Испытания водой: почему длительное водопоглощение важно для XPS?

Все знают, что водопоглощение — один из ключевых параметров, определяющих качество утеплителя. А если материал применяется в конструкциях, испытывающих контакт с влагой практически в режиме 24/7, то данный показатель № 1 в списке важных свойств. Насколько утеплитель способен противостоять влаге, покажут результаты испытания на длительное водопоглощение. Что это за испытания и в чем их главные преимущества — об этом и поговорим в данной статье.

История появления методик исследования уровня водопоглощения 

Строительная отрасль активно развивается. Появляются новые технологии, а вместе с ними и решения. Еще несколько десятков лет назад обычный пенополистирол был чуть ли не единственным видом полимерной изоляции на строительном рынке, а сегодня разнообразие вариантов очень широко, появился экструзионный пенополистирол, который пользуется спросом и в коттеджном, и в промышленно-гражданском строительстве. Вместе с технологиями развивается и нормативная база, учитывающая мировой опыт.

Так, в самом первом ГОСТе на пенопласт была зафиксирована методика определения водопоглощения материала. Она предполагала полное погружение образца в воду на 24 часа. Ключевой момент заключается именно в полном погружении. Ведь материал применяется не только при утеплении фасадов или кровель, но и в конструкциях, испытывающих более серьезную нагрузку от влаги: фундаментах, полах по грунту, отмостках. Важно было определить, насколько утеплитель способен сохранять свои свойства, контактируя с водой по всей площади. 

При этом следует понимать, что утеплитель в конструкции фундамента или отмостке находится во влажной среде гораздо дольше 24 часов.

В регионах с обильными проливными дождями, высоким уровнем грунтовых вод нагрузка еще больше усиливается. Становится очевидно, что эти факторы необходимо учитывать, оценивая водопоглощение материала, который планируется эксплуатировать в сложных условиях. В западной практике для таких случаев применяют методику полного погружения утеплителя на 28 суток. В российском нормативном поле методика появилась чуть позже. Она подробно описана в ГОСТ EN 12087 (метод 2А), который регламентирует свойства экструзионного пенополистирола. Согласно требованиям, прописанным в данном документе, по итогам испытания образец должен соответствовать следующим параметрам:

На деле это означает, что спустя 28 дней тотального погружения в воду экструзионный пенополистирол имеет водопоглощение не менее 3%, 1,5 или 0,7%. Фактически это означает, что после испытания вода остается только на поверхности или боковых гранях образцов. Вода не проникает в закрытопористую структуру XPS. Дело в том, что ячейки экструзионного пенополистирола очень маленького размера (0,05–0,08 мм), они расположены вплотную друг к другу, между ними полностью отсутствуют пустоты. Именно по этой причине материал не впитывает влагу и не набухает. А вот популярные марки гранулированного пенополистирола обладают крупнопористой структурой, пустоты между ячейками легко принимают влагу, то есть материал при контакте с водой намокает.

Это довольно просто проверить в домашних условиях. Можно взять шприц с подкрашенной жидкостью и попробовать сделать укол в плиту XPS и образец полистирола, произведенного иным способом. XPS воду не пропустит, капля образуется на поверхности. А в плиту одной из бюджетных марок гранулированного полистирола жидкость легко проникнет.

Почему водопоглощение — это важно?

В отличие от утеплителя, вода является проводником и прекрасно пропускает тепло. По этой причине намокший утеплитель уже не выполняет свою основную функцию, возрастает риск промерзания конструкций. Есть и еще один нюанс: вода при замерзании расширяется в объемах. Если она попадет в утеплитель и превратится в лед при замерзании, то материал непременно начнет разрушаться, деформироваться и терять прочностные характеристики. В фундаментах это чревато серьезными последствиями для бетонного основания и всего здания в целом: от появления трещин до полного разрушения.

Длительное водопоглощение на сегодняшний день хоть и не является обязательным требованием, закрепленным в ГОСТе, но служит ключевым показателем качества, особенно в заглубленных конструкциях.

XPS и гранулированный полистирол — есть ли разница в теплопроводности?

А что если вместо экструзионного пенополистирола использовать обычный полистирол? О последствиях, которые могут произойти, если замена будет в фундаменте, полах по грунту и других конструкциях, соприкасающихся с грунтом, уже сказано выше.

Иногда можно встретить мнение, что оба материала почти одинаково удерживают тепло. Это утверждение легко проверить простым экспериментом.Взять морозильную камеру без дверей и герметично закрыть ее сверху плитой обычного полистирола, а снизу плитой XPS. Внутри морозильной камеры температура −18°C, в помещении +23°C. Через час проверяем при помощи тепловизора температуру на поверхности XPS — она колеблется в промежутке +21–+22 °C. А вот гранулированный полистирол лучше пропускает тепло, на его поверхности тепловизор фиксирует температуру +19–+20 °C.

Но ведь в реальных условиях утеплителю часто приходится иметь дело с водой. Значит, важно понимать, как намокший материал умеет удерживать тепло. Проверить это тоже легко, для этого потребуется все та же морозильная камера, только предварительно образцы пенопласта и XPS нужно оставить в ванне с водой при полном погружении на несколько часов.

Эксперимент показывает, что температура XPS, закрывающего морозильную камеру, после погружения остается приблизительной такой же, как и в случае с сухим образцом: +19–+20 °C. Материал не напитался влагой, а потому и сохранил все свои первоначальные свойства. А вот гранулированный полистирол намок, стал лучше проводить тепло, температура на его поверхности опустилась до +13–+15 °C.

Экструзионный пенополистирол за счет своей структуры сохраняет низкое водопоглощение в самых суровых условиях, при длительном контакте с водой. И это свойство особенно важно при устройстве фундаментов, полов, отмостки. От качества и надежности этих конструкций зависит не только энергоэффективность всего здания, но и его конструктивная надежность. Заменить утеплитель в фундаменте в процессе эксплуатации невозможно, поэтому правильнее всего изначально выбирать материал, обладающий отличными показателями при длительном водопоглощении, о чем производитель непременно сделает отметку на упаковке.