Монтажная пена

Монтажная пена — строительный материал, представляющий собой жидкую смесь компонентов в аэрозольном баллоне, которые при выходе из баллона через некоторое время образует твердую пену.

Монтажная пена применяется для:

• герметизации - её уплотняющий эффект особенно полезен для заполнения отверстий и полостей в бетоне, гипсокартоне и кирпичной кладке.
• теплоизоляция - она обусловлены его низкой теплопроводностью (от 0,019 Вт/м К. до 0,023 Вт/м К.). Например слой пенополиуретана толщиной в 2,5 см имеет теплопроводность, идентичную деревянному брусу толщиной в 19 сантиметров или кирпичной стене толщиной в полметра.
• звукоизоляция - после застывания монтажная пена представляет собой пористый материал. Поры являются изолированными друг от друга ячейками и наполнены воздухом. Такая структура является стойкой и эффективной преградой для звуковой волны.
• монтажа - применяют при креплении и фиксации конструкций из металла, дерева и ПВХ. Например, при установке оконных конструкций или для дополнительного закрепления водопроводных труб.

Состав монтажной пены

Все однокомпонентные монтажные пены, независимо от типа и характеристик, имеют принципиально одинаковую основу и принцип действия. В состав пены входит несколько компонентов:

• смесь метилендифенилдиизоцианата (МДИ) и полиолов (многоатомных спиртов) — так называемый преполимер. Это ключевой компонент. Именно при реакции этих компонентов образуется полиуретановая пена, которая затвердевает и приобретает необходимые качества. Внутри баллона эти вещества находятся в жидком состоянии, причем они частично реагируют друг с другом, образуя преполимер.
  В двухкомпонентных монтажных пенах МДИ и полиолы находятся в разных емкостях, а смешиваются они в определенных пропорциях непосредственно перед применением. Обычно для этого применяются специальные пистолеты-смесители.
  
• поверхностно-активные вещества (ПАВ). ПАВ необходимы для образования пены, за счет этих веществ образующиеся пузырьки газа сохраняют свою форму, чем достигается увеличение объема пены и последующее сохранение ее формы. 
  Применение ПАВ и веществ-поровскрывателей обеспечивает достижение пеной необходимых эксплуатационных характеристик.
• вещества-поровскрыватели. Работают совместно с ПАВ, которые частично разрушают пузыри, создавая внутри пены пространственную структуру для выпуска образующихся при реакции газов и газа-вытеснителя.
  Применение ПАВ и веществ-поровскрывателей обеспечивает достижение пеной необходимых эксплуатационных характеристик.
• вспомогательные компоненты. Это широкий набор веществ, индивидуальный для каждого типа пены и производителя. В состав пены могут входить консерванты и стабилизаторы, пластификаторы и разного рода защитные компоненты.
  Особое место занимают специализированные компоненты, обеспечивающие нормальное образование пены в различных климатических условиях (в том числе и при отрицательных температурах) и повышение класса пожарной безопасности.
• газ-вытеснитель (пропеллент). Это смесь газов, находящаяся в баллоне частично в газовой фазе, частично сжиженных, частично растворённых в преполимере. Он служит для выталкивания преполимера из баллона и образование пузырьков пены.

Принцип работы монтажной пены

Образование монтажной пены основывается на нескольких простых принципах.

При выходе из баллона смесь за счет действия газа вскипает — образуется множество мелких пузырьков, которые фиксируются ПАВ.

При контакте смеси МДИ и полиолов с влагой воздуха или поверхностей, происходит реакция полимеризации — образуется полиуретан, который со временем затвердевает и остается в виде прочной и легкой пены. Побочным продуктом реакции полимеризации является углекислый газ, который за счет своего давления еще больше расширяет пену.

Для образования твердой и мелкопористой пены, которая не даст усадку, необходимо соблюсти баланс между расширением и толщиной стенок пузырьков. Чтобы углекислый газ и газы-вытеснители, оставшиеся в пузырьках, чрезмерно не расширили пену, в состав вводятся поровскрыватели — они частично разрушают стенки пузырьков, обеспечивая выход газов из пены.

После завершения всех реакций может происходить вторичное расширения пены, но через несколько часов она застывает, приобретая привычный желтоватый оттенок.

Виды монтажной пены

Существует несколько классификаций монтажной пены.

Монтажная пена по объёму работ

По объему работ монтажную пену можно разделить на:

• бытовую. Бытовая монтажная пена чаще всего поставляется в баллоне небольшого объема (от 250 мл) и имеет в комплекте трубку-адаптер для работы без пистолета. По своим характеристикам бытовая пена может уступать профессиональной, что сказывается и на ее цене.
• профессиональная. Профессиональная пена может поставляться в больших баллонах (вплоть до 1000 мл), она имеет резьбовую насадку для установки в специальный дозирующий пистолет, и обладает лучшими характеристиками. 

Разные виды монтажной пены.
Слева - бытовая. Справа - профессиональная

Т.е. в данном случае пены отличаются типом клапана, некоторыми характеристиками и объемом баллона (не всегда).

Однако многие производители выпускают универсальные пены в комплекте с адаптерами-трубками, которые в то же время можно наносить и с помощью пистолета.

Сезонность монтажной пены

В зависимости от оптимальной температуры использования монтжная пена бывает:

• летняя. Допустимая температура применения от +5 до +35°С. Такая пена смесь служит для внешних работ в теплое время либо в отапливаемых помещениях.
• зимняя. Служит для работы при минусовых температурах: до −10°C, а у некоторых производителей и до −25°C. Может работать и при плюсовых температурах: до +35°С
  Однако при работе при минусовых температурах температура баллона всё равно должна быть не ниже нуля (лучше если не менее +10°C...+20°C), а поверхность не должна быть покрыта льдом, инеем или снегом.
• всесезонная. Всесезонная монтажная пена работает в более широком диапазоне температур, у некоторых производителей от −10°C до +40°C. Это компромиссный вариант, удобный для выполнения работ в межсезонье. 

Помните, чем ниже температура в которой применяется пена, тем меньший объем она набирает. 

Количество компонентов монтажной пены

По количеству компонентов монтажная пена бывает:

• односоставной (однокомпонентные). Готовые к использованию пены, поставляются в баллонах. Пена схватывается под действием атмосферной влажности. Поэтому это самый распространённый вариант.
• двухсоставные (двухкомпонентные). Состоят из полимерной основы и активаторов. Реакция отверждения происходит при смешивании двух компонентов, которые до момента нанесения находятся изолированно друг от друга.
  Помимо более долгого срока хранения, двухкомпонентная пена быстрее застывает, не имеет вторичного расширения и обладает более высокими характеристиками качества.

Классы огнестойкости монтажной пены

Для определения уровня защиты от возгорания огнестойкой монтажной пене присваиваются различные классы термостойкости:

• В1 – класс с наибольшей степенью сопротивления открытому огню. Строительная масса категории В1 не подвержена горению, не выделяет едкий дым, при устранении источника возгорания самостоятельно затухает. Обычно используется для обработки противопожарных дверных проемов/окон, а также для герметизации швов рядом с источником огня. Выдерживает нагрев в течение 2–3 часов.
• В2 – средний класс огнестойкости. При нагреве выделяется небольшое количество токсичного вещества. При ликвидации очага открытого пламени пена сама потухает. При длительном термическом воздействии начинает плавиться.
• В3 – хотя имеет огнеупорные свойства, по сравнению с предыдущими классами – легкоплавкий состав. При нагреве начинает выделять токсичный дым. Не может использоваться по нормативам огнестойкости в общественных местах и детских учреждениях.

Помимо класса негорючая монтажная пена на баллоне имеет маркировку. Значения цифр EI 30, 60, 90, 120 показывает количество минут сопротивления материала пожару в помещениях.

Цвет монтажной пены

Застывшая пена обычно светло-жёлтого или бледно-жёлтого цвета. Со временем она лишь больше желтеет.

Негорючие варианты пены имеют розовый оттенок.

Производители могут выпускать пены других цветов: зелёные, синие, черные и т.п. Но такие пены встречаются редко. С другой стороны особой важности в цвете нет (конечно, если производитель так не обозначает особенности данной пены), т.к. пену обычно чем-то заделывают сверху чтобы она дольше прослужила.

Плотность монтажной пены

Важным параметром монтажной пены является плотность. Для бытовой разновидности нормальной считается плотность 1525 кг/м.куб. для профессиональной – 2535 кг/м.куб. Пена может иметь мелкие или крупные поры.

Выбор плотности зависит от конкретных задач, для которых применяется состав. Например, заделку швов лучше всего осуществлять плотной пеной с ячейками одного размера.

Для получения очень плотного шва необходимо приобретать пену с низким показателем вторичного расширения.

Как наносить монтажную пену

Работать монтажной пеной необходимо в соответствии с идущей к ней инструкцией (написана на баллоне).

Но вот общие принципы нанесения монтажной пены

• не покупайте монтажную пену у которой срок годности подходит к концу: чем больше времени стоит баллон, тем более вязким становится состав внутри него. И тем меньше будет получившийся объём пены.
• работы с монтажной пеной выполняются при той температуре, которая указана производителем на баллоне.
• если планируются работы на улице в холодное время, то баллон должен иметь комнатную температуру. В противном случае сначала его необходимо подогреть (но никакого открытого огня!): баллон нужно подержать в теплом помещении не меньше 10 часов (а лучше сутки). Последнее относится и к тому если вы принесёте баллон с пеной из холодного места (например, зимой с улицы).
• перед работай баллон необходимо хорошо взболтать.
• для сокращения расхода газа-вытеснителя при распределении состава, баллон держится вверх днищем. Но не вертикально вверх, а под углом в 45 градусов. Придерживание таких рекомендаций сократит расход пены и увеличит её сцепливаемость.
• для удобства и экономичного расхода пены используйте монтажный пистолет.
• перед нанесением пены нужно подготовить полость (место которое хотите запенить) - очистить от пыли и грязи,
• смочите заполняемую пеной полость водой: увлажнение повлияет на ровное распределение пены и прочность сцепливания. Но делать это следует без фанатизма (чтобы на поверхности не было капель и не скапливалась вода), иначе её избыток будет препятствовать соединению пены с поверхностью.
• размер заполняемой полости должен быть не более 4 см в ширину и 5 см в глубину. Если он больше, то целесообразно воспользоваться уплотнителями для сокращения пространства и уменьшения вероятности стекания массы под своим весом (это могут быть кирпич, деревянные бруски, утеплители)... или заполнять их в 2-3 этапа с интервалом в 10–15 минут между этапами.
• полость заполняют зигзагообразными движениями снизу вверх (так пене будет на чём держаться), где-то на 1/3- 1/2 объёма полости, т.к. пена будет расширяться.
• через 24 часа лишнюю застывшую пену аккуратно обрезают ножом.
• во время работы баллон необходимо периодически встряхивать.
• после высыхания пены те участки, где её мало, заполняют дополнительным слоем, действуя как описано выше.
• чтобы слой получался равномерным, необходимо курок отпускать как можно реже.
• в бытовой монтажной пене у дозатора можно срезать кончик под углом 45°: шов будет толще (чем острее будет угол тем толще будет шов).
• обычно пена имеет отличное сцепление с большинством строительных материалов (бетон, кирпич, древесина, ПВХ и т. п.), но не со льдом, тефлоном, полиэтиленом, силиконом, маслянистыми поверхностями.
• пена под воздействием ультрафиолетового излучения темнеет и разрушается, поэтому ее нужно защищать от прямых солнечных лучей: закрыть специальными клейкими лентами, акриловым герметиком или хотя бы покрасить.

Расход монтажной пены

На выходе из баллона получается совсем другой объем пены чем сам объём баллона. Это из-за вспенивания. Для этого производители используют параметр объем выхода пены. Этот параметр указывает пространство, которое займет застывшая пена.

Для расчёта можно принять что 1 л. пены в баллоне даёт расширение до 20–70 л (у бытовых меньше, у профессиональных больше). Эту характеристику большинство производителей указывает на видном месте баллона.

Также на расширение пены влияют:

• температура нанесения. Чем ниже температура, тем меньше расширение. Зимние виды пены материала расширяются меньше.
• способ нанесения. Монтажный пистолет дает более экономичный расход.
• опыт работ. При недостаточной сноровке расход может увеличиться в до 3-х раз.

В ходе застывания пены идёт выделение углекислого газа, что способствует увеличению объема пены. Некоторые поры открываются и выпускают избытки газа. По этой причине процесс увеличения объема может идти неконтролируемо. Особенно сложно оценить, как проходит вспенивание в закрытом от глаз (труднодоступном) месте. Наибольшее расширение происходит сразу после выхода состава из баллона, такое увеличение объема называют первичным.

Первичное расширение – это основное свойство пены, которое заключается в способности увеличиваться в объеме и заполнять собой пустоты при переходе из жидкого в твердое состояние. Для бытовой монтажной пены это показатель обычно достигает 60%, у профессиональных доходит до 300%.

Для оценки увеличения объема необходимо учитывать параметр вторичного расширения. Оптимальное значение параметра для качественного продукта не должно превышать 20%. Если вторичное расширение превосходит этот показатель, то это может приводить к разрыву утепляемых конструкций. Прочный каркас, конечно, не разорвет, но лишняя пены выдавится из щелей и ее придется отрезать.

Обратный процесс расширения называется усадкой, когда затвердевшая пена начинает терять объем. В результате все щели и швы "открываются", теплоизоляция перестает быть эффективной. Иногда усадка пены приводит к отрыву одной из скрепляемых плоскостей. К усадке приводит низкая плотность и открытие слишком большого количества ячеек. Параметр усадки не должен превышать 5%.