Effect of apparent density of EPS polystyrene on its selected strength properties and their mutual correlations

openaccess, Vol. 647 (07) 2026 / środa, 22 lipca, 2026

Wpływ gęstości pozornej styropianu EPS na jego wybrane parametry wytrzymałościowe i ich wzajemne korelacje

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2026.07.05

citation/cytuj: Domski J., Kowalik K. Effect of apparent density of EPS polystyrene on its selected strength properties and their mutual correlations. Materiały Budowlane. 2026. Volume 647. Issue 07. Pages 27-33. DOI: 10.15199/33.2026.07.05

The paper presents an analysis of the mechanical properties of expanded polystyrene (EPS) based on laboratory tests, including the determination of compressive stress at 10% relative deformation, as well as tensile and bending strengths. The research program was carried out on 29 series of specimens with varied densities, and the obtained results were compared with the requirements of the EN 13163 standard. Based on the statistical analysis, strong, near-linear relationships were demonstrated between the apparent density of the material and its strength parameters. Furthermore, regression functions describing the correlations between individual stress states were determined, indicating the possibility of estimating selected mechanical properties using indirect methods.

W artykule przedstawiono analizę właściwości mechanicznych styropianu ekspandowanego (EPS) na podstawie badań laboratoryjnych, obejmujących oznaczanie naprężenia ściskającego przy odkształceniu względnym 10% oraz wytrzymałości na rozciąganie i zginanie. Program badań zrealizowano na 29 seriach próbek o różnej gęstości, a uzyskane wyniki odniesiono do wymagań normy EN 13163. Na podstawie analizy statystycznej wykazano silne, bliskie liniowym, zależności pomiędzy gęstością pozorną materiału a jego parametrami wytrzymałościowymi. Ponadto wyznaczono funkcje regresji opisujące korelacje między poszczególnymi stanami obciążeń, wskazując na możliwość estymacji wybranych cech mechanicznych metodami pośrednimi.
expanded polystyrene EPS; compressive stress CS(10); tensile strength (TR); bending strength (BS); apparent density (ρa).

styropian EPS; naprężenie ściskające CS(10); wytrzymałość na rozciąganie (TR); wytrzymałość na zginanie (BS); gęstość pozorna (ρa).
  1. Bodnar A. Materiały izolacyjne w budownictwie. Warszawa, Polska: Wydawnictwo Arkady. 2018.
  2. EUMEPS, EPS White Book: Background Information on standardization of EPS,V ersion 19/10/16,Brussels:EuropeanAssociation of EPS Manufacturers, 2016.
  3.  Radziszewska-Zielina E, Kania E. Problems in Carrying Out Construction Projects in Large Urban Agglomerations on the Example of the Construction of theAxis and High5ive Office Buildings in Krakow”, MATECWeb of Conferences. 2017; https://doi.org/10.1051/matecconf/201711700144.
  4.  Entfellner M, Hamdi P, Wang X, Wannenmacher H, Amann F. Investigating High-Strength Expanded Polystyrene (HS-EPS) as yielding support elements for tunnelling in squeezing ground conditions. Tunnelling and Underground Space Technology. 2021; https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104186.
  5.  Nowak K. Właściwości mechaniczne materiałów termoizolacyjnych stosowanych w budownictwie. Warszawa, Polska: Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, 2018.
  6. Beju Z, Mandal JN.Expandedpolystyrene (EPS)geofoam:preliminarycharacteristic evaluation. Procedia Engineering. 2017, https://doi. org/10.1016/j.proeng. 2017.05.038.
  7.  Tang N, Lei D, Huan D, Xiao R. Mechanical performance of polystyrene foam (EPS): Experimental and numerical analysis. Polymer Testing. 2019, https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2018.12.001.
  8.  Leo ChJ, Kumruzzaman M, Wong H ,Yin JH. Behavior of EPS geofoamin true triaxial compression tests. Geotextiles and Geomembranes. 2008, https://doi.org/10.1016/j.geotexmem. 2007.10.005.
  9. Vaitkus S, Granev V, Gnip I, Vėjelis S, KairytėA. Stress Relaxation in Expanded Polystyrene (EPS) Under Uniaxial Loading Conditions. Procedia Engineering. 2013, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.04.153.
  10. Hazarika H. Stress–strain modeling of EPS geofoam for large-strain applications. Geotextiles and Geomembranes. 2006, https://doi. org/10.1016/j. geotexmem. 2005.11.003.
  11. Domski J, Domska I. Wpływ wymiarów próbki na wartość naprężenia ściskającego przy 10% odkształceniu styropianu EPS. Materiały Budowlane. 2022, https://doi.org/10.15199/33.2022.12.30.
  12.  EN 12085:2013, Thermal insulating products for building applications – Determination of linear dimensions of test specimens.
  13.  EN 12089:2013, Thermal insulating products for building applications – Determination of bending behaviour.
  14.  EN ISO 29469:2022 Thermal insulating products for building applications – Determination of compression behaviour.
  15.  EN 1607:2013 Thermal insulating products for building applications – Determination of tensile strength perpendicular to faces.
  16.  Strzałkowski A, Śliżyński A. Matematyczne metody opracowywania wyników pomiarów. Warszawa, Polska: Państwowe Wydawnictwo Naukowe (PWN), 1978.
  17.  EN13163: 2012+A2: 2016, Thermal insulation products for buildings – Factory made expanded polystyrene (EPS) products – Specification.
dr hab. inż. Jacek Domski, prof. uczelni, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji
ORCID: 0000-0002-5112-1035
inż. Kacper Kowalik, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji – student
ORCID: 0009-0000-0801-7657

dr hab. inż. Jacek Domski, prof. uczelni, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji
ORCID: 0000-0002-5112-1035

Correspondence address: jacek.domski@tu.koszalin.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2026.07.05

Article in PDF file

Received: 09.02.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 09.02.2026 r.
Revised: 31.03.2026 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 31.03.2026 r.
Published: 22.07.2026 / Opublikowano: 22.07.2026 r.