Пеностекло — характеристики и область применения данного теплоизоляционного материала

Решил я посмотреть, что на сегодняшний день предлагают организации-изготовители. Моё внимание привлекло «старое новое» сырьё – пеностекло. Почему «старое новое»? Ну, как Вам объяснить? Старое – ему 86 лет, а новое – оно усовершенствовано. Впрочем, давайте изучим материал более подробно. Итак, вот Вам тема – пеностекло: недостатки, преимущества, производство, стоимость и многое другое. Начнём? Поехали!

Ячеистое стекло: особенности изделия

Немного истории

Изобрёл пеностекло заслуженный деятель техники и науки Исаак Ильич Китайгородский. Профессор специализировался на технологии производства стекла, поскольку считал его материалом будущего. Изобретение профессора усовершенствовали специалисты США в 40-х годах. Изначально пеностекло применялось в роли плавающего материала. Но скоро выяснилось, что оно демонстрирует прекрасные тепло- и звукоизоляционные свойства, запросто склеивается, легко обрабатывается. Поэтому было решено использовать его в строительстве.

Таким образом, в Канаде появилось здание, созданное из бетонных плит со слоем, выполненным из ячеистого стекла. Произошло сие событие в далёком 1946 году. Эксперимент был весьма удачен. Материал получил заслуженное признание. Но, к великому сожалению изобретателя, в Советских странах он не обрёл популярности, поскольку себестоимость была высока, а технология производства – не отработана. Его изготавливали в СССР, однако качество продукции оставляло желать лучшего, что привело к закрытию заводов.

Но в настоящее время изготовление данного продукта идёт полным ходом!

Понятие

Пеностекло – теплоизоляционный материал, который изготавливается из силикатного стекла и сырья, способствующего образованию газа. Утеплитель часто называют вспененным или ячеистым стеклом, поскольку он отличается сотообразной структурой. За счёт чего может похвастаться уникальнейшими свойствами.

Производство

Теплоизоляционное сырьё – пеностекло изготавливается с применением порошковой технологии. Процесс довольно прост, но трудоёмок. Он состоит из следующих этапов:

• измельчается битое силикатное стекло;
• крошка тщательно перемешивается с веществами, образовывающими газ;
• шихта (однородная масса) кладётся на конвейерную ленту или в формы и отправляется в печь;
• стекло размягчается, превращаясь в жидкую, но вязкую смесь;
• под воздействием газов кашица вспенивается;
• смесь медленно остывает;
• из продукта формируются блоки, плиты (листы) или гранулы;
• изделие обрабатывается согласно требованиям;
• плиты, гранулы или блоки из пеностекла упаковываются.

Можно сказать, что обыкновенное стекло, которое применяется в быту, и ячеистое изделие – близнецы, так как идентичны по составу, единственное отличие – поры, наполненные газом, у вспененного продукта.

Для изготовления блоков, гранул или плит применяются исключительно высококачественные материалы и инновационное оборудование. Кроме того, продукция проходит контроль, который осуществляется экспертами согласно европейским нормам качества.

Достоинства и недостатки

Плюсы:

• безопасность для человека;
• экологическая чистота;
• антисептические свойства гарантируют высокую защиту от бактерий;
• большой срок службы;
• многофункциональность;
• можно применять при строительстве разных зданий;
• легко соединяется с другими материалами;
• не поддаются нападкам со стороны грызунов или насекомых;
• отражает влагу, ультрафиолет и инфракрасные лучи;
• стойкость к механическим деформациям;
• абсолютная нейтральность по отношению к кислотам;
• не горит;
• простота обработки.

Не обошлось и без минусов, которых собралось тоже значительное количество. Пеностекло имеет следующие недостатки:

• высокая стоимость материала, обусловленная сложностью изготовления при помощи самых последних разработок;
• высокая хрупкость, которая может привести к появлению трещин при неправильной установке;
• низкая паропроницаемость, которая может привести к скоплению конденсата на поверхности, прилегающей к другому материалу, который не настолько устойчив к воздействиям влаги;
• чувствительность к щелочам, способным разрушить структуру материала;
• большой вес;
• долговечность может оказаться абсолютно бесполезна в том случае, если остальные слои испортятся, так как повторное применение пеностекла не предусматривается;
• во время транспортировки необходимо уберегать материал от ударов, так как даже не сильный удар способен разрушить блок;
• даже немного поврежденный материал уже невозможно починить, так как его механические свойства мгновенно меняются.

Далеко не идеальным оказался материал. И много людей все еще опасается использовать его в своих конструкциях. Однако соблюдение правил перевозки, установки и эксплуатации позволит исключить практически все минусы.

Виды

На сегодняшний день имеется два вида пеностекла – гранулированное и блочное.

Кроме того, существует три вида гранулированного утеплителя:

• пеностекольный гравий;
• пеностекольный щебень;
• пеностекольный песок.

А также имеется три вида блочного утеплителя:

• плиты (листовое пеностекло);
• блоки;
• скорлупы (фасонное пеностекло).

Если сравнить теплотехнические свойства гранулированного и блочного стекла, разумеется, гравий, щебень и песок проигрывают плитам, скорлупе и блокам. Но, тем не менее, гранулированный утеплитель пользуется большей популярностью из-за сравнительно низкой цены.

Сфера применения

Пеностекло, благодаря своим свойствам, применяется для утепления:

• частных домов;
• хозяйственных пристроек;
• спортивных комплексов;
• подземных конструкций;
• промышленных зданий;
• медицинских учреждений;
• учебных заведений;
• офисных объектов;
• сооружений для отдыха – (например, для бань, аквапарков и т. д.).

Сфера применения материала очень широка, так как теплоизоляционный материал безупречен:

• для утепления потолка: пол чердака заливается цементно-песчаным раствором, а затем укладываются плиты, после чего делается армирующая стяжка;
• для стен: подготавливается поверхность, наносится специальный клей, прикладывается изделие, плотно прижимается и покрывается штукатуркой;
• для пола: насыпается слой песка (3–5 см), укладывается или засыпается теплоизоляция, заделываются стыки, выполняется стяжка, монтируется покрытие;

Да, материал популярен, благодаря неплохим техническим характеристикам.

Свойства

Ячеистое стекло славится такими свойствами:

• шумопоглощение – 56 Дб;
• водопоглощение – 0–5%;
• паропроницаемость – 0–0,005 мг/м*ч*ПА;
• теплопроводность – 0,04–0,08 Вт/(м*К);
• влажность (сорбционная) – 0,2–0,5%;
• прочность на изгиб – 0,4–0,6 МПа;
• прочность на сжатие – 0,7–4 МПА;
• эффективная эксплуатационная температура – —260 – +400°С;
• реальная эксплуатационная температура – —260 – +230°С;
• температура деформации – +450°С.

На основе этих данных можно определить признанные преимущества и досадные недостатки.

Пеностекло — характеристики и область применения данного теплоизоляционного материала

Пеностекло – современный теплоизоляционный материал, получаемый путем обработки силикатного стекла и газообразователя (обычно каменный уголь, антрацит, кокс, сажа) при высоких температурах, около 1000?С.

Процесс вспенивания сопровождается увеличением объема стекла в 14…15 раз, по сравнению с исходным. В Европейских странах материалы из пеностекла давно является признанным и одними из самых эффективных теплозащитных строительных материалов.

Теплоизоляционный материал — пеностекло: характеристики и область применения

Теплоизоляционные свойства пеностекла обуславливается наличием в его структуре огромного количества закрытых пузырьков, наполненных воздухом или углекислым газом. Материалы из пеностекла состоят лишь со стекла и газа (воздух, углекислый газ) и их химический состав идентичен составу обычного стекла, используемого нами в быту:

• оксид кремния;
• оксид кальция;
• оксид магния;
• оксид калия;
• оксид натрия;
• оксид алюминия.

Структура пеностекла имеет вид сот (фото 1), что и обеспечивает относительно высокую прочность материала с учетом маленьких размеров пузырьков и толщины их стенок (средний диаметр пузырьков – 2000 мкм, а толщина стенок пузырьков – 20…100 мкм).

Структура пеностекла

Пеностекло, как теплоизоляционный материал разработан уже давно и индустриально производится начиная с 50-х…60-х годов прошлого века. Первоначально из-за высокой стоимости этот материал не получил широкого распространения. Только после усовершенствования технологии производства, снизившаяся себестоимость пеностекла дала ему «второе дыхание», хотя и сейчас его стоимость тоже не дешева. Пеностекло обладает высокими физико-химическими свойствами, которые обуславливают постоянный растущий спрос.

Приведем основные характеристики пеностекла

• теплопроводность пеностекла – 0,045…0,060 Вт/м?К;
• плотность материала – 120…140 кг/м3 (относительно легкий теплоизоляционный материал);
• материал воздухонепроницаем;
• водопоглощение – не более 2,5…5% или поверхностное поглощение – не более 0,5 кг/м2;
• водонерастворимый материал;
• предел прочности на сжатие – 0,4…1,2 МПа, а некоторые блоки из пеностекла могут иметь прочность 4…24 МПа (в зависимости от марки пеностекла);
• материал паронепроницаем;
• модуль упругости – 800 МН/м2;
• шумопоглощение – до 60 дБ (определено, что толщина стены 10 см с пеностекла способна изолировать помещение от громкости шума величиной до 56 дБ);
• диапазон температуры эксплуатации материала из пеностекла – от -200?С до +500?С;
• пеностекло – это негорючий материал (в середине прошлого века из пеностекла утепляли крыши и перекрытия на очень ответственных зданиях: корпуса АЭС, гостиницы высокого класса, к которым предъявлялись особо высокие требования по пожаробезопасности);
• утеплитель стойкий к воздействию химических веществ;
• экологический материал (не токсичен), не выделяет вредных веществ, в том числе и при высоких температурах в случае пожара;
• биостойкий материал (не является пищей и жильем для грызунов, насекомых, насекомых), материал не гниет;
• низкий коэффициент температурного расширения (0,9·10-6 К);
• материал не дает усадки;
• материал не гигроскопичен (не увлажняется, находясь во влажной среде);
• имеет высокую адгезию к большинству строительным материалам: штукатурные растворы, бетоны, битумные мастики и пр.;
• высокая долговечность (более 100 лет).

Главная особенность пеностекла состоит в том, что этот материал обладает неизменными высокими теплотехническими свойствами, которые не изменяются практически на протяжении всего срока его эксплуатации. Так испытания строительных материалов из пеностекла после 50…60 лет эксплуатации показали, что его характеристики ничуть не изменились, что не скажешь о многих других теплоизоляционных материалах.

Практически этот материал не обладает недостатками, кроме одного – высокая стоимость (по сравнению с другими теплоизоляционными материалами).

Строительные материалы из пеностекла изготовляются в виде:

• плит размером: ширина – 450 мм, длина – 600 мм, толщина – 60, 80, 100, 120 мм;
• блоков размером: 125?450x125?550 мм, толщиной 20?120 мм;
• крошки (сферические гранулы).

Теплоизоляционные блоки и плиты из пеностекла — область применения

Теплоизоляционные блоки и плиты из пеностекла

С помощью пеностекольных плит и блоков выполняют звуко- и теплоизоляцию цоколей, отмосток, фундаментов, разных подземных сооружений, утепляют фасад, внутренние и наружные стены высотных зданий и сооружений, крыши (плоские, скатные), фото 3.

Область применения пеностекла

В табл. 1 представлены полезные данные о размерах пеностекольных блоков, их массе и объеме.

Геометрические и отгрузочные характеристики блоков из пеностекла

Крошка из пеностекла — область применения

Крошка выпускается из такого же сырья, как и блоки или плиты в виде гранул различной фракции: 0…5 мм; 5…7 мм; 7…20 мм.

Крошка производится непосредственно, или образуется вследствие порезки больших плит пенопласта на блоки. Крошка используется как насыпной теплоизоляционный материал, при строительстве наружных стен с прослойкой и утеплении старых домов. Также с помощью крошки пеностекла утепляют полы и кровли, фото 4, 5.

Пеностекольная крошка

Применение пеностекольной крошки для утепления стен и полов

Также используют пеностекло для утепления трубопроводов с диаметром до 1420 мм, переходов, тройников, с температурой нагревания до 500?С, фото 6.

Теплоизоляционный материал из пеностекла для утепления трубопроводов и его деталей

И в заключении, вместо вывода приведем сравнительные характеристики некоторых теплоизоляционных материалов и пеностекла, чтоб оценить по-настоящему этот уникальный материал (см. табл. 2).

Сравнительная характеристика строительных теплоизоляционных материалов

Автор публикации — эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Достоинства

Преимуществ у материала много. Рассмотрим главные из них.

1. Безопасность. Не содержит вредных для человеческого организма веществ.
2. Экологичность. Производится из экологически чистого сырья.
3. Гигиеничность. Обладает антисептическими свойствами.
4. Долговечность. Срок службы – более 100 лет.
5. Универсальность. Применяется для утепления любых зданий.
6. Высокая адгезия. Сочетается с массой строительных материалов.
7. Биологическая пассивность. Он не боится грызунов, насекомых и микроорганизмов.
8. Стойкость к негативному воздействию климатических факторов. Ему не страшны температурные перепады, осадки, УФ и т. д.
9. Противостояние механическим факторам. Не деформируется и не теряет своих свойств, поскольку выдерживает удары и высокие нагрузки.
10. Не подверженность влиянию химических факторов. Не реагирует на кислоту.
11. Стойкость к воздействию термических факторов. Пеностекло – абсолютно негорючий утеплитель.
12. Лёгкость обработки. Прекрасно режется обычной ножовкой.

Материал стоящий, но имеются недостатки и их много, к сожалению.

Мнения об утеплителе

Отзывы людей, использовавших материал, отмечают следующие моменты:

• производители дают гарантию на вспененное стекло 50-100 лет;
• в процессе эксплуатации дома пеностекло не разваливается;
• блоки, плиты не совместимы с кирпичной кладкой;
• материал абсолютно не паропроницаемый.

В домашнем строительстве утепление пеностеклом, как отмечают отзывы, актуальны при постоянных колебаниях температур в регионе.

Низкий уровень передачи тепла, скорость монтажа, стойкость к возгораниям и экологическая безопасность обеспечивают применение пеностекла в качестве теплоизоляционного материала для всех типов построек.

Недостатки

Разумеется, у каждого сырья есть отрицательные моменты. Пеностекло не исключение. Прежде чем приобрести материал, необходимо скрупулезно изучить отрицательные моменты.

1. Высокая цена. Для производства сырья требуется инновационное высокотехнологичное оборудование, что приводит к его удорожанию. А также изготовление вспененного стекла требует высоких энергозатрат.
2. Хрупкость. Сырьё, несмотря на свою прочность, является весьма хрупким, что приводит к растрескиванию, если игнорировать рекомендации по монтажу.
3. Отсутствие паропроводимости. Пеностекло, как было сказано, не подвергается разрушительному воздействию биологических факторов, а вот поверхность под ним – запросто.
4. Боязнь щелочей и плавиковой кислоты. Ячеистое стекло, словно осиновый лист, трепещет при «виде» щелочей и плавиковой кислоты, так как они способны его разрушить.
5. Тяжесть. Сырьё имеет относительно большой вес, что негативно сказывается на строительной конструкции.
6. Долговечность. Разумеется, долгий срок эксплуатации – плюс. Но материалы, применяемые для сооружения объекта, вряд ли прослужат более 100 лет. Это означает, что конструкцию периодически нужно ремонтировать, а ячеистое стекло не предназначается для повторного использования. Какой выход? Замена утеплителя.
7. Низкая ударная прочность. Ячеистое стекло не выдерживает даже лёгких ударов. Механическое влияние – это «смерть» материала. Разумеется, если утеплитель находится в конструкции, ему не страшны удары. Он боится их при перевозке, разгрузке и установке.
8. Невозможность «реанимирования». Если стекло повреждено, его можно вынести на свалку. Ни склеить, ни замазать трещины невозможно.

Свойства сыграли с ячеистым стеклом злую шутку, превратив огромное количество преимуществ в недостатки.

Цена

Стоимость пеностекла кусается. Цены, конечно, варьируются, поскольку зависят от многих факторов, однако в среднем купить блоки можно, выложив 120–400$ за кубометр. Приобрести плиты и скорлупу можно, заплатив 110–350$, а обзавестись гранулированным вариантом можно, потратив 35–100$ за кубометр.

Что можно сказать? Утепление пеностеклом – это очень сомнительная и затратная затея, поскольку материал имеет массу серьезных недостатков, а, кроме того, невероятно дорогой. Но, как говорится, хозяин барин. Может, и не зря его называют сырьём будущего. Приобретать или не приобретать? Вот в чём вопрос! Выбор за Вами, уважаемые читатели.

Тепла и уюта Вашему дому, дорогие друзья! До встречи на других страницах блога!

Цитата мудрости: Чтение — вот лучшее учение (А. С. Пушкин).

Применение пеностекла

Высокий срок службы и устойчивость к агрессивным средам, повышенной влажности позволяют проводить теплоизоляцию с помощью пеностекла жилых, промышленных, коммерческих строений. Подбираются плиты и блоки из пеностекла согласно требованиям по защите стен. Материалы с большой толщиной позволяют предупредить повышенную теплоотдачу и сохранить создаваемый в здании температурный режим. Идеально подходят для деревянных построек (не приводят к гниению древесины).

На подробных фото по теплоизоляции пеностеклом можно увидеть способы использования сырья: для стен, цоколей, подвальных этажей и помещений, крыш (со стороны чердака или мансарды).

Гранулированный стройматериал обычно используется для защиты плоских кровель. Применяется вместе с битумными и цементными смесями и паро- и влагоизоляционными материалами. Зерновой состав сырья подбирается по особенностям конструкции и формы крыши.