ГОСТ 59599 «Пена монтажная однокомпонентная полиуретановая в аэрозольной упаковке» среди прочего снизил требования по плотности монтажной пены относительно ГОСТ 30971 «Швы монтажные узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия». В этой статье попробуем разобраться, на что это влияет.
Зачем в пене ограничивают плотность?
В ГОСТ 59599 указана плотность не менее 12 кг/куб.м для пены типа В. «Не менее 12 кг/куб.м» все же лучше, чем то, что планировали указать в одном из первых проектов стандарта: «...не более 30/45 кг/куб.м».
Понимаете – «не более...»? Могло быть и 10 кг/куб.м, и 0,01 кг/куб.м.
Все же лучше, но не так, как нам хотелось бы. Потому что плотность пены связана с ее коэффициентом теплопроводности.
Посмотрите на картинки ниже.
На первой – зависимость коэффициента теплопроводности от размера ячеек. На второй – зависимости этого же коэффициента от плотности для пенополистирола (1) и пенополиуретана (2).
Первый график линейный. Ячейки пены заполнены газом, который отвечает за конвективную составляющую теплопередачи.
Чем меньше диаметр ячейки, тем меньше пространства для газа, чтобы «раскрутиться» и «перенести» температуру с одной стороны ячейки на другую. Кроме того, чем меньше диаметр ячеек, тем их больше в единице объема. Значит, больше «переносов» температуры надо произвести между стенками пор – следовательно, тем дольше идет перенос тепла.
Но вообще, влияние размера ячеек на конвекцию – тема нетривиальная. Рассмотрим ее в другом посте подробнее.
Второй график нелинейный. При увеличении плотности коэффициент теплопроводности сначала падает. В самом деле, чем больше плотность пены, тем меньше газа в ее «массе», а значит, меньше размер пор – и меньше теплопроводность. Но при слишком малых размерах ячеек пена вырождается в сплошной пенополиуретан, и вся теплопередача идет по материалу пенополиуретана. Уменьшается доля конвективного переноса тепла, которая «тормозила» процесс – и теплопроводность на графике растет.
Поэтому ограничить плотность снизу надо. Сверху – тоже, но ограничение сверху возникает, в первую очередь, по экономическим соображениям.
Какая плотность у монтажных пен была раньше?
Среди аргументов за снижение требований по плотности у разработчиков был такой: «Таких пен нет».
Начну с того, что их в самом деле сейчас может и не быть. Монтажные пены объективно стали хуже за последние 20 лет. Это ухудшение качества, возможно, проявилось и в плотности пен – или, наоборот, было вызвано снижением плотности. Поэтому мы задались вопросом, какая плотность у пен была раньше. Нашли несколько отчетов по испытаниям пен в начале нулевых. Например, вот этот:
Пена – европейская. Плотность – 25,4 кг/куб.м.
Также мы исследовали монтажные пены со строительных объектов: приезжали с дружественной оконной компанией на замену окон и вырезали старые монтажные швы:
Обратите внимание: в монтажной пене из далекого 2000 года плотность 22,5 кг/куб.м и нет больших пор.
Получается, что пены по ГОСТ 30971 – с плотностью выше 20 кг/куб.м – существовали. Стало быть, их можно создать и сейчас.
Какая плотность у монтажных пен сейчас?
Современные пены тоже посмотрели. Подробно расписывать ход испытаний не буду – и так все понятно из результатов:
Монтажная пена Purafoam очень близка к целевому значению «20 килограмм на кубометр». Soudal Flexifoam преодолел его с запасом.
С Realist – неоднозначно. Без увлажнения значения очень высоки, но качество шва само по себе получилось низкое – на объекте такое не примут. С увлажнением значение выше 20 кг/куб.м только у одного образца из трех.
Вывод: высокоплотные монтажные пены есть и сейчас. Найти их вполне можно.
Надо ли увеличивать плотность пены?
Скорее да, чем нет.
Да, возможно у монтажной пены настолько большой запас по теплопроводности, что снижение плотности пены – а значит, и увеличение размера ячеек – никто не заметит: возможно, что холодно не будет в любом случае. Это видно по графикам выше.
Но это вопрос отдельного НИОКРа, который никто из разработчиков ГОСТа не проводил. Поэтому просто взять и снизить требование к пене, потому что «именно такие пены сейчас делают» – все-таки неправильно. В таблице результатов по плотности современных пен мы не видим цифры «12 кг/куб.м». Может быть, если делать пены с такой низкой плотностью, то ухудшение качества шва приведет к ухудшению качества всего окна.
Кроме того, увеличение размера ячеек влияет на уменьшение относительного удлинения в монтажной пене, а значит, и на ее долговечность. Но это тема следующих постов.
А что думаете вы? Стоит ли ограничивать плотность пен? Пишите в комментариях к этому посту, ставьте лайк и подписывайтесь на канал.
Приглашаю подписаться и на мой канал в Телеграме, в котором буду выкладывать контент, который никогда не окажется на этом канале в Дзене: https://t.me/+yIYdA9m96NQ3NzE6.