Uszczelnienie, wypełnienie, wygłuszenie – pianki poliuretanowe w budownictwie

 Na rynku dostępne są dwa rodzaje pianek:

• jednoskładnikowe,
• dwuskładnikowe – szybko wysychające i o bardziej zwartej strukturze.

Geneza pienienia

Pianka powstaje wskutek reakcji dwóch podstawowych płynnych komponentów: gazu metylodifenylodizocyjanianu (tzw. MDI lub poliizocyjanian) oraz poliolu, alkoholu wielowodorotlenowego, którym może być poliester i/lub polieter (fot. 1).

Pianki na bazie poliestrów są sztywniejsze i mniej odporne na czynniki środowiskowe, zaś te na bazie polieterów są bardziej elastyczne i mają większą trwałość.

Aby doszło do reakcji spienienia i utwardzenia, konieczna jest obecność wody, wilgoci w powietrzu (dla pianek jednoskładnikowych) lub gazu obojętnego, np. azotu, izobutanu (dla pianek dwuskładnikowych).

W ten sposób powstaje materiał stabilny chemicznie, o komórkowej strukturze, w którym 90% kapsuł jest zamkniętych i wypełnionych powietrzem. Dzięki takiej budowie pianka ma mały ciężar właściwy i charakteryzuje się dużą spójnością wewnętrzną.

W zależności od przeznaczenia pianki stosuje się dodatkowe komponenty, które wpływają na jej właściwości higroskopijne, szybkość schnięcia itp.

Właściwości pianek jedno- i dwuskładnikowych

O sposobie przygotowania wyrobu decyduje jego przyszłe zastosowanie.

Piany jednoskładnikowe, niskoprężne, mają mniejsze komórki, co sprawia, że mają lepszą przyczepność z uwagi na większą liczbę punktów styku z powierzchnią. Również wytrzymałość mechaniczna, czyli podatność na rozciąganie i ściskanie, jest wyższa, ponieważ mniejsze komórki są bardziej elastyczne.

Z kolei pianki dwuskładnikowe, o strukturze zamkniętych, wypełnionych powietrzem kapsuł, są dobrymi izolatorami i wypełniaczami. Przepuszczalność pary wodnej jest wyższa w gąbczastej strukturze niż w zwartej i gęstej. Pianki te szybciej twardnieją dzięki obecności wszystkich składników potrzebnych do reakcji, w odróżnieniu od pian jednoskładnikowych, które do procesu twardnienia potrzebują wilgoci z zewnątrz.

Jeśli chodzi o parametry decydujące o przewodzeniu ciepła, lepiej wypadają poliuretanowe pianki dwuskładnikowe.

Ich wartość współczynnika λ jest porównywalna z wartością styropianu (λ = 0,04 W/(m·K)) i kształtuje się na poziomie od 0,030 do 0,036 W/ /(m·K) (wraz z rozwojem technologii można liczyć na dalsze obniżanie wartości współczynnika przewodzenia ciepła aż do λ = 0,020 W/(m·K)). Skuteczność izolacyjna pian jednoskładnikowych jest nieco niższa – λ może wynieść 0,060 W/(m·K). W odróżnieniu np. od wełny mineralnej przewodzenie ciepła pianki poliuretanowej nie jest zależne od wilgotności powietrza.

Ze względu na dobrą przyczepność pianki mogą być nakładane niemal na każdą powierzchnię budowlaną, wewnątrz i na zewnątrz budynków. Wyjątkiem są podłoża z: polietylenu, polipropylenu, teflonu oraz silikonu.

Z uwagi na proces spieniania i twardnienia pianki muszą być nakładane w temperaturach pokojowych – od +10°C do +30°C. Producenci oferują również wzbogacone pianki do stosowania w warunkach zimowych (ich nakładanie możliwe jest przy temperaturze do –10°C).

Pianki poliuretanowe mają zadowalającą odporność na wilgoć, ich współczynnik przepuszczalności pary wodnej wynosi ok. 70 g/m2/24 h.

Poziom absorpcji wody zależy od rodzaju pianki i mieści się w granicach 0,3–0,4% objętości. W wilgotności powietrza wynoszącej 98% pianka wchłania mniej niż 2 g wody na m2.

Pianki poliuretanowe są materiałem biologicznie neutralnym, odpornym na mikroorganizmy, pleśnie i gnicie. Nie reagują z olejami, smarami, rozpuszczalnikami organicznymi, rozcieńczonymi kwasami i zasadami.

Pianki poliuretanowe same nie są odporne na promieniowanie ultrafioletowe (UV), ale dobrze reagują z farbami, tynkami zabezpieczającymi przed szkodliwym działaniem promieni słonecznych. Pianki są materiałem z grupy trudnopalnych, samogasnących. Ogień nie jest podtrzymywany po usunięciu płomienia.

Produkowane są w trzech klasach palności: B1 – trudno zapalne, B2 – normalnie zapalne i B3 – łatwo zapalne. Są odporne na temperaturę od –40°C do +145°C (pianki zmodyfikowane dodatkami antypirenowymi). Okres użytkowania pianek wynosi 25–30 lat, co sytuuje je w kategorii materiałów trwałych.

Zastosowanie i sposób użycia

Najczęściej pianki poliuretanowe wykorzystywane są przy montażu i uszczelnieniach.

Najpopularniejsze ich zastosowania to:

• montaż, uszczelnianie i łączenie ościeżnic okiennych, drzwiowych, bram garażowych i rolet (którym stawia się szczególne wymogi w zakresie wysokiej izolacyjności akustycznej).

Równie często używa się ich do wypełniania pęknięć i szczelin w połączeniach między elementami przegród budowlanych, wypełniania prześwitów i bruzd dla rur i przewodów instalacyjnych w ścianach, stropach i dachach, do izolacji cieplnej dachów i stropodachów, wygłuszania, łączenia i uszczelniania prefabrykowanych elementów drewnianych w konstrukcjach szkieletowych.

Inne zastosowania to:

• wypełnianie szczelin wokół kominów i okien dachowych, szczelin między płytami styropianowymi w systemach ociepleń ścian zewnętrznych oraz przy przyklejaniu elementów ociepleń ścian zewnętrznych, osadzaniu progów, schodów, parapetów i innych elementów wykończeniowych.

Pianki poliuretanowe dostępne są w ciśnieniowych opakowaniach o pojemności od 300 ml do 750 ml. Do pojemników dołączony jest wężyk aplikacyjny. Bardziej precyzyjną metodą aplikacji jest dozowanie pianki za pomocą pistoletu, w którym umieszcza się opakowanie z pianką.

Należy pamiętać, że przed użyciem pojemnikiem należy energicznie wstrząsnąć, aby wymieszać piankę z gazem nośnym. Aplikacja z pojemnika musi odbywać się w pozycji do góry dnem z uwagi na obecność gazu w opakowaniu ciśnieniowym.

Dokładny sposób użycia pianki poliuretanowej można prześledzić na przykładzie montażu ościeżnicy okiennej (fot. 2–4). W pierwszej kolejności powierzchnie montażu należy zabezpieczyć przed zabrudzeniem.

Ościeżnice powinny być zakotwiczone i rozparte wcześniej, piana ma bowiem dużą siłę rozprężania i może odkształcić niestabilne elementy. Powierzchnia, na którą nakładana będzie piana jednoskładnikowa, powinna zostać zwilżona (spryskana).

Warto także spryskiwać pianę podczas utwardzania, co pozwoli uniknąć powstania plennego, niespienionego trzpienia. Warunki idealne do procesu tworzenia komórek i utwardzania piany to temperatura pokojowa i wilgotność względna na poziomie 60%. Szczeliny pionowe należy wypełniać od dołu ku górze.

Aby zagwarantować utwardzenie piany w całej grubości warstwy, strumień po wyjściu z wężyka lub pistoletu powinien mięć średnicę ok. 1 cm, po utwardzeniu zaś nie większą niż 3 cm. Jeżeli szczelina jest szersza niż 3 cm, należy nałożyć jedną warstwę, poczekać, aż stwardnieje, następnie ponownie zwilżyć i nałożyć kolejną warstwę piany.

Wciskając pianę w ościeżnice, należy aplikować strumień o długości 10 cm, następnie zrobić przerwę (ok. 25 cm) i ponownie wycisnąć 10 cm piany. Przerwy wypełnia się po stwardnieniu piany.

Po upływie 0,5–2 godz. proces tworzenia komórek powinien być zakończony, a pianka poliuretanowa utwardzona na całej grubości. Wypełnienie jest więc gotowe do tego, aby nadać mu ostateczny szlif – uformować w dowolny kształt oraz zabezpieczyć przed szkodliwym promieniowaniem UV.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!