом. Для борьбы с пучением подошву заглубляли ниже отметки промерзания грунта. Эти меры приводили к удорожанию строительства, особенно, небольших зданий без подвала. 30% всего бюджета, выделенного на объект, попросту закапывалось в землю в виде тяжелых железобетонных блоков или монолита.

На сегодняшний день благодаря использованию легких недорогих утеплителей возможно строительство домов высотой до 2-3 этажей на мелкозаглубленных ленточных или столбчатых фундаментах и плитах. Заложение в этих случаях не превышает 30-50 см.

Утепление фундаментов проводят с целью:

• защитить конструкции от внешних воздействий;
• предотвратить преждевременное разрушение железобетона;
• снизить теплопотери через основание и цоколь;
• уменьшить затраты на возведение массивного основания под малоэтажные сооружения.

Фундамент, утепленный пенополистиролом Источник plastprom.ru

Пенополистирол, как и многие другие полимеры, неприхотливый материал. Но без знаний его свойств, особенностей и технологии применения можно не достичь желаемого эффекта.

Производство экструзионного пенополистирола

Утеплитель выпускается в виде плит толщиной 10-500 мм, длиной 500-2000 и шириной 500-6000 мм. Предприятия согласовывают габариты и форму с потребителем и могут их изменять.

Стандартные размеры пенополистирола для утепления фундамента — 1200х600 мм и толщина 20-150 мм. В кромках для удобства монтажа выбрана четверть.

Изготавливают теплоизолятор из гранулированного полистирола, который расплавляют и обрабатывают под давлением смесью фреона с угольной кислотой. Получившуюся густую пенистую массу выдавливают через экструзионную установку. После реакции полимеризации и улетучивания газа заготовки нарезают на листы. Материал приобретает мелкопористую структуру с диаметром ячеек 0,1-0,2 мм. Полости имеют замкнутую форму, вследствие чего отсутствует их связь с атмосферой. Это определяет низкую теплопроводность пенополистирола в сочетании с малой плотностью.

Производство пенополистирола Источник pinterest.es
Свойства

Физико-механические свойства и технические характеристики экструзионного пенополистирола регламентирует ГОСТ 15588-2014. В соответствии с ним плиты маркируются как ППС 10…45 в зависимости от предельной плотности.

Основные свойства утеплителя:

1. Плотность 10-45 кг/м?. Материал очень легкий благодаря большому содержанию воздуха в мельчайших пузырьках.
2. Коэффициент теплопроводности 0,031-0,041 Вт/м°С. Это самая низкая характеристика среди строительных теплоизоляторов. Благодаря мелкопористой структуре материала теплопередача осуществляется преимущественно путем конвекции, поэтому энергия перемещается сквозь слой очень медленно.
3. Водопоглощение в первые сутки в пределах 0,2%, за последующий месяц — до 0,6% по объему. Малый показатель обусловлен замкнутым характером пор. Влага проникает только в поверхностный слой материала, разрушенный при резке.
4. Прочность на сжатие пенополистирола определяется при линейной деформации, не превышающей 10%. Для утепления подземных частей зданий используют материал с характеристикой не менее 100 кПа. Необходимую марку по прочности определяют расчетом, учитывая конструктивное решение основания. Например, фундаментная плита создает значительную нагрузку. Чтобы ее выдержать без разрушений, используют ППС марки не ниже 40…45.
5. Низкая паропроницаемость. Прохождению водяного пара препятствует плотный слой из пузырьков, плита из пенополистирола практически герметична.
6. Термостойкость в интервале -50°С …+75°С с сохранением физических свойств материала.
7. Срок службы плит из пенополистирола достигает 50 лет. Это сложно пока проверить ввиду относительной новизны материала, но институт НИИСФ провел исследования. Они подтвердили долговечность полимера при эксплуатации в условиях, приближенным к реальным. Европейские и американские строители свидетельствуют о том же.
8. Экологическая безопасность. Известно свойство полистирола при нагреве до высоких температур выделять ядовитый удушливый газ. При эксплуатации фундамента такая ситуация вряд ли возникнет, конструкция в толще земли не подвергается опасности возгорания. При правильной технологии утепления возможность перегрева отсутствует.

Таблица размеров пенополистирола Источник it.decorexpro.com

Отдельная тема — устойчивость пенополистирола к химическому воздействию. Кислоты, щелочи, соли, спирты и компоненты строительных смесей на основе цемента не вступают в реакцию с полимером. Опасность представляют органические вещества — углеводороды, растворители, полиэфиры и эфиры, масляные краски, кетоновые соединения, деготь. При взаимодействии с ними полимер разрушается.

Утепление ленточного фундамента

Оптимально утеплять фундамента снаружи. В этом случае конструкция не промерзает и не увлажняется. Такой способ применяют при теплоизоляции на этапе строительства.

При затрудненном доступе к внешней части основания утепляют пенополистиролом фундамент изнутри. Это не убережет конструкции от холода и влаги, но уменьшит теплопотери.

Устройство дренажа и гидроизоляция

Подготовительный этап при вертикальной теплоизоляции ленточного фундамента — устройство дренажа и гидроизоляция наружной поверхности. Эти меры предохраняют конструкции от увлажнения, что сказывается на их работе в лучшую сторону. Отсутствие подсоса влаги дополнительно препятствует промерзанию железобетона.

Гидроизоляция ленточного фундамента Источник readmehouse.ru

На непучинистых грунтах с низким УГВ песчано-щебеночная подушка является дренирующим слоем, на который монтируют фундамент после утрамбовки. При пучинистых почвах дополнительно прокладывают дренажные перфорированные трубы ниже отметки заложения подошвы, делают отвод воды в коллектор, канализацию или сточную канаву.

Гидроизоляцию выполняют в 2 этапа:

1. Обмазывают фундамент мастикой.
2. Наплавляют или приклеивают рубероид.

Монтаж плит пенополистирола

На подготовленную поверхность укладывают плиты ППС с разбежкой швов, совмещая паз и гребень. Толщина теплоизоляции назначается строительным проектом. Ее можно найти теплотехническим расчетом по алгоритмам СНиП 23-01-99, 11-3-79 или с помощью онлайн калькулятора.

Утепление ленточного фундамента пенополистиролом Источник kakpostroit.su

В подземной части пенополистирол монтируют на клей или разогретую гидроизоляцию. Просверливать отверстия строго запрещено. Повреждение защитного ковра приведет к просачиванию воды из прилегающего грунта. К цоколю плиты разрешено крепить специальными дюбелями-грибками.

Процесс утепления фундамента экструдированным пенополистиролом отображен в этом видео:

Заключительные работы

После утепления аккуратно засыпают пазухи непучинистыми материалами — песком, щебнем. По периметру прокладывают горизонтальный слой рубероида шириной 0,7-1 м, плиты пенополистирола. Накрывают гидроизоляцией, бетонируют отмостку по армирующей сетке.

При устройстве мелкозаглубленного фундамента утеплитель монтируют также под подошвой. Для полов по грунту пенополистирол укладывают по всей площади первого этажа, затем заливают стяжку.

Цоколь отделывают штукатуркой, декоративными панелями, плиткой. От грызунов закрепляют мелкоячеистую сетку.

Отделка декоративными панелями поверх ППС Источник seloidacha.ru
Утепление плитного фундамента

Такой вид основания называют утепленной шведской плитой. Фундамент представляет собой сложную конструкцию из слоев тепло- и гидроизоляции, арматуры, ребер жесткости, бетона и встроенной системы отопления. Плиты пенополистирола укладывают на уплотненную подсыпку из дренирующих материалов. Утепляют наружные поверхности цоколя, отмостку.

Утепленная шведская плита Источник mosarmprof.com

Получившаяся «чаша» представляет собой энергосберегающее основание, на которое впоследствии монтируют дом. Такая конструкция служит одновременно полом первого этажа, частью отопительной системы и тепловым аккумулятором. Экономия топливных ресурсов по сравнению с другими видами фундаментов достигает 30%.

Заключение

Утепление подземных частей здания — мера, помогающая сэкономить на обогреве, предохраняющая конструкции от разрушения. Экструдированный пенополистирол для теплоизоляции фундамента — недорогой материал. Выполнить работы с его применением не представляет сложности. Эффект, полученный от энергосбережения при отоплении здания, ощутим уже в первую зиму.

Источник