EPS’nin Bazı Özellikleriyle İlgili Açıklamalar

ISI İLETKENLİĞİ

EPS levhalarının ısı iletkenliği hesap değeri 0,033 W/mK ile 0,040 W/mK arasında değişir.Yoğunluk arttıkça ısı iletkenliği azalır.Grafik 1’de EPS ürünlerinin λ değerlerinin yoğunlukla değişimi görülmektedir.

Bazı ısı yalıtım malzemleri , uzun süreli yük altında kalınlıklarında azalma gösterirler ve bu sebeple zamanla ısıl dirençleri azalır.Bazı ısı yalıtım malzemelerinde ısı köpük oluşturmak için kullanılan ve ısı iletkenliği düşük olan şişirici gazın malzemeden yavaş bir şekilde uzaklaşması sonucu , başlangıçta düşük olan ısı iletkenliği zamanla artar ve dolayısı ile bu malzemelerin ısı dirençleri kullanım sırasında zamanlaa azalır.

EPS ısı yalıtım levhalarının üretiminde kullanılan şişirici gaz , hava ile çok hızlı bir şekilde yer değiştirdiği için , EPS ısı yalıtım levhalarınıon ısı iletkenlikleri , üretimi takiben nihai değerine ulaşır ve zamanla kötüleşmez ; uygulamanın gerektirdiği yoğunluklarda kullanıldıkları zaman kalınlıklarında da ısıl direncini etkileyecek bir değişim görülmez.EPS ısı yalıtım levhalarının ısı iletkenliklerinin ve ısıl dirençlerinin kullanım ömrü boyunca sabit kalması , en önemli avantajlarıdır.

TABLO-1 Isı Yalıtım amaçlı EPS levhalar için EN 13163’te belirtilen sınıflama ve µ değerleri ile Norm’da önerilen denklemler kullanılarak hesaplanmış yaklaşık eşdeğer yoğunluklar ve ısı iletkenlikleri.

EPS Tipi %10 Deformasyondaki

Basınç gerilmesi

10 , kPa)

Eğilme Dayanımı µ değeri Yaklaşık Yoğunluk

(p ,km/m³)

Isıİletkenliği

(W/mK)

  EPS 50 50 75 20 – 40 16 0,039
  EPS 60 60 100 20 – 40 17 0,038
  EPS 70 70 115 20 – 40 18 0,038
  EPS 80 80 125 20 – 40 19 0,037
  EPS 90 90 135 30 – 70 20 0,037
  EPS 100 100 150 30 – 70 21 0,037
  EPS 120 120 170 30 – 70 23 0,036
  EPS 150 150 200 30 – 70 26 0,035
  EPS 200 200 250 40 – 100 31 0,034
  EPS 250 250 350 40 – 100 36 0,034
  EPS 300 300 450 40 – 100 41 0,033
  EPS 350 350 525 40 – 100 46 0,033
  EPS 400 400 600 40 – 100 51 0,033
  EPS 500 500 750 40 – 100 61 0,033

EPS ısı yalıtım lervhaları çok düşük sıcaklıklarda da (-180 °C ‘ye kadar), ısı yalıtımı amacıyla başarı ile kullanılırlar ve  λ değeri sıcaklık düştükçe küçülür.Düşük sıcaklıklardaki ısı yalıtım uygulamaları için , EPS ısı yalıtım levhalarının  λ değerleri Grafik 2’den seçilebilir.

MEKANİK ÖZELLİKLERİ

EPS’nin önemli özelliklerinden biri de kısa ve uzun süreli yüklemelere karşı gösterdiği mekanik dayanıklılıktır.EPS ısı yalıtım levhalarının mekanik özellikleri , bir binada normal şartlarda karşılaşılabilecek mekanik etkilere başarı ile dayanabilecek yeterliliktedir.Isı yalıtım malzemelerinde , kalınlığın belli bir değerden fazla alması , malzemenin ısıl performansının kabul edilemez düzeyde bozulmasına sebep olur.Bu sırada malzeme yük taşısa bile , ana görevi yerine getiremez.Bu sebeple ısı yalıtım malzemelerinde , basınç dayanımı değil , %10 deformasyondaki (yani kalınlıkta %10 azalma meydana geldiğindeki) basınç gerilmesi esas alınır.Bu değere %10 deformasyondaki basınç gerilemesi denir ve σ10 simgesi ile gösterilir.EPS levhaların özellikleri yoğunluğa bağlı olarak değişir.σ10 değeri de yoğunluğa bağlı olarak artar.(Grafik 39)

Aynı şekilde , yoğunluk arttıkça EPS levhalarının kayma , eğilme ve çekme dayanımları da artar.EPS’nin elastisite modülü (E9 0,6 – 3,1 MPa arasında değerler alabilir.

EPS ısı yalıtım levhaları uluslararası düzeyde , σ10 değerlerine ve eğilme mukavemetlerine göre sınıflandırılmaktadır.EPS ısı yalıtım levhaları için , EN 13163’de kabul edilen sınıflamaların bir bölümü Tablo 1’de gösterilmiştir.Ürün ülkemizde uzun süre yoğunluğuna göre sınıflandırılmıştır.Ülkemizde yeni kullanılacak olan EN normuna uygun sınıflamada kolaylık sağlaması için son sütunda , EN normuna uygun sınıflamaya karşılık gelen yaklaşık yoğunluk değerleri ve EN 13163’de verilen formüle göre hesaplanan ısı iletkenlikleri değerleri gösterilmiştir.

EPS ısı yalıtım ürünlerinin yüzeye dik çekme mukavemeti ise , 20 kPa ile 400 kPa arasında değişir.istenirse , daha büyük değerlere sahip ürünler de üretilebilir.

SU EMME ORANI

Malzemelerin su emme oranı üzerinde etkili büyüklük , gözeneklerinin açık veya kapalı oluşudur.Direkt su ile temas halinde kapalı gözenekli malzemelerin su emme oranları çok düşüktür ve EPS kapalı gözenekli bir malzemedir.Su emme oranı çok küçük olduğu için direkt su ile temas etse bile , özellikleri değişmez.

EPS’yi meydana getiren Styrene , suda çözülmeyen ve erimeyen bir yapıda olduğundan kapalı gözeneklerinin duvarları suyu geçirmez.

Fakat kapalı gözenekleri içeren taneler birbirlerine iyi kaynayıp yapışmamışsa , arada kalan boşluklardan bir miktar su sızabilir.Taneler birbirine gereği şekilde kaynadığı zaman , yüzeyde balpeteği  yapı sürekli bir şekilde görülür ve malzemenin hacimce su  emme oranı %1’in altına düşer.

Tamamen suya batırılmış EPS numuneler üzerinde yapılan deney sonuçları Grafik 4’de gösterilmiştir.Trakya Üniversitesi Çorlu Mühebndislik Fakültesin’nde gerçekleştirilen su emme deney sonuçları görülmektedir.Aslında hiçbir binada  , EPS tamamen suya batmış olarak uzun süre kalmaz.

Bu nedenle EPS , pratik olarak ”Su almaz” diye nitelenebilir.

GRAFİK-4 Farklı yoğunluklardaki EPS levhaların tamamen suya batırılmış durumda su emme oranlarının zamanla değişimi

Malzemenin direkt su ile teması sonucu akışkan suyu bünyesine alması ile , su buharının geçişi sırasında eleman kesiti içinde yoğuşma meydana gelmesi birbirinden tamamen farklı olaylardır.Malzemenin direkt su ile teması sırasında , su içeriğinin artması üzerinde melzemenin akışkan suyu emme özelliği etkili iken , eleman kesitinde yoğuşma meydana gelmesi üzerinde malzemenin su buharı geçirgenliği ve eleman kesitindeki yeri etkilidir.Havada bulunan nem , buhar basınç farkı sonucu malzemeye nüfuz edebilir ve düşük sıcaklıklarda yoğuşarak akışkan su haline dönüşebilir.Her yapı ve yalıtım malzemesinin cins ve kalınlığına göre az veya çok , buharın geçişine karşı gösterdiği bir direnç vardır.Bu direnç , buhar difüzyon direnç faktörü (µ) olarak tanımlanır.Havanın buhar direnç faktörü µ=1’dir. ve diğer malzemelerin µ değerleri , o malzemelerin aynı şartlardaki havaya göre kaç kat daha fazla direnç gösterdiklerini belirtir.

TABLO-2 EPS numuneler üzerinde Trakya Üniversitesi Çorlu Mühendislik Fakültesin’nde gerşekleştirilen su emme deney sonuçları

Standart

Yoğunluk

(kg/m³)

Hacimce Su Emme oranı

(%)

   EN 12087 (7 günlük) 25 0,3
   EN 12087 (7 günlük) 25 0,3
   TS 4502 ve ISO 2896 (20x20x5 cm) 28 0,3
   TS 4502 ve ISO 2896 (20x20x5 cm) 28 0,8
   TS 4502 ve ISO 2896 (20x20x5 cm) 28 1,0

Metallerin buhar difüzyon direnç faktörleri sonsuz (x) olduğundan , metal folyolar buhar kesici olarak kullanılır.Camın µ değeri de sonsuzdur.Diğer malzemelerin µ değerleri 1-arasında değişir.15 – 30 kg/m³ yoğunluklar arasındaki EPS levhaların µ değeri 20 ila 100 arasında değişir.EN 13163’e göre µ  değerinin değişimi Tablo 1’de gösterilmiştir.Tablodan da görüldüğü gibi , EPS levhaların , içerden yalıtım uygulamaları için gerekli olan yüksek buhar direncine sahip olan tipleri bulunduğu gibi , dışarıdan yalıtım için gerekli olan düşük buhar dirençlerine sahip tipleri de olabilmektedir.Lifli malzemelerde µ  değeri 1 mertebelerinde olduğu için , içerden yalıtım uygulamalarında tek başına yeterli performansı sağlayamaz ; XPS levhalar ise , yüksek µ  değerleri sebebiyle dışarıdan yalıtım uygulamaları için uygun değildir.EPS levhalar yoğunluğun (Tipin) uygun seçilmesi halinde , her iki yalıtım uygulması için de istenilen performansı sağlayabilirler.

BOYUT STABİLİTESİ

Yalıtım levhaları için diğer önemli konu , boyutların sabit kalmasıdır.Yapılarda boyut değişimi , farklı sıcaklıkların etkisi sonucu ısıl genleşme ile meydana geldiği gibi ; üretimi takiben belirli süre içinde dış etkilerden bağımsız olarak da meydana gelebilir.Dolayısı ile boyutların kararlılığı sıcaklığa ve zamana göre ayrı ayrı düşünülmelidir.EPS’nin sıcaklık karşısında boyut değişim faktörü (Lineer ısı genleşme katsayısı) 5×10-5 ila 7×10-05 K-1‘dir.Yani 17K’lik (17°C’lik) sıcaklık farkında yaklaşık 1mm/m bir değişim olur.Bu da %0.1 demektir.Normal şartlarda ve normal uygulamalarda , bu mertebedeki boyut değişimi sorun oluşturmaz ve ek tedbir alınması gerekmez.Çok büyük yalıtım levhlarının büyük sıcaklık farkına maruz kaldığı yerlerde kullanılması halinde gerekli önlemler (Derzler) alınmalı ve gerekli durumlarda mekanik tespit uygulanmalıdır.Üretimi takiben aynı çevre şartlarında levhaların boyutlarında zamanla kısalma olması rötre olarak tanımlanır.

EPS levhalarda rötre ilk günlerlerde hızlanır , zamanla yavaşlar ve durur.Toplam rötre üretim şekline ve yoğunluğa bağlı olarak %0,3 ila %1,0 arasında değişebilir.

Rötrenin büyük bir bölümü normal depolama süresi içinde (1-2 hafta) gerçekleşir ve uygulama için özel bir tedbir alınması gerekmez.İnce sıva tekniği ile dışarıdan ısı yalıtımı uygulamalarında , normalden biraz daha uzun bir depolama süresi gerekir.Üretici firma , tüketicinin kullanım amacına göre ürünün depolama süresini ayarlar veya tüketiciye gerekli uyarılarda bulunur. Grafik 5’te 14 günlük levhalarda 150 günde meydana gelen kısalmanın büyük bir bölümünün 1.5-2.0 mm/m arasında kaldığı görülmektedir.Bu değereler her yapı için izin verilen toleranslar dahilindedir.

SICAĞA KARŞI DAYANIMI

Diğer bütün plastikler gibi EPS’nin sıcağa karşı maksimum dayanımı sıcağın süresine ve derecesine bağlıdır.Kısa süreli olarak 100 °C’ye kadar dayanıklı olmasına karşılık uzun sürede yoğunluğa ve çevre şartlarına bağlı olarak maksimum 75 – 85 °C’ye , minimum olarak -180°C’ye kadar kullanılır.Bu nedenle çok soğuk tesisler için de ideal bir malzemedir.

EPS’NİN ÖMRÜ

EPS , sonsuz ömürlü bir malzemedir.Buna karşılık , bazı kişiler EPS’nin kullanıldığı yerde zamanla yok olduğunu iddia etmektedir.Olayın esası şöyledir : EPS doğru yerde , doğru kalınlık ve yoğunlukta , yapı fiziği ve inşaat kurallarına göre uygulandığı takdirde malzemenin yok olması diye bir şey bahis konusu olamaz.

Buna karşılık sıcak bir bölgede basınç altında (Örneğin bir teras çatıda) , şap ve karo tabakalarının altında bilgi eksikliğinden veya ucuz fiyat cazibesiyle düşük yoğunlukta (Örneğin 10 kg/m³) EPS kullanılması halinde , sıcağın ve basıncın etkisiyle EPS yumuşayıp ezilir ve üzerindeki tabakaların çökmesine neden olabilir.Bu gibi yerlerde yüksek yoğunlukta 20 – 30 kg/m³ EPS kullanılmalıdır.Nitekim Almanya’da 31 yıllık bir teras çatıdan alınan 20 kg/m³’lük EPS malzemesi bilirkişi huzurunda test edilmiş ve malzemenin 31 yıl önceki özelliklerinin değişmediği görülmüştür.

EPS’NİN DİĞER YAPI MALZEMELERİNE VE KİMYASALLARA KARŞI DURUMU

EPS , çimento , beton , kireç , alçı , ahşap , metal , anhidrit gibi klasik yapı malzeme ve bileşenlerine karşı tepkisizdir.Bazı kimyasallara karşı ise duyarlıdır.

Kimyasal maddelere karşı olan durumu hakkında detaylı bilgi , EPS üreticilerinden veya PÜD (Polistiren Üreticileri Derneği)’nden alınabilir.

EPS’NİN BİYOLOJİK DURUMU

EPS , mikroorganizmalar için bir besin maddesi değildir.Küflenmez , çrümez , kokmaz.Aşırı şartlar altındaki şiddetli kirlenmelerde diğer polimer esaslı malzemelerde de görülebildiği gibi mikroorganizmalar yuvalanabilir.Ancak EPS burada sadece bir taşıyıcı olarak kalır ve biyolojik olayın dışındadır.

EPS sağlığa zararlı değildir.Bu nedenle aynı malzemeden yapılmış ambalaj ürünleri , yiyecek endüstirinde yaygın şekilde kullanılır.

EPS VE ELEKTRİK

%98’i havadan ibaret olan EPS’nin elektriksel durumu havaya benzer.Bu nedenle elektirk özelliği havadaki nemle ilgilidir.Polistiren zinciri (Polimeri) , kutup teşkil edecek molekül grupları ihtiva etmez.

EPS VE YANMA DURUMU

EPS ‘nin başlıca iki tipi vardır :

a) Normal alev alanlar (B2) ,

b) Zor alev alanlar (B1)

Yapı malzemelerinin yanma durumları ile ilgili olarak yapılan sınıflamalarda Alman DIN 4102 normundan faydalanır.DIN 4102’ye göre bazı yapı malzemeleri nin yanıcılık özellikleri Tablo 3’te gösterilmiştir.

Yapı Malzemesi Yanmaz Yanar
A 1 A 2

B1 Zor

alev alır

B2 Normal

alev alır

B3 Kolay

alev alır

Lifli malzemeler , MW , Camyünü , Kayayünü  •
Genleştirilmiş Polistiren , EPS
Poliüretan ,PUR
Cam Köpüğü
Doğal Mantar
Kamış
Ahşap
Ekstrude Polistiren , XPS

EPS ısmarlarken zor alev alıcı olarak (B1 sınıfı) ısmarlanırsa , üretici o malzemeyi rahatça temin edebilir.B1 sınıfına giren bu malzemelerin alev alması için , alevin malzemeye direkt olarak belli bir süre temas etmesi gerekir.Alev uzaklaştığında , malzeme kendi kendine söner.

EPS VE ÇEVRE

Köpük malzeme üretiminde çevre açısından önemli bir bileşen şişirici gazdır.EPS üretiminde şişirici gaz olarak pentan kullanılmaktadır.Alevlenme sıcaklığının ilave edilen kimyasal katkılarla daha yüksek derecelere ulaştırılması da mümkündür.20 kg/m EPS’nşn yanabilmesi için 800 MJ/m³’lğk ısı ve kendi hacminin 130 katı hava gerekir.Yapı elemanlarında sıva , şap , alçı , pano v.b. malzeme ile kaplanmış haldeki EPS levhaların yukarıda belirtilen yanma şartlarına ulaşması beklenmez.Ancak tüm polimer katkılı malzemelerin (EPS , XPS ve etkin miktarda polimer bağlayıcı içeren sert mineral yünü levhaların v.b.) havalandırma kanalları veya giydirme cephe sistemleri gibi hava sirkülasyonunun çok yüksek olduğu uygulamalarda kullanılması uygun değildir.

Diğer yandan EPS’nin yanması halişnde çıkan gazların miktarı , ahşap gibi B2 sınıfı ve her bina bünyesine girmiş olan malzemelerin yanmasından çıkan gazlardan çok daha azdır.Tablo 4’te bu durum açıkça görülmektedir.EPS bir hidrokarbon olup parlama noktası 360°-370°C’dir.(DIN 54836).Kendiliğinden yanabilmesi için ortam sıcaklığının 490°C’ye ulaşmasıu gerekir (ASTM 1929).

Pentan herkesce de çok iyi bilinen doğal gazlardan olan Metan ve Etan’ı da içeren Kimyasal Grubuna (Alkaliler) girmektedir.Bu gruba ayrıca Propan (LPG9 ve Bütan gazları da girmektedir ki ; bunları mutfaklarımızda , evlerimizi ısıtmada ve taşıtlarımızda kullanırız.

Diğer alkali gazlarda (Örneğin Metan) olduğu gibi , Pentan da doğal prosesler neticesi sürekli olarak ortaya çıkmaktadır ki , bunlara hayvanların sindirim sistemlerini ve mikroorganizmalar tarafından bitki örtüsünün anaerobik ayrışımını örnek verebiliriz.Atmosfere verilir verilmez , bu gazlar çok hızlı bir şekilde bozunurlar.

TABLO-4 EPS’nin yanması halinde Ahşap , Ahşap lifi Levhalar ve Genleşmiş Mantara göre açığa çıkan gaz bileşikleri (StyroporHandBuch , Prof.E.Neufert)

Malzeme Yanıcı gazların

bileşimi

Yanma sırasında çıkan gazların PPM

cinsinden hacimsel oranı

300 ° 400 ° 500 ° 600 °

   EPS normal yanıcı

   Karbonmonoksit

   Monostyrol

   Benzol/Homologe

   Halojen Bileşikleri

50

200

Eser

0

200

300

10

0

400

500

30

0

1000

400

40

0

   EPS zor yanıcı

   Karbonmonoksit

   Monostyrol

   Benzol/Homologe

   Halojen Bileşikleri

10

50

Eser

10

50

100

20

15

500

100

20

13

1000

50

30

11

   Ahşap (Çam)    Karbonmonoksit 400 6000 12000 15000
   Ahşap lifi levhaları    Karbonmonoksit

Benzol/Homologe 

14000

Eser

24000

300

59000

300

69000

1000

   Genleşmiş mantar

   Karbonmonoksit

   Benzol/Homologe 

1000

Eser

3000

200

15000

1000

29000

1000

Atmosfere karışan pentan hızlı bir şekilde CO2 ve H2O’ya ayrışmaktadır.Bu şekilde atmosfere katılan CO2 miktarı , EPS levhaların sağladığı ısı yalıtımı sonucu daha az yakıt tüketimi ile bir haftadan daha kısa bir sürede dengelenmekte , bıundan sonraki süre , sera etkisinin azaltılmasına katkı sağlanmaktadır.

Bir hidrokarbon (HC) olan Pentan , troposfer tabakasında çok düşük rakımlarda bozunurken Ozon tabakasına zarar vermez ve iklim değişikliklerinde etkin değildir.XPS’in üretiminde kullanılan CFC’ler ve türevleri (HCFC’ler) Ozon tabakasına kadar ulaşabilmekte ve bu tabakada hepimizin bildiği hasalara neden olmaktadır.Ayrıca iklim değişikliklerine de sebep olduğunudan Avrupa Birliği ülkelerinde kullanımları yasaklanmıştır.Bu malzemelerin ayrıca uçucu organik bileşikler sorunu da vardır.Pentanın çevreye etkisi sadece insan kaynaklı uçucu organik bileşiklere katkısıdır.Bu katkı da çok düşük düzeydedir.

EPS kullanımının insan kaynaklı uçucu Organik Bileşikler (VOC’s) üzerindeki katkısı sadece %0.2’dir.Bütün bunların yanında EPS endüstirisi , VOC emisyonunun azaltıcı çalışmalarını da yoğun bir şekilde sürdürmektedir.

EPS’nin üretiminde kullanılan pentandan çok daha fazlası , evsel atıkların ayrışmasından ortaya çıkan metan gazı olatrak atmosfere verilmektedir.

Kanada’daki Victoria Üniversitesi’nden Profesör Hocking’in son zamanlarda yaptığı bir araştırmaya göre standart kağıt bardağın ayrışımından ortaya çıkan metan gazı , EPS’den bardak üretilmesi sonucu ortaya çıkan pentan gazından elli misli daha fazladır.

EPS Yalıtım Levhası üretmek için kullanılan her 1 kg petrole karşılık , 150 kg petrolden fazlası , bu ürünün sağladığı ısı yalıtım sonucu daha az yakıt tüketilmesiyle tasarruf edilmektedir.

EPS köpük ürünlerde çok az miktarda ”Styrene” bulunur.EPS köpük ürünler üzerinde yurt dışında yapılan araştırmalarda , bu ürünlerdeki Styrene’nin sağlığa azararlı olabileceğine dair bir bulguya rastlanmamıştır.

EPS , Ozon tabakasına zarar vermeyen , iklim değişikliklerinde etkin olmayan , insanların sebep olduğu VOC emisyonuna çok az (%0,2) ve dolaylı etkisi olan , geri kazanımı kolay , üretiminde yoğun enerji tüketmeyen ve sağladığı ekonomik ısı yalıtımı ile enerji kaynaklarının çok verimli bir şekilde kullanılmasını sağlayan çevre dostu bir üründür.