Polystyren (též polyvinylbenzén) se vyrábí polymerací styrénu. Jedná se o tuhou křehkou hmotu, v přirozeném stavu dokonale bezbarvou a průsvitnou. Může být i neprůhledný. Polystyren patří mezi nejpoužívanější izolační materiály. Důvod je zřejmý - na jednu stranu vyniká svými tepelněizolačními vlastnostmi, na stranu druhou je cenově dostupný. Ve stavebnictví se polystyren úspěšně používá desítky let a od svého vzniku v polovině 20. století prošel velkým vývojem. Dnes na trhu narazíte na polystyreny vyráběné různými technologiemi a s rozličnými vlastnostmi. Pro každý typ konstrukce budete potřebovat jiný typ polystyrenu.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Extrudovaný polystyren označovaný zkratkou XPS (Extruded PolyStyrene Foam) byl vyvinut chemickou společností Dow Chemical ve čtyřicátých letech minulého století na základě požadavku amerického ministerstva obrany. Po ukončení války byl tento výrobek s vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi uvolněn i pro komerční využití. V padesátých letech minulého století vznikl na základě existence extrudovaného polystyrenu i koncept obrácené střechy, který poprvé umožnil použít tepelnou izolaci na vnější straně střešního pláště. U nás byl XPS jako tepelná izolace poprvé použit na konci sedmdesátých let minulého století na budově Kongresového centra v Praze ve skladbě DUO střechy s pochozí úpravou. Postupně začaly výrobky z XPS vyrábět i jiní výrobci a dnes se používá pro mnoho aplikací.
Výroba a vlastnosti XPS
Extrudovaný polystyren (XPS) se vyrábí extruzí (vytlačováním) taveniny krystalového polystyrenu za současného sycení vypěňovadlem, které po uvolnění tlaku umožní na konci vytlačovacího zařízení napěnění materiálu. Prvotní surovinou pro výrobu XPS je ropa, dále polystyrenový granulát, který se extruduje rozpínavými plyny. Vznikají tak přesné izolační desky ve vysoké kvalitě a s velmi přesnými rozměry.
Hlavní předností extrudovaného polystyrenu XPS je uzavřená struktura pórů, což zaručuje téměř nulovou nasákavost. XPS se vyznačuje velkou pevností v tlaku. Extrudovaný polystyren se liší od pěnového polystyrenu nejen svojí homogenní strukturou pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a barvou, ale zejména významně vyšší pevností v tlaku, minimální nasákavostí, ale i nižší hodnotou maximálního tepelného namáhání. Právě minimální hodnoty nasákavosti XPS jej předurčily jako jedinou tepelnou izolaci, kterou je možné položit na hydroizolaci a vystavit po celou dobu životnosti střechy působení vlhkosti a teplotním vlivům - tedy vytvořit tzv. obrácenou střechu, neboli střechu s opačným pořadím vrstev.
Další výhodou XPS je hladká plocha po opracování (např. ohybu). Tato vlastnost je daná homogenní strukturou desek.
Čtěte také: Výběr polystyrenu pro zateplení
Hlavní nevýhodou XPS je malá odolnost vůči UV záření. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky.
Použití extrudovaného polystyrenu (XPS)
Nejvíce je XPS znám v podobě desek jako tepelná izolace ve stavebnictví, jako tepelně izolační materiál pro výrobu sendvičových panelů, dveřní a okenních výplní, v automobilovém průmyslu či jako obalový materiál. Používá se zejména do konstrukcí staticky zatěžovaných a exponovaných vodou, jako je tepelná izolace stěn v kontaktu s terénem a sokly budov, střechy s opačným pořadím vrstev, pod plošné základy, pojížděné střechy atd. Pro tyto své vlastnosti se poté používá jako tepelná izolace v přímém styku s vlhkostí jako jsou například spodní stavby, exteriérové zdi, ochrana hydroizolace plochých střech, fasádní sokly, ostění oken a dveří nebo jako pevnostní tepelná izolace pro zatížené podlahy, průmyslové podlahy, parkoviště, střešní terasy a jiné. Polystyreny vyráběné extruzí se využívají také jako tepelná izolace jednoplášťových střech s obráceným pořadím vrstev.
Výrobci extrudovaného polystyrenu nabízí celou řadu výrobků, které je možné použít nejen na vytvoření tepelné izolace plochých střech, ale i šikmých střech, podlah, suterénního zdiva a fasád. Přípustné zatížení tepelné izolace v tlaku je uvedeno pro použití XPS v obrácené střeše nebo v DUO střeše. Extrudovaný polystyren se označuje zkratkou XPS a číslem, které označuje napětí při 10% stlačení materiálu.
Zpravidla se jedná o desky 1250 x 600 mm, nejčastěji s polodrážkou nebo kolmou hranou, pro použití na sokl se zdrsněným povrchem pro lepší přilnutí lepidla. Jsou nenasákavé a dostupné v různých barevných provedeních. Tloušťka desek se pohybuje od 30 do 200 mm (u DUO střechy se používají zpravidla od tl. 80 mm).
Významní výrobci a dodavatelé XPS
Mezi nejvýznamnější české výrobce a dodavatele extrudovaného polystyrenu XPS patří Synthos s produktem shodné značky, společnost Ursa, která vyrábí extrudovaný polystyren stejné značky, a také společnost Bachl. Značku XPS Austrotherm zastupuje v ČR společnost Baumit, značka Fibran Eco patří společnosti Penopol. Výhradním dodavatelem německého XPS Styrodur od společnosti BASF je Isover.
Čtěte také: Jak vybrat řezačku na XPS?
Pěnový polystyren (EPS)
Nejpoužívanějším typem polystyrenu je expandovaný neboli pěnový polystyren. Za jeho vznik vděčíme především chemikovi a inženýrovi Fritzovi Stastnemu, který vynalezl způsob výroby pěnových polystyrenových kuliček už před rokem 1949.
Výroba a vlastnosti EPS
Pěnový EPS polystyren vzniká polymerací styrenu. Vyrábí se napěněním polystyrenových perlí o velikostech podle druhu použití (cca 0,63 - 3,15 mm). Materiál je rozvolněný, není stlačen do desek. Expandované polystyrenové kuličky jsou někdy dodávané s příměsí proti škůdcům. Vynikající tepelněizolační vlastnosti má díky svým buňkám, které obsahují vzduch. Objemová nasákavost je při úplném ponoření do 5 %.
Výhodou EPS je také snadná opracovatelnost, nízká hmotnost a cenová dostupnost. Expandovaný pěnový polystyren se označuje zkratkou EPS a číslem, které vyjadřuje napětí v kPa při 10% stlačení. Pro stavební účely se používá EPS 70 až 150.
Do stavebních konstrukcí se používá EPS samozhášivý, který obsahuje tzv. retardéry hoření způsobující, že při odstranění zdroje hoření materiál sám uhasne. Dále stabilizovaný EPS, tzn., že desky dané tloušťky byly z bloků nařezány až po tom, co proběhlo přirozené smrštění materiálu obvyklé v prvních týdnech po jeho vyrobení. Po krátkém odležení polystyren vykazuje jen minimální změny v rozměru po nařezání. EPS se používá do stavebních konstrukcí bez zvláštních požárních požadavků. V případech, kdy to požární předpisy vyžadují (například u zateplovacích systémů budov o větších výškách a u skladeb střech), se obvykle nahrazuje deskami z minerálních vláken.
Typy a použití pěnového polystyrenu (EPS)
- EPS 70: Uplatňuje se v zateplovacích systémech a jako spodní vrstva tepelné izolace nepochůzných plochých střech.
- EPS 100: Nejčastěji se používá právě do plochých střech jako vrchní vrstva tepelněizolačních vrstev plochých střech nebo jako izolace do podlah s malou zátěží.
Fasádní pěnové polystyreny se používají pro vnější kontaktní zateplovací systémy - ETICS. Polystyrenové desky na fasády se označují písmenem F a vyrábí se v různých tloušťkách. Pro standardní izolaci fasády se obvykle používají polystyrenové desky o tloušťce 50-160 mm. U fasádního EPS polystyrenu se kladou vysoké nároky zejména na rozměrovou přesnost, aby byla možná pokládka bez mezer, a tedy bez vzniku tepelných mostů.
Čtěte také: Vše o XPS izolaci
Polystyren označený písmenem S je stabilizovaný, což znamená, že nemění své rozměry. Stabilizace se provádí uskladněním (odležením) po výrobě, čímž dojde k jeho dotvarování. Polystyreny určené pro zateplování podlah se dříve označovaly písmenem Z a představovaly základní variantu, u které nebyla vyžadovaná vysoká rozměrová přesnost. Před pár lety však z důvodu změny normy a zlepšování výrobních technologií mnozí výrobci od dělení na stabilizované a základní ustoupili. Dnes se tak vyrábí jen podlahové polystyrenové desky, které jsou kvalitativně na úrovni desek označovaných S.
Šedý grafitový polystyren
Vedle tradičních bílých polystyrenových desek tak narazíte například na šedé polystyrenové desky, které mají díky nanočásticím grafitu lepší izolační vlastnosti. Jedná se o obdobný materiál, jako bílý EPS. Do materiálu je přidána přísada z grafitových nanočástic, díky níž se významně snižuje sálavá složka přenosu tepla v izolačním materiálu. Lze využít materiálový základ bílý polystyren či grafitový polystyren.
Perimetrické a soklové desky
Existují také perimetrické a soklové desky různých barev, které mají nízkou nasákavost a vysokou pevnost v tlaku. Perimeter se vyrábí tzv. vypěňováním do formy. Výrobek se dále nedělí. Na rozdíl od EPS má uzavřenou strukturu povrchu. Tento polystyren má obvykle dlouhodobou objemovou nasákavost při úplném ponoření < 3 % (dle ČSN EN 12 087), a proto může být užívaný pro izolaci podzemních částí budovy, soklů (do míst exponovaných vodou), kde díky profilaci povrchu může plnit i drenážní funkci, a pro podlahy na terénu bez nároků na kročejový útlum. Někteří výrobci uvádějí použití i pro inverzní střechy.
Významní výrobci a dodavatelé EPS
Na českém trhu působí množství výrobců expandovaného pěnového polystyrenu EPS. Většina z nich má ve výrobním programu rovněž šedý grafitový polystyren a perimetr. Mezi výrobce patří DCD Ideal, Bachl, Izopol Dvořák, Penopol, Polyform, P-Systems, Rapol, Sepas, Styrotrade, Synthos, Terman-Janoušek, Termax a Vodotop FM. Mezi největší dodavatele nebo výrobce patří Dektrade a Isover.
Porovnání XPS a EPS
Následující tabulka shrnuje klíčové rozdíly mezi extrudovaným a expandovaným polystyrenem:
| Vlastnost | Extrudovaný polystyren (XPS) | Pěnový polystyren (EPS) |
|---|---|---|
| Struktura pórů | Uzavřená | Otevřená (kuličky s mezerami) |
| Nasákavost | Téměř nulová (minimální) | Do 5% objemové nasákavosti |
| Pevnost v tlaku | Velmi vysoká (až 10 MPa) | Nízká (0,1-0,2 MPa) |
| Odolnost vůči vlhkosti | Velmi vysoká | Nižší |
| Homogenita | Homogenní | Drobí se na kuličky |
| Odolnost vůči UV záření | Nízká | Vyšší (ale i tak je vhodné chránit) |
| Použití | Zatěžované konstrukce, vlhké prostředí, obrácené střechy, sokly, základy | Fasády, střechy (nepochozí), podlahy (s malou zátěží), příčky |
| Cena | Dražší | Cenově dostupnější |
Lepidla na polystyren
Při práci s polystyrenem je důležité používat speciální lepidla, která jsou vhodná pro tento materiál. Lepidlo na polystyren je nejčastěji disperzní na bázi akrylátu nebo modifikovaného polyvinylacetátu. Lepidel vhodných pro lepení polystyrenu je celá řada. Lepidla můžeme rozdělit na dvě skupiny. První skupina lepidel je založena na některé z chemikálií, které polystyrén rozpouštějí. Tato lepidla naleptávají povrch lepených dílů a většinou poskytují kvalitní a pevný spoj.
Jako lepidlo můžete použít směs čirého polystyrenu a toluenu. Vezměte nějakou lékovku, dejte do ní kousky čirého polystyrenu (rozbité krabičky od cédéček, sýrů, licí stromečky z plastikových stavebnic apod.) a zalejte toluenem. Skleničku uzavřete. Asi za půl hodiny je lepidlo hotové. Toto lepidlo se velice snadno zateče někam, kam nemá. K lepení pěnového polystyrenu se toto lepidlo výslovně nehodí, lepení vám totiž vyžere díru do materiálu. S lepidly založenými na rozpouštědlech nelepte pěnový polystyren ani dřevo.
Jak pracovat s polystyrenem a potřebné příslušenství
V případě potřeby dalšího upevnění polystyrenu, například při montáži na stěnu, se používají hmoždinky nebo hřeby speciálně určené pro polystyren. Pro řezání polystyrenu použijte řezačku na polystyren. Existuje nespočet typů polystyrenových desek a vždy je potřeba vybrat takový, který je pro své vlastnosti vhodný ke konkrétnímu způsobu využití.
tags: #extrudovaný #polystyren #kuličky #informace