Что такое пеностекло и для чего применяется?

Список материалов, применяемых при возведении зданий, растет с каждым днем. При необходимости удешевлять стоимость строительства без потери качественных характеристик объектов заставляет застройщиков искать новые и новые материалы.

Если раньше стены возводились из одного материала, то появление современных утеплителей превратило их в многослойный «пирог». Высокие теплоизоляционные свойства этих материалов позволили уменьшить толщину стен и облегчить их. Это сразу же сказалось на мощности фундаментов зданий в сторону уменьшения, а также на объемах материалов, используемых для возведения ограждающих и несущих конструкций.

Все это в комплексе позволяет значительно уменьшить стоимость строительства и его сроки.

Но проблема состояла в том, что многие современные утеплители, при всех присущих им замечательных свойствах, имеют не слишком длительный срок жизни (в среднем 15 – 20 лет), а затем для замены утеплителя стен придется реконструировать фасад, что влечет дополнительные расходы на эксплуатацию здания.

Поиски утеплителя с длительным сроком жизни привели к созданию пеностекла.

Что такое пеностекло и как его получают?

Пеностекло представляет собой относительно легкий ячеистый материал, получаемый из стекла, с равномерно распределенными по объему материала ячейками.

Оно было изобретено еще в 30-х годах 20 века академиком А.И. Китайгородским. Причем сначала его планировали использовать в качестве плавучего материала. Но изучение его свойств показало, что «побочным» эффектом технологии являются высокие звуко- и теплоизолирующие свойства пеностекла.

Выявилось и другое существенное достоинство нового материала –легкость механической обработки и способность хорошо склеиваться.

Производство пеностекла является достаточно сложной технической задачей, поэтому самостоятельно его изготовление не практикуется.

Химический состав пеностекла идентичен составу обычного стекла, это смесь оксидов кремния, магния, кальция, натрия и алюминия. Во время производственного цикла происходит газообразование и вспенивание стекла, при котором объем его увеличивается примерно в 15 раз.

Структура материала, напоминающая соты, состоящие из прочного стекла, обеспечила его способность стойко противостоять механическим нагрузкам.

Образование ячеистой структуры может быть достигнуто несколькими способами:

• пронизывание расплавленного стекла газами или воздухом;
• вспенивание размягченной стеклянной массы под воздействием вакуума;
• введение в процессе варки стекла в состав шихты пенообразующих веществ;
• спекание смеси газообразователя и порошкообразного стекла.

В зависимости от будущего назначения производят телоизоляционное, специальное и звукопоглощающее пеностекло. В строительстве используют в основном теплоизолирующий материал.

Виды пеностекла и его свойства

Пеностекло выпускают в 2-х видах: блоки и гранулы.

Блоки обычно имеют длину от 200 до 600 мм, ширину от 125 до 400 мм и толщину от 60 до 120 мм.

Гранулированный материал имеет форму окатанных гранул различной фракции и используется для теплоизолирующей засыпки кровель, полов, наружных стен и перегородок. Нередко их также используют как заполнитель в теплых штукатурных и кладочных растворах.

Технические характеристики материал таковы:

• плотность — от 120 до 200 кг/куб. м;
• теплопроводность – от 0,04 до 0,08 Вт/(мК);
• прочность на сжатие — от 0,7 до 4 Мпа;
• прочность на изгиб – от 0,4 до 0, 6 Мпа;
• паропроницаемость – от 0 до 0,005 (м.ч.Па);
• сорбционная влажность – от 0,2 до 0,5 %;
• водопоглощение от 0 до 5% от объема
• шумополощние – до 56 Дб;
• температура начала процесса деформации – 450 градусов;
• диапазон рабочих температур – от -200 до +500 градусов.

Свойства материала

Благодаря таким характеристикам, материал имеет такое свойство как долговечность.

Срок эксплуатации блоков с сохранением первоначальных характеристик превышает 100 лет, что сравнимо со сроком эксплуатации здания. Это обусловлено тем, что материал стойко противостоит таким активным факторам, проявляющимся с течением времени, как:

• окисление – кислород воздуха даже в малой степени не может воздействовать на оксиды, их которых состоит стекло;
• эрозия – невозможна по той причине, что в составе материала нет растворимых компонентов;
• биологические факторы – пеностекло не содержит питательных сред, необходимых для развития плесени, грибка или бактерий, а а также не разрушается корнями растений;
• замерзание – материал состоит из замкнутых ячеек, исключающих попадание влаги;
• деформации – материал совершенно не деформируется, поэтому не имеет усадки и провисаний;
• прочность – пеностекло является самым прочным из наиболее эффективных утеплителей (его прочность на сжатие в разы выше, чем у пенопласта или волокнистых материалов);
• стойкость к воздействию химических веществ (кроме плавиковой кислоты);
• стабильность физических характеристик;
• пеностекло является непроходимым барьером для насекомых и грызунов;
• огнестойкость и негорючесть;
• влагонепроницаемость обусловлена герметичностью ячеек, стенки которых не пропускают воду;
• экологическая чистота и безопасность материала позволяют использовать его для зданий медицинского и пищевого назначения;
• простота обработки, способность склеиваться при использовании, битума, клея или любого типа строительной смеси.

Применение пеностекла

Основными целевыми потребителями материала являются строительные компании, возводящие как жилье, так и промышленные здания и частные застройщики.

Использование пеностекла значительно упрощает все проектные решения, так как пеностекло может полноценно выполнять три основных задачи ограждающих конструкций:

• выполнять роль несущего материала;
• быть теплоизоляцией;
• представлять собой декоративную облицовку здания, обладающую высокой степенью гидроизоляции.

Использование пеностекла при строительстве высотных объектов позволяет облегчить конструкции фундамента и каркаса за счет уменьшения массы стен почти вдвое, что сказывается на себестоимости строительства и эксплуатационных затратах.

В малоэтажном строительстве пеностекло может полностью заменить стеновой «пирог», снижая массу здания и увеличивая его внутренний объем при тех же наружных размерах (высокий коэффициент теплоизоляции позволяет уменьшить толщину ограждающих стен).

Пеностекло, имея низкую плотность при высокой прочности, позволяет:

• надстраивать верхние этажи без усиления фундамента;
• строить здания на слабых грунтах;
• изготавливать плавучие конструкции.

Негорючесть материала делает возможным его использование на таких производствах как:

• криогенная техника;
• пожаро- и взрывоопасные производства;
• здания с высокими требованиями к пожаробезопасности;
• использование в качестве изоляции трубопроводов и другого оборудования.

Химическая инертность и коррозионная стойкость используются при:

• производстве многоразовой изоляции;

• строительстве трубопроводов для нефтепродуктов и кислот.

Биологическая стойкость используется для защиты зернохранилищ, а также жилых и хозяйственных зданий от грызунов и вредителей.

Экологическая чистота материала позволяет без опасений использовать для теплоизоляции домов, хозяйственных построек, гаражей. С его помощью можно утеплить пол, мансарду или лоджию.

Особенно широко пеностекло используется для изоляции помещений и конструкций с особым тепловлажностным режимом:

• бань, саун;
• бассейнов;
• подвалов;
• дымоходов.

Безусадочность и жесткость материала используются при:

• теплоизоляции кровель;
• монтаже обогреваемого пола, автостоянок, тротуаров.

Пеностекло широко используется для изоляции технологического оборудования, где обычно для этого используют минеральные ваты. Но они недолговечны и через несколько лет такую изоляцию необходимо менять, а использование пеностекла дает возможность делать это гораздо реже.

Таким образом, в российских климатических условиях с высокой влажностью и большими перепадами температур пеностекло становится практически самым долговечным материалом, который при этом является еще и многофункциональным.

Его можно использовать не только при строительстве, но для реконструкции существующих зданий. При этом стоимость реконструкции (в сравнении с традиционными способами) снижается, а срок эксплуатации здания становится гораздо более длительным.