Во многих источниках написано, что для утепления кровли рекомендуют использовать пенополиуретан фактической плотностью от 50кг/м3 и выше, так как данная плотность позволяет выдерживать массу человека, но подтверждающих данных мы никаких не нашли. Поэтому мы провели эксперимент, чтобы обосновать эту рекомендацию на цифрах. Замерили прочность на сжатие готовых образцов ппу следующих марок: «РПК НФ-303», «РПК НВ-303», «РПК НФ-403», «РПК НФ-503», «РПК НФ-603». Затем замерили какое усилие оказывает человек на площадь подошвы с определенным весом на ППУ.
Таблица 1. Прочность на сжатие готового пенополиуретана марки «РПК НФ-303» (фактическая плотность 33 кг/м3)
Процент сжатия, % | Давление, кН | Прочность при сжатии, Н/мм2 | Давление, кгс/м2 | Давление, Па |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0,015 | 0,006 | 611,832 | 5995,9536 |
2 | 0,04 | 0,016 | 1631,552 | 15989,2096 |
3 | 0,09 | 0,036 | 3670,992 | 35975,7216 |
4 | 0,12 | 0,048 | 4894,656 | 47967,6288 |
5 | 0,17 | 0,068 | 6934,096 | 67954,1408 |
6 | 0,23 | 0,092 | 9381,424 | 91937,9552 |
7 | 0,28 | 0,112 | 11420,864 | 111924,4672 |
8 | 0,31 | 0,124 | 12644,528 | 123916,3744 |
9 | 0,35 | 0,14 | 14276,08 | 139905,584 |
10 | 0,39 | 0,156 | 15907,632 | 155894,7936 |
Таблица 2. Прочность на сжатие готового пенополиуретана марки «РПК НВ-303» (фактическая плотность 41 кг/м3)
Процент сжатия, % | Давление, кН | Прочность при сжатии, Н/мм2 | Давление, кгс/м2 | Давление, Па |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0,02 | 0,008 | 815,776 | 7994,6048 |
2 | 0,06 | 0,024 | 2447,328 | 23983,8144 |
3 | 0,15 | 0,06 | 6118,32 | 59959,536 |
4 | 0,21 | 0,084 | 8565,648 | 83943,3504 |
5 | 0,25 | 0,1 | 10197,2 | 99932,56 |
6 | 0,31 | 0,124 | 12644,528 | 123916,3744 |
7 | 0,36 | 0,144 | 14683,968 | 143902,8864 |
8 | 0,39 | 0,156 | 15907,632 | 155894,7936 |
9 | 0,45 | 0,18 | 18354,96 | 179878,608 |
10 | 0,48 | 0,192 | 19578,624 | 191870,5152 |
Таблица 3. Прочность на сжатие готового пенополиуретана марки «РПК НВ-403» (фактическая плотность 51 кг/м3)
Процент сжатия, % | Давление, кН | Прочность при сжатии, Н/мм2 | Давление, кгс/м2 | Давление, Па |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0,21 | 0,084 | 8565,648 | 83943,3504 |
2 | 0,27 | 0,108 | 11012,976 | 107927,1648 |
3 | 0,34 | 0,136 | 13868,192 | 135908,2816 |
4 | 0,41 | 0,164 | 16723,408 | 163889,3984 |
5 | 0,45 | 0,18 | 18354,96 | 79878,608 |
6 | 0,47 | 0,188 | 19170,736 | 187873,2128 |
7 | 0,5 | 0,2 | 20394,4 | 199865,12 |
8 | 0,54 | 0,216 | 22025,952 | 215854,3296 |
9 | 0,57 | 0,228 | 23249,616 | 227846,2368 |
10 | 0,63 | 0,252 | 25696,944 | 251830,0512 |
Таблица 4. Прочность на сжатие готового пенополиуретана марки «РПК НВ-503» (фактическая плотность 58 кг/м3)
Процент сжатия, % | Давление, кН | Прочность при сжатии, Н/мм2 | Давление, кгс/м2 | Давление, Па |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0,32 | 0,128 | 13052,416 | 127913,6768 |
2 | 0,38 | 0,152 | 15499,744 | 151897,4912 |
3 | 0,45 | 0,18 | 18354,96 | 179878,608 |
4 | 0,48 | 0,192 | 19578,624 | 191870,5152 |
5 | 0,53 | 0,212 | 21618,064 | 211857,0272 |
6 | 0,55 | 0,22 | 22433,84 | 219851,632 |
7 | 0,59 | 0,236 | 24065,392 | 235840,8416 |
8 | 0,64 | 0,256 | 26104,832 | 255827,3536 |
9 | 0,71 | 0,284 | 28960,048 | 283808,4704 |
10 | 0,76 | 0,304 | 30999,488 | 303794,9824 |
Таблица 5. Прочность на сжатие готового пенополиуретана марки «РПК НВ-603» (фактическая плотность 71 кг/м3)
Процент сжатия, % | Давление, кН | Прочность при сжатии, Н/мм2 | Давление, кгс/м2 | Давление, Па |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0,41 | 0,164 | 16723,408 | 163889,3984 |
2 | 0,45 | 0,18 | 18354,96 | 179878,608 |
3 | 0,52 | 0,208 | 21210,176 | 207859,7248 |
4 | 0,56 | 0,224 | 22841,728 | 223848,9344 |
5 | 0,59 | 0,236 | 24065,392 | 235840,8416 |
6 | 0,64 | 0,256 | 26104,832 | 255827,3536 |
7 | 0,67 | 0,268 | 27328,496 | 267819,2608 |
8 | 0,71 | 0,284 | 28960,048 | 283808,4704 |
9 | 0,79 | 0,316 | 32223,152 | 315786,8896 |
10 | 0,83 | 0,332 | 33854,704 | 331776,0992 |
Теперь рассчитаем, какое усилие оказывает человек на площадь подошвы с определенным весом на ППУ, для этого воспользуемся следующими формулами. Возьмем человека со средним размером обуви 42, данный размер показывает количество четверть-дюймов длины ноги. Один дюйм составляет 25.4 мм. Чтобы рассчитать длину нужно: 42*25,4/4 = 266,7 мм. Добавим ещё 7 мм, так подошва всегда больше ноги и получим 273,7 мм. Предположим, что средняя ширина подошвы составляет примерно 60 мм. Таким образом получим площадь одной подошвы: 0,2737*0,06 = 0,0164 м2.
Теперь рассчитаем усилие в Ньютонах, которое оказывает воздействие человек с массой 80 кг: Р = mg = 80*9,814 = 785 Н.
Далее найдем давление, учитывая, что усилие распределяется на площадь двух подошв.
р = Р/2S = mg/2S = 785/2*0,0164 = 23 932 Па, округлим до 24000 Па.
В таблице 1 и 2, мы выделили зеленым цветом, что при усилии от 24000 Па у ППУ марки «РПК НФ-303» более 2% сжатия, а у ППУ марки «РПК НВ-303» ровно 2% сжатия. Если берем среднею рекомендованную толщину теплоизоляции из напылительного пенополиуретана 50 мм, тогда получается, что человек весом в 80 кг наступая на ППУ фактической плотностью 33-41 кг/м3 может продавить его до 1-1,5 мм. Таким образом, когда необходимо будет наносить гидроизоляционные покрытия, люди будут ходить по теплоизоляционному покрытию и деформировать его. Это может привести к нарушению целостности теплоизоляции и неравномерному нанесению гидроизоляционных покрытий.
Ростовская полиуретановая компания рекомендует использовать в качестве теплоизоляции кровель пенополиуретан фактической плотностью от 50 кг/м3 и выше в зависимости от последующей нагрузки на ППУ.