Polistirene estruso: caratteristiche e applicazioni

Il polistirene espanso estruso in edilizia è utilizzato in particolare come materiale isolante applicato all’involucro delle costruzioni. Le lastre possono essere utilizzate sia da sole che accoppiate con altri materiali

Indice degli argomenti:

• Polistirene estruso: il processo produttivo
• Come si trova in commercio il polistirene espanso estruso
• La differenza tra polistirene espanso ed estruso
• Applicazioni principali dei pannelli in XPS
• XPS isolante: prestazioni e marcatura CE

Le materie prime utilizzate nel processo di produzione del polistirene estruso sono il polistirene, sotto forma di granulato vergine e riciclato (in percentuale variabile), diversi additivi e gas espandente. Il polistirene viene stoccato in silos a grande capacità e, attraverso il sistema di alimentazione, viene prelevato continuamente e mescolato al resto degli additivi.

I principali additivi sono costituiti da:

• agenti nucleanti che servono a garantire che la struttura delle celle interne del materiale sia il più regolare e piccola possibile;
• ritardanti di fiamma, che consentono di limitare la propagazione delle fiamme nel prodotto finale migliorandone la reazione al fuoco;
• eventuali coloranti, che danno al prodotto finale un colore caratteristico.

Polistirene estruso: il processo produttivo

La miscela di polistirene e additivi viene immessa nell’estrusore, macchina costituita da una camicia riscaldata al cui interno gira una vite senza fine.

Con l’aumento della temperatura e della pressione, la miscela all’interno dell’estrusore si fonde in una massa fluida che fuoriesce dalla macchina, scorrendo continuamente. In questa fase del processo viene aggiunto l’agente schiumogeno, che viene mescolato uniformemente alle altre materie prime. All’uscita dall’estrusore, il passaggio repentino alla pressione atmosferica produce la gassificazione dell’agente schiumogeno (gas espandente), consentendo la formazione della schiuma e assorbendo la temperatura del polistirene, raffreddandolo e solidificandolo. La sezione d’uscita dall’estrusore determina la sezione della striscia continua di polistirene estruso.

 Prima di poter essere lavorati, i pannelli di polistirene devono raggiungere la temperatura ambiente e il gas che si trova al loro interno deve stabilizzarsi. I pannelli vengono poi trasferiti su un altro nastro trasportatore per continuare il processo di fresatura e imballaggio. Conclusa la fase di fresatura, i pannelli vengono impilati in pacchi e le confezioni vengono avvolte in una pellicola di plastica dalle macchine per imballaggio pronti per lo stoccaggio e la distribuzione.

Polistirene o polistirolo? Facciamo chiarezza sulla corretta terminologia

Prima di definire nello specifico le caratteristiche del polistirene espanso estruso, vogliamo fare un breve approfondimento di carattere terminologico. Uno dei quesiti più frequenti è il seguente: polistirene e polistirolo sono due materiali diversi? In cosa si differenziano? Ebbene, sfatiamo un “falso mito”: polistirolo e polistirene sono la stessa identica cosa.

Un materiale che ha tantissimi nomi: nella quotidianità facciamo riferimento al polistirene chiamandolo polistirolo, ma di fatto stiamo parlando dello stesso polimero termoplastico.

Come si trova in commercio il polistirene espanso estruso

Il polistirene espanso estruso si può trovare in commercio sotto forma di pannelli con o senza pelle; “la pelle” è costituita da un addensamento superficiale del materiale ed ha un aspetto liscio e compatto.

I pannelli senza pelle sono ottenuti fresando tali superfici per renderle maggiormente compatibili con collanti, calcestruzzo, malte ecc. I pannelli si possono trovare sul mercato in diverse colorazioni e varie finiture superficiali: lisci, ruvidi, waferati e con scanalature.

Le lastre possono essere utilizzate sia da sole che accoppiate con altri materiali quali cartongesso, pannelli di legno, laminati plastici o metallici, etc. Non va fatta confusione tra polistirene espanso estruso XPS e polistirene espanso sinterizzato EPS, le differenze sono sostanziali per processo produttivo, proprietà e applicazioni specifiche.

La differenza tra polistirene espanso ed estruso

L’EPS – o polistirene espanso sinterizzato – è un materiale caratterizzato da bassa densità ed è da lungo tempo impiegato nel campo dell’edilizia moderna. Questa tipologia di polistirene trova ampio uso in qualsiasi parte dell’involucro di un’abitazione: oltre alla versatilità è un materiale che viene particolarmente apprezzato per la facilità di posa in opera.

Il polistirene espanso sinterizzato “si ottiene immergendo in acqua granuli di polistirene e aggiungendo all’acqua una quantità di pentano dal 2% all’8%. Quindi si comprime il tutto e il pentano (che è insolubile in acqua) si diffonde nei granuli. I granuli così trattati possono essere stoccati per qualche mese prima di subire l’espansione. Per l’espansione i granuli vengono posti in una camera con una parete mobile. Viene soffiato dentro vapore acqueo a circa 120-130 °C provocando il rammollimento della plastica e il successivo rigonfiamento dovuto all’ebollizione del pentano imprigionato nel polimero” (fonte: Wikipedia).

Dopo la fase di polimerizzazione si passerà a quella di sinterizzazione, nello specifico si tratta di un processo di saldatura delle sfere fino a formare dei blocchi che vengono tagliati in lastre pronti per essere venduti.

Le due tipologie di polistirene si differenziano per diversi aspetti, tra cui il processo produttivo. Per produrre l’XPS i granuli vengono immessi in un estrusore dove vengono fusi: nel paragrafo precedente abbiamo visto nel dettaglio tutti i passaggi relativi alla produzione di questo particolare tipo di prodotto.

Di fatto l’EPS si presenta morbido al tatto, mentre l’XPS ha una struttura più compatta, robusta e rifinita. La compattezza e la resistenza alla compressione dell’XPS lo rende un ottimo materiale in edilizia ed è impiegato per l’isolamento termico. Rispetto al polistirene espanso sinterizzato, l’XPS è in grado di sostenere pesi maggiori: per questo motivo viene utilizzato per isolare termicamente gli edifici sottoposti a particolari sollecitazioni.

Applicazioni principali dei pannelli in XPS

L’XPS è particolarmente adatto all’isolamento termico di strutture, anche particolarmente sollecitate, in cui è richiesta un’elevata resistenza meccanica. Inoltre, la sua impermeabiltà all’acqua assicura un’ottima tenuta in presenza di umidità o infiltrazioni d’acqua.

Nell’isolamento termico di solai, pareti, coperture piane e inclinate, si dimostra assolutamente affidabile e duraturo. Trova particolare applicazione nel tetto rovescio, sistema che prevede la posa dell’isolante sopra il manto impermeabile. Inoltre può essere facilmente tagliato e sagomato in funzione delle varie esigenze applicative.

XPS isolante: prestazioni e marcatura CE

I materiali proposti al mercato con proprietà di isolamento termico, in quanto prodotti da costruzione e stabilmente presenti all’interno dell’involucro edilizio, rientrano nella casistica delle regole previste dall’Unione europea per la commercializzazione dei prodotti da costruzione. Queste regole prescrivono che al fine della tutela del consumatore e della corretta circolazione in territorio comunitario delle merci (con l’eliminazione o la riduzione delle barriere tecniche) i prodotti da costruzione debbano indicare in modo uniforme, univoco e standardizzato le caratteristiche per le quali vengono venduti nel mercato dell’edilizia. Ad oggi è in vigore il Regolamento 305/11, che ha sostituito la Direttiva 89/106 come documento europeo di riferimento sulla commercializzazione dei Prodotti da Costruzione.

Nella realizzazione dell’edificio devono essere garantiti i seguenti requisiti: resistenza meccanica e stabilità, sicurezza in caso di incendio, igiene salute e ambiente, sicurezza nell’impiego, protezione acustica e risparmio energetico ed isolamento termico, uso sostenibile delle risorse naturali.

L’attuazione del rispetto dei requisiti è concretizzata per mezzo delle norme di prodotto armonizzate che stabiliscono come ogni prodotto deve garantire il rispetto dei requisiti. La norma di prodotto per l’XPS è la UNI EN 13164 “Isolanti termici per edilizia – Prodotti di polistirene espanso estruso ottenuti in fabbrica– Specificazione”.

Tra le novità più importanti del Regolamento 305/2011 l’introduzione della “dichiarazione di Prestazione” che sostituisce la “Dichiarazione di conformità” prevista dalla precedente Direttiva 89/106. La Dichiarazione di Prestazione (DoP) è il documento che riporta le prestazioni del prodotto da costruzione, valutate in base alla norma armonizzata di riferimento per quel prodotto.

La DoP è obbligatoria quando un prodotto è coperto da una norma europea armonizzata o da una valutazione tecnica europea (ETA) rilasciata per quel prodotto. Si ricorda inoltre che nel Regolamento 305/2011 all’articolo 4, parlando di dichiarazione di prestazione, è sottolineato il fatto che “quando un prodotto da costruzione rientra nell’ambito di applicazione di una norma armonizzata o è conforme a una valutazione tecnica europea rilasciata per il prodotto in questione, le informazioni, sotto qualsiasi forma, sulla sua prestazione in relazione alle caratteristiche essenziali, come definite nella specifica tecnica armonizzata applicabile, possono essere fornite solo se comprese e specificate nella dichiarazione di prestazione, eccetto nei casi in cui (..) non è stata redatta alcuna dichiarazione di prestazione.”

Conduttività termica dichiarata e di progetto

Nella marcatura CE dei materiali isolanti è presente il valore di conduttività dichiarata λD calcolato a partire dal λ90/90 con le dovute approssimazioni previste. Il valore λ90/90 è rappresentativo del 90% della produzione con una confidenza del 90%. In accordo con le norme di prodotto e le norme di riferimento per la valutazione della conduttività termica in laboratorio, per esempio la norma UNI EN 12667, i prodotti isolanti vengono testati a 10 °C di temperatura media, cioè con una differenza applicata alle facce dei campioni di ΔT = 20°C. Il progettista prima di procedere con i calcoli per le verifiche termiche deve conoscere (o poter ipotizzare) le condizioni di esercizio del materiale e confrontarle con quelle utilizzate per la misura del valore di conduttività termica fornito dal produttore. Se le condizioni di temperatura e umidità sono differenti deve modificare il valore dichiarato e trasformarlo in valore di progetto.

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Nel 2017 è nato il Gruppo di lavoro ANIT- XPS con lo scopo di analizzare, studiare, approfondire e spiegare tutte le caratteristiche del polistirene espanso estruso. I materiali isolanti spesso vengono utilizzati nella maniera errata proprio per una mancata conoscenza da parte del professionista delle proprietà e peculiaretà.

Del gruppo fanno parte le Aziende associate ANIT Ediltec, Soprema e Ursa che con i loro esperti potranno rispondere a tutte le domande su questo materiale.

Sul sito ANIT è presente una sezione dedicata a questo tema che riporta in sintesi tutta l’attività e dal quale è possibile scaricare i capitoli singoli della Guida nonchè il documento completo.

La GUIDA XPS completa si può anche scaricare dalla sezione Manuali del sito.

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Articolo aggiornato – Prima pubblicazione 2017

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