Особенности поведения пенополистирола при воздействии высоких температур
Пенополистирол - один из наиболее распространенных теплоизоляционных материалов в современном строительстве. Его широкое применение обусловлено низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью, низким водопоглощением, устойчивостью к гниению. В зависимости от технологии производства различают вспененный (EPS) и экструдированный (XPS) пенополистирол.
В промышленности пенополистирол получают путем вспенивания полистирола специальными вспенивающими агентами (пентан, изопентан, углекислый газ и др.). По причине своего химического состава пенополистирол является пожароопасным материалом и имеет следующие показатели пожарной опасно: группа горючести - Г4 (сильногорючий), группа по воспламеняемости - В3 (легковоспламеняемый), группа по дымообразующей способности - Д3 (с высокой дымообразующей способностью), группа по токсичности продуктов горения Т3-Т4 (высоко- и чрезвычайноопасные, по скорости распространения пламени РП3-РП-4 (умеренно- и сильнораспространяющие).
Высокая пожарная опасность пенополистирола подтверждается и другими показателями. Температура воспламенения составляет 200-220 оС, но может быть увеличена путем добавления в исходный состав пенополистирола антипиренов. Скорость горения может достигать 10-11 м/мин. Кроме того, пенополистирол обладает высокой удельной теплотой сгорания - порядка 40 МДж/кг, что сравнимо с удельной теплотой сгорания бензина.
При нагревании пенополистирола происходят различные химические и физико-химические процессы. При нагревании до 90-100оС пенополистирол переходит из стеклообразного в высокоэластичное состояние, при этом наблюдается механическая деформация - материал уменьшается в объеме. При дальнейшем нагревании по достижении температуры 160 оС происходит термическое разложение пенополистирола с выделением стирола. Для самозатухающих марок начало термической деструкции происходит при более высоких температурах - при 260-270 оС.
Плавление пенополистирола происходит при температурах 240-260 оС, сопровождаемое образованием горячих капель. Интенсивное разложение материала начинается при достижении температуры 300 оС и сопровождается интенсивным выделением газообразных продуктов термодеструкции. С повышением температуры процесс интенсифицируется и при достижении 460 оС происходит воспламенение пенополистирола, вызванное окислением пироуглеродного каркаса.
Одним из способов защиты пенополистирола является нанесение на него штукатурных составов. Этот метод широко используется при использовании данного материала в системах фасадной теплоизоляции. Однако, при нагреве пенополистирола в результате интенсивного теплового воздействия возможно обрушение штукатурного слоя, в результате которого возможно воспламенение пенополистирола с дальнейшим распространением пожара по фасаду здания.
Таким образом, понимание особенностей поведения пенополистирола при воздействии высоких температур необходимо для обеспечения пожарной безопасности конструкций с использованием данного материала.
