Пеностекло большой обзор материала. Преимущества и недостатки блоков из пеностекла Возможно ли самому сделать пеностекло

Одним из лучших тепло и звукоизоляционных материалов является пеностекло. Этот утеплитель был создан советскими учеными в 30-х годах, но в связи с высокой стоимостью и несовершенной технологии изготовления он не получил широкого распространения. Спустя три десятилетия практическое применение ему нашли канадцы, где пеностекло использовалось в качестве теплоизоляции здания. В массовое строительство вошел этот материал сравнительно недавно, когда были учтены все недоработки и снижены затраты на производство. В статье речь пойдет о том, как утеплять пеностеклом.

Что представляет собой пеностекло

Этот неорганический теплоизоляционный материал имеет пористую структуру. В процессе производства стекломасса нагревается под высокими температурами, добавляемое газообразующее вещество образует пузырьки диаметром от миллиметра до сантиметра. Пористость варьируется в пределах 80-95%.

Пеностекло фото

Цвет изделий может быть различным: кремовым, зеленым или черным. Данное свойство зависит от исходного сырья, ведь в производстве используется и дробленый кварц, и натрия сульфат, и осадочные горные породы, и невозвратный стеклобой.
Утеплитель предлагается в виде гранул, плит и фасонных изделий (скорлупы для труб). Популярностью пользуются блоки из пеностекла, которые могут быть следующих размеров:
- длина - 200, 250, 400, 475 мм;
- ширина - 125, 200, 250, 400 мм;
- толщина - 80,100, 120 мм.
Монтаж осуществляется посредством механических креплений, цементных растворов, мастик и других клеевых составов. Метод фиксации выбирается в зависимости от вида поверхности (бетон, железо, дерево).

Характеристики пеностекла

Это легкий материал, его плотность составляет 120-200 кг/м. куб.
Что касается предела прочности на сжатие, то данный показатель очень высок и варьируется от 0,5 до 1,2 МПа.
Теплопроводность даже лучше чем у древесины - 0,06 Вт/м*с против 0,09 Вт/м*с соответственно.
Индекс поглощения звуковых волн плитой толщиной 100 мм равен 50 дБ, что обеспечивает повышенную комфортность.

Величина сорбции ничтожно мала и не превышает 4% от объема.
Диапазон температуры для применения материала очень широк - от -200 до +500С. При более высокой температуре (от +540С) плиты начинают деформироваться, но не выделяют токсичных газов или паров. Термостойкость дает возможность использовать пеностекло на объектах, к которым предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности.
Химическая инертность находится на высоком уровне. Материал не взаимодействует с кислотами, щелочами, нефтепродуктами и другими агрессивными средами.

Преимущества использования пеностекла

Помимо высоких физико-технических характеристик среди достоинств можно отметить абсолютную экологическую чистоту. Материал рекомендован для применения в строениях с повышенными требованиями санитарно-гигиенических условий.
Маты не меняют свои размеры в течение всего периода службы. Стеклянные ячейки не деформируются под эксплуатационными нагрузками и сезонными перепадами температур. Таким образом, не допускается образование мостиков холода из-за сжатия, провисания, набухания или усадки.

Пеностекло не подвержено гниению и развитию коррозионных процессов. Также он не привлекателен для микроорганизмов, плесени, грибков и грызунов, что говорит о биологической стойкости. Благодаря вышеперечисленным преимуществам срок эксплуатации блоков составляет не менее 100 лет.
Теплоизоляционный материал легок в обработке. Его можно резать, сверлить и пилить, при этом он не образует крошки и трещины. Он сочетается практически со всеми видами строительных материалов: цементом, кирпичом, железными поверхностями, хорошо держит отделочные составы.

Недостатки утепления пеностеклом

Главный минус заключается в дороговизне, потому как сам процесс изготовления представляет собой сложную технологическую задачу. Для производства утеплителя в виде скорлупы требуется дополнительное оборудование, что влечет за собой повышение стоимости готового изделия.
Можно отметить еще один недостаток - низкую устойчивость к ударным нагрузкам. Но данный показатель не критичен, поскольку утеплитель не подвергается таким испытаниям.

Внимание! «Аналоги»

На рынке представлен более дешевый аналог, который изготавливается из жидкого стекла. Готовое изделие не отличается прочностью и влагостойкостью. По своей сути, это поризованный клей.
Единственный плюс такого материала заключается в низкой стоимости, которая может быть в 2, а то и 3 раза меньше, чем у пеностекольных изделий, произведенных из твердого сырья.

Пеностекло применение

Благодаря теплоизолирующим способностям материал используют:

в гражданском строительстве. Его широко применяют для теплоизоляции инженерных коммуникаций. Этим материалом обустраивают «теплые полы», эксплуатируемые кровли, чердачные помещения, подвалы, фундаменты. Им же утепляют внутренние и наружные стены;

в спортивных сооружениях. Блочный и гранулированный материал широко используется при строительстве ледовых арен, бассейнов, игровых площадок и других объектов, к которым предъявляются особые требования;
в промышленных объектах. Вспененная стекломасса работает на снижение затрат на эксплуатацию за счет высокого термического сопротивления. Поэтому его применение актуально не только для наземных, но и подземных сооружений, например таких как: заглубленные резервуары и другие емкости;
в народном хозяйстве. Щебень из пеностекла предоставляет возможность возводить строения на глинистых и заболоченных грунтах. Он обеспечивает надежную теплоизоляцию ферм, предназначенных для разведения птицы, крупнорогатого скота и т.д;

в благоустройстве приусадебных территорий. Пеностекольный насыпной материал нашел свое применение при обустройстве теплиц и парников. Эксплуатационные характеристики позволяют формировать рельеф на участке, обустраивать пешеходные дорожки, создавать габионы, использовать в системах дренажа и отводах грунтовых вод. Им же утепляют заглубленные емкости.

Повышение эффективности

При выборе толщины плит необходимо учитывать теплоизоляционные свойства материала, используемого для возведения дома. Так для наружного утепления кирпичных, бетонных и силикатных стен применяют пеностекольные плиты толщиной 120 мм.
Для строений из дерева, пено- и керамзитобетонных блоков подойдет данный теплоизоляционный материал толщиной 80-100 мм.
Внутренние работы по утеплению осуществляются посредством вспененной стекломассы толщиной 60 мм. Плиты фиксируются при помощи клеевых составов, тонких дюбелей и стальных Г-образных скоб.

Для системы «теплый пол», фундамента и межэтажных (чердачных) перекрытий используется гранулированный материал. Он заполнит все пустоты и обеспечит необходимую теплоизоляцию. Расчет толщины слоя основывается на температурных режимах региона проживания.

Монтаж пеностекла

Для крепления матов используется специальный клей для пеностекла. Он наносится на оборотную сторону и 2 боковые стенки. Цементносодержащие растворы и составы на основе битума равномерно распределяются по периметру.
Если на поверхности имеются незначительные выпуклости или впадины, тогда рекомендуется наносить на пеностекло клеящую смесь «шлепками» (не менее 5 штук на плиту). При таком методе расход клея увеличится, но зато основа станет максимально ровной.
Для деревянных поверхностей используют специальные дюбеля. Это объясняется тем, что древесина подвержена температурному расширению. В связи с чем плиты должны фиксироваться механическим способ, который позволит «двигаться» пеностекольным блокам вслед за деревом.
Перед монтажом плит на вертикальные поверхности на уровне цоколя устанавливается горизонтальная планка под уровень. Это может быть брус или металлический профиль, при необходимости между основанием и рейкой подкладываются клинья. Пустующее пространство заполняется пеной.
Первый ряд утеплителя устанавливается на профиль, выступающий в роли опоры. После того как клеевой состав застынет, опора демонтируется. Для надежности горизонтальную планку лучше убрать по завершению всех работ.

Маты пеностекла монтируются на стенах и наклонных крышах снизу вверх, на горизонтальных поверхностях (например, на межэтажных перекрытиях, фундаментах) в направлении - «на себя», то есть с дальнего угла.
Укладка пеностекольных изделий выполняется вплотную друг другу с обязательным смещением одного ряда относительно другого (с перевязкой швов). Если помимо клея планируется дополнительно использовать дюбеля, то их крепеж производится после полного высыхания связующей смеси.
Теплоизоляционные плиты вокруг оконных или дверных проемов, дымоходных труб и прочих элементов монтируются цельными фигурами. Стыковка блоков из вспененной стекломассы на угловых линиях не допускается.

Пеностекло технология укладки

Зная метод крепления этого материала, можно легко и быстро выполнить утепление любых строящихся объектов. Грамотное расположение всех слоев поможет повысить эффективность теплоизоляции.

Уникальные физико-технические свойства позволяют уменьшить толщину «пирога» и отказаться от использования ветро- и влагозащитных мембран. Ниже представлено наиболее распространенное применение пеностекольных плит.

Стена с тяжелой облицовкой . К железобетонной или кирпичной поверхности приклеиваются изделия из вспененной стекломассы. Дополнительная фиксация производится механическим способом (по 4-5 дюбеля на плиту). После того как весь периметр будет уложен переходят на монтаж металлического профиля, предназначенного под облицовочный камень. Такой вариант применим и для обустройства цоколя.

Стена под штукатурку . На кирпичную кладку или стены, возведенные из пено- или газобетонных блоков, посредством клеевого состава крепятся пеностекольные маты. Перед нанесением отделочного материала плиты покрываются сеткой внахлест (не менее 100 мм). Ее фиксируют тарельчатыми дюбелями с прижимными шайбами. Толщина штукатурного слоя может составлять до 30 мм.
Стена с облицовочным кирпичом . Кирпичная основа оклеивается пеностекольными плитами. Гибкие связи удобнее вставлять после укладки утеплителя, а не до его монтажа. Далее возводится кладка из облицовочного кирпича. Здесь можно использовать и гранулированный материал, который засыпается между основной и облицовочной стеной по мере возведения последней (расстояние между кладками не менее 250 мм).
Стена под профилированный лист . Стеновые поверхности оклеиваются матами из пеностекла. Поверх них обустраивается обрешетка из деревянных реек или металлического профиля. Крепеж подбирается в зависимости от материала, из которого возведены стены. Профилированные листы устанавливаются по соответствующей технологии (снизу вверх и слева направо, внахлест по горизонтальному и вертикальному уровню).

Внутренние стены (перегородки) . Работы внутри помещения мало чем отличаются от наружного монтажа представленного утеплителя. Также на поверхность крепится утеплитель, который покрывается слоем штукатурки (можно монтировать профиль под гипсокартонные листы).
Кровля под рулонные материалы . Железобетонная плита при необходимости покрывается битумно-полимерным праймером, обеспечивающим высокий уровень влагозащиты. Далее на блок пеностекла наносится горячая мастика на битумной основе или клеевой раствор и с несильным нажимом фиксируется на поверхности. Готовое полотно обрабатывается горячим битумом. С помощью горелки наплавляется гидроизоляционный слой ЭПП, а затем рулонный материал типа ЭКП.

Кровля с небольшим уклоном под листовые покрытия . На перекрытие из армированного бетона приклеиваются пеностекольные блоки. Можно использовать специальные клеевые составы или битумные мастики. По завершению работ поверхность из пеностекла покрывается горячей битумно-полимерной массой. Для повышения гидроизоляции кровли используется наплавляемые рулонные материалы. После застывания выполняется обрешетка, соответствующая тому или иному кровельному материалу.
Деревянная кровля . На стропилах оборудуется сплошной настил. Поверх него расстилается слой из гидроизоляционных материалов на битумной основе, крепление которого осуществляется механическим способом. Далее монтируется пеностекло, затем водоизолирующий материал. Теперь поверхность полностью готова для укладки любого кровельного материала.
Утепление полов пеностеклом . Пеностекольные плиты плотно выкладываются поверх бетонного основания или утрамбованного слоя песка или цемента. Здесь толщина плиты будет зависеть от предполагаемых нагрузок. Далее укладывается полиэтилен в 2 слоя, и затем весь пирог заливается песчано-цементной смесью. Эта основа полностью готова для обустройства различными отделочными материалами: линолеумом, паркетом, керамической плиткой и т.д.

Пеностекольные изделия обладают характеристиками, необходимыми для эффективной теплоизоляции строений любого назначения. В них сочетаются: низкие показатели по теплопередаче, легкость монтажа, длительный срок эксплуатации, огне- и биостойкость, экологическая безопасность как для человека, так и конструкции.

Пеностекло видео

Несмотря на дороговизну данного материала, укладка пеностекла окупит все расходы за счет отсутствия дополнительных слоев пирога и благодаря минимальным суммам в счетах за отопление.

Для утеплений зданий жилого фонда и промышленных построек широко используется пеностекло, недостатки у этого материала есть, но они не уменьшают его достоинства.

Производство материала было начато еще в СССР, когда в 30-е годы ученые заинтересовались плавучими свойствами стекла. Только потом пеностекло стало применяться в качестве утеплителя, ведь оно обладало способностью отлично удерживать тепло и поглощать звук.

Материал создавали из вспененного стекла, готовое изделие состояло из тысяч мельчайших стеклянных ячеек. Пеностекло высоко оценили инженеры, работающие в строительной отрасли. Им стали накрывать крыши, его использовали для теплоизоляции полов и стен.

Говоря о достоинствах материала и его недостатках, не следует забывать о том, что характеристики пеностекла заложены еще на этапе производства. Сегодня материал используют во многих странах, он не потерял своей популярности. Его уникальность заключается в том, что по своему химическому составу он идентичен обычному стеклу. Отличия есть только в способе производства. Для получения пеностекла массу предварительно вспенивают.

Так проявляется один из самых главных недостатков пеностекла. Он заключается в том, что для производства утеплителя требуется современное оборудование. Оно имеет высокую стоимость, поэтому установить такие линии может себе позволить только крупное предприятие.

Для выпуска изделий можно использовать битое стекло. Компании-производители приобретают его на предприятиях. Его перематывают в порошок, а потом насыпают в формы и направляют в цех, где и происходит плавка.

В процессе выделяются газы, именно они и заставляют расплавленное стекло вспучиваться. В результате объем массы увеличивается в 15 раз . После продукт медленно охлаждают, тогда он не трескается. Когда стекло полностью остынет, его распиливают на блоки, а потом выполняют обработку.

Здесь стоит упомянуть еще один недостаток материала. Пеностекло отличается хрупкостью. Монтажом блоков или плит должны заниматься строители, имеющие большой опыт работы. Если технология укладки будет нарушена, то покрытие может растрескаться.

Если посмотреть на состав блоков, то они состоят из множества ячеек. Внутри каждой содержится газ, его давление намного ниже атмосферного. Это позволяет материалу выдерживать большие нагрузки.

Предприятия выпускают плитное пеностекло, есть и изделия в блоках. В продаже имеется продукция в гранулах. Стоит отметить, что из-за высокой стоимости материала потребитель скорее предпочтет более дешевые утеплители. Возможно, они уступают пеностеклу по своим характеристикам, но выигрывают по стоимости. Высокая цена на изделия — это третий недостаток.

Размеры блоков из пеностекла

Чем отличается выпуск гранул и блоков

Сегодня при строительстве объектов требуется качественная теплоизоляция. С этой задачей успешно справится пеностекло. Предприятия предлагают потребителям блочное пеностекло и в гранулах.

Блочное представлено фасонными изделиями и блоками. Кроме того, в эту группу входят и плиты. Гранулированный материал представлен в виде следующих материалов:

песок из пеностекла;
гравий;
щебень.

Производство блоков кардинально отличается от выпуска гранулированного пеностекла. Если рассмотреть технологию выпуска блочных материалов, то в основе лежит соединение битого стекла с производными газами. В процессе плавки при 1000º газообразователем является уголь. В результате образуется пеностекло, имеющее замкнутые ячейки. Оно плавится, а газы нужны для того, чтобы вспенивать массу. Она равномерно растекается по форме, а потом застывает при медленном охлаждении.

В результате формируется материал, который можно использовать для утепления любых объектов. Но нужно учесть, что блоки имеют большую массу. Решив использовать при строительстве этот материал, важно правильно рассчитать прочность несущих конструкций здания. Это четвертый недостаток пеностекла. Если объект, например, частный дом, не предусматривает надежного основания и прочных перекрытий, то безопаснее выбрать другой утеплитель.

Выпуск гранулированных материалов требует измельчения сырья. Плавка осуществляется при температуре 800º. Для производства стекло варят из кварцевого песка. Его смешивают с сульфатом натрия, добавляют соду, не обходится и без известняка.

Недостатки и достоинства материала

Любой строительный материал или утеплитель имеет свои достоинства. У пеностекла их очень много, но не следует забывать и о недостатках. К ним можно отнести небольшую прочность. При ударе ячейки деформируются, способность удерживать тепло уменьшается. Кроме того, если блок имеет повреждения, то через него к стенам может просочиться влага. Это 5 отрицательный момент.

Пеностекло не боится грибка, даже при высокой влажности среды на материале не появится плесень. А вот стена под блоками может быть подвергнута заражению.

Пеностекло боится щелочей, оно не устоит и перед плавиковой кислотой. Но вряд ли это можно назвать недостатком материла, ведь в обычных условиях эксплуатации здания такие вещества не попадут на стены.

Отличные результаты пеностекла видны на теплоивизионном снимке

Нужно внимательно выбирать утеплитель, если элементы здания сжимаются и растягиваются под действием нагрузок. Пеностекло не подвержено растяжению, оно стабильно сохраняет форму, не сжимаясь. Это свойство материала может привести к растрескиванию конструкции, если будут подвижки потолка, стен и других частей.

Изделия следует защищать от ударных нагрузок. Например, если блок треснул, то его нельзя устанавливать. Даже склеивание цементным раствором не спасет стену от влаги.

Изделия при правильной эксплуатации будут служить очень долго. Но это несомненное достоинство переходит в недостаток, если речь идет о пеностекле. Все дело в том, что при капитальном ремонте объекта или демонтаже частей конструкции блоки могут быть легко повреждены. Демонтаж плит из пеностекла потребует больших затрат труда и средств. Из-за этого использование плит для утепления объектов будет неоправданно дорогим.

Даже учитывая это, строители используют стеклянный материал, ведь его достоинства перекрывают недостатки.

Где может быть использован материал

В современном мире большое значение имеет энергосбережение. Оно связано с ростом цен на энергоносители, именно поэтому сокращение теплопотерь стало решающим фактором при выборе строительных материалов.

Современные требования к теплоизоляционным материалам многообразны, но среди самых важных можно выделить следующие:

Плиты из пеностекла безопасны для человека и окружающей среды.
Быстрое восстановление формы после завершения монтажных работ.
Прочность при нагрузке. Стойкость к ударам.
Отсутствие больших затрат труда при выполнении укладки материала.
Низкий коэффициент теплопроводности. Материал должен хорошо удерживать тепло.
Долговечность.
Устойчивость к высоким температурам. Пожаробезопасность.

Пеностекло удовлетворяет многим требованиям, но по ряду других характеристик материал можно заменить другим утеплителем. Говоря о недостатках газостекла, стоит упомянуть и о его достоинствах.

Блоки выдерживают значительные перепады температур, поэтому их можно использовать в суровом климате. Поскольку в составе материала нет веществ, которые бы могли вымыться вместе с водой, плиты не подвержены эрозии. Они не окисляются, ведь в составе продукции нет оксидов.

Если сравнивать утеплители по прочности, то пеностекло в несколько раз крепче пенопласта. Из-за этого материал не нужно дополнительно фиксировать креплениями.

Пеностекло не меняет размеров, по этому показателю оно схоже с кирпичом и бетоном. Плиты и блоки могут быть использованы для внутренней отделки овощехранилищ и зернохранилищ.

Материал экологичен и совершенно безопасен для человека. При пожаре, когда температура превышает 1000º, пеностекло плавится, но вредных веществ оно не выделяет.

Пеностекло имеет практически нулевую паропроницаемость. В ряде случаев это достоинство становится существенным недостатком. Если под утеплителем будет находиться влажная поверхность, то на ней может появиться грибок.

Материал устойчив к высоким температурам, поэтому его используют в атомной промышленности. В других сферах пеностекло применяют реже из-за его высокой стоимости. В частом строительстве блоками обкладывают печи и фундамент, ими защищают трубы, утепляют стены снаружи здания. Многие потребители решают купить для утепления дома пеностекло, фото поможет сделать выбор.

Гранулированное пеностекло подходит для утепления потолков. Кроме того, им засыпают перекрытия на чердаках, полости в стенах. В строительных магазинах можно приобрести наполнитель, который можно добавлять в сыпучие смеси, применяемые в строительстве. Например, в северных странах его применяют для того, чтобы утеплить дорожное полотно.

Пеностекло — универсальный материал, который можно использовать при возведении сборных домов. Толщина секций составляет 30 см, этого достаточно для возведения постройки в суровом климате. Для поднятия блоков не нужны подъемные краны, поэтому можно сэкономить на спецтехнике.

Решив приобрести газостекло, нужно обратить внимание на качество утеплителя. Необходимо отличать пеностекло от продуктов, которые были произведены путем вспенивания растворимого стекла. Продукт, который называют жидким стеклом, вспенивается при 200º С путем удаления воды из массы. Из-за этого масса становится вязкой. В результате образуется пеностекло, характеристика его известна строителям. Такой материал боится даже обычной воды. А вот пеностекло производят по совсем другой технологии. Оно обладает химической стойкостью и способностью сохранять тепло.

Пеностекло утеплитель легко обработать, его можно сверлить и резать. Но в процессе важно не повредить мельчайшие ячейки с газом, из которых состоит блок.

Как выбрать утеплитель

Выбор утеплителя представляет собой достаточно сложную процедуру. Сегодня на отечественном рынке строительных материалов газостекло предлагают не все торговые точки. Материал востребован на отечественном рынке, но специалисты считают, что время для утеплителя из вспененного стекла еще наступит.

Выбирая такой утеплитель, нужно учесть следующие рекомендации:

Необходимо следить за тем, чтобы материал был одного размера. Полезно изучить его структуру, обращая внимание на ячейки. Они не должны касаться друг друга.
Покупая гранулированное пеностекло, следует узнать у компании-производителя показатель паропроницаемости. Фирмы, выпускающие продукт, могут использовать разные технологии, поэтому паропроницаемость может отличаться. Если в документации, приложенной к товару, об это показателе нет ни слова, то лучше воздержаться от покупки.
Перед покупкой блоков или плит из газостекла полезно рассчитать требуемую толщину материала. Точка росы должна находиться в нем. Важно обратить внимание на температуру наружной стены, она не должна охлаждаться ниже +5 С. Если эти требования не будут соблюдены, то появится конденсат.
Покупать стоит только те материалы, которые поставляют проверенные производители. Не стоит экономить, покупая самые дешевые утеплители. Технология производства газостекла сама по себе дорогая, поэтому на данном этапе развития промышленности вспененное стекло просто не может быть дешевым. Покупка аналога по низкой цене может стать причиной больших финансовых затрат на ремонт и демонтаж объектов в будущем. Лучше сразу приобрести качественные изделия.

Пеностекло отлично подходит для утепления объектов, но проще всего им отделывать еще строящиеся здания, чем готовые. Дело в том, что пеностекло можно заложить в проект строящегося здания. Тогда стены делают тоньше, например, в 1,5 кирпича. А вот при утеплении уже готового здания могут возникнуть сложности с расчетом нагрузки.

Если стена толще 1,5 кирпичей, потребуется положить более толстый слой пеностекла. Причина такого решения заключается в том, что точку росы придется сместить в слой утеплителя.

Выбрав утепление пеностеклом, необходимо подготовить поверхность к укладке утеплителя. Пол и стены должны быть сухими. Кроме того, большое значение имеет подготовка поверхности, она должна быть ровной. Чтобы утеплитель надежно держался, необходимо заделать все неровности на поверхности стен.

Для фиксации материала необходимо использовать специальный клеевой состав. Его наносят не только на поверхность, но и на утеплитель. Если его укладывают на поверхность из древесины, то плиты рекомендуется дополнительно зафиксировать дюбелями. При утеплении фасада здания необходимо установить под плиты опорный профиль.

Заключение

Пеностекло представляет собой современный материал, который широко используется в сфере строительства. Материал обладает многими достоинствами, но он характеризуется рядом недостатков. Среди основных можно назвать его высокую стоимость и хрупкость. Эти и другие моменты нужно учесть перед началом работ. Утеплитель из пеностекла отзывы имеет положительные.

Искал материал по льняному утеплителю, и наткнулся на пеностекло. Честно говоря, впервые услышал о материале и на неделю погрузился в изучение этого необычного (необычно дорогого) утеплителя. Делюсь результатами исследования.

— неорганический, экологически безопасный высокопрочный и легкий утеплитель, внешне напоминающий пемзу. Химический состав пеностекла идентичен бытовому стеклу на основе оксидов кремния, калия, натрия, алюминия, магния, кальция.

Пеностекло было представлено в 1932 году на Всесоюзной конференции по инновациям в строительстве. Представил материал легендарный физик-кристаллограф А.И. Китайгородский. К концу тридцатых патенты на производство пеностекла уже были у французов, англичан, чехов, немцев и американцев. Война затормозила исследования в этой области и первые заводы появились в Союзе только в семидесятые. Тем не менее, объемы производства превышали 100 000 м3 в год и продукт пользовался спросом.

Производство вспененного стекла чрезвычайно энергозатратно и сложно в контроле техпараметров, поэтому стало нерентабельно в конце 80-х — из четырех заводов остался только Гомельстекло (судя по всему, закрывший линию совсем недавно). Но за последние 5 лет в России и Украине таки наладился выпуск разнообразного пеностекла по ценам, конкурентным европейским. С историей материала в двух словах разобрались, идем дальше.

Как производят пеностекло

Бой стекла, вторсырье растирают с порообразователем (уголь, кокс, сажа, антрацит) и засыпают в формы, смешав с другими добавками. Форма заполняется примерно на 10%, весь объем заполнится в процессе образования стеклянной пены. Обжиг проходит в туннельной печи при температуре около 1000°С. В процессе плавки стекла порообразователь увеличивает массу в 14-15 раз и форма заполняется.

Для пеностекольных гранул технология другая: стеклобой промывают и сушат, дробят, затем мелят с вспенивателями и гранулируют шихту. Далее гранулы просушивают и помещают во вращающиеся печи, где гранулят пересыпают кварцевым песком для предотвращения спаивания. Вспенивание проходит при температуре от 780 до 820°С.

Себестоимость вспененного стекла очень высока из-за энергоемкости производства и дорогого оборудования (оборудование линии на 20 м3 в сут. стоит около $1 млн.).

Виды пеностекла:

Блоки (плиты)
Гранулы
Бесформенный бой (строительный щебень).

Свойства и характеристики пеностекла

Твердой фазы в пеностекле около 10%, поэтому оно имеет невысокую плотность. Средний диаметр пузырьков – 2000 мкм, а толщина стенок пузырьков – 20…100 мкм. Ячеистое стекло можно получать плотностью не ниже 100 кг/м3 — это предел прочности. Преимущественно производители выпускали и продолжают выпускать материал с плотностью в пределах 120-160 кг/м3. Такое пеностекло обладает высокими теплоизоляционными свойствами, сохраняя при этом приемлемые прочностные характеристики и простоту обработки. Плотность пеностекла определяет его теплопроводность и прочность, сравнить эти характеристики можно по техническим условиям, например, у Пеноситала:

Соотношение плотности, теплопроводности
и прочности пеностекла по ТУ 5914-001-73893595-2005 (Пеноситал)

Пеностекло не содержит микропор, способных сорбировать влагу из окружающей среды. Вся влага, которая может задержаться в разрезанных при формовке стеклянных микросферах, стекает из материала после удаления его из воды. Поэтому для всех видов ячеистого стекла обычно наблюдается незначительная величина водопоглощения, зависящая больше от метода измерения и размера ячеек. Самый «водопоглощающий» — пеностекольный бой, щебень.

Все свойства пеностекла определяются его структурой, представляющей собой оплавленные ячейки стекла, заполненные газами. Отличия определяются величиной ячеек, наличием большего или меньшего количества свободных дефектов в перемычках между ячейками.

Из характеристик используемого сырья (стекла и вспенивателя) вытекают основные качества материала :

Высокая химическая инертность (последние годы некоторые производители предлагают стойкое к щелочам пеностекло).
Исключительная долговечность.
Нулевая горючесть.
Гидро-паронепроницаемость.
Не меняет теплотехнических свойств в процессе эксплуатации.
Биостойкость.
Не дает усадку.
Низкий коэффициент линейного температурного расширения.

«Специалисты» по маркетингу предлагают так называемое паропроницаемое пеностекло , которое пеностеклом в общем понимании не является. Это утеплитель на основе жидкого натриевого стекла с открытыми порами. Применяется исключительно внутри отапливаемых помещений. На фасадах пар в порах промерзает и разрывает хрупкую ячеистую структуру в песок.

Есть еще проблема «аналогов» : пеностекольная крошка, перемешанная со всевозможными связующими и добавками (гипс, базальт, цемент, опилки и др), которую продают под названием пеностекло. Цена таких «изделий» может быть ниже на порядок, но они не имеют ничего общего с оригиналом.

Вопрос экологичности : из сульфатсодержащих стекол получается пеностекло, в ячейках которого замкнут сероводород из восстановленной серы. Он присутствует и в структуре исходного продукта в твердой фазе в виде сульфидов. Сульфиды взаимодействуют с водяным паром в воздухе и подвергаются реакции гидролиза, при которой в воздух выделяется сероводород. Последние годы брендовые производители стараются не применять такие стекла, но это влечет за собой изменения в технологической линии и повышение цены. Нужно понимать, что количество сероводорода в ячеистом стекле ничтожно и чувствуется только при разрезании блока.

Применение пеностекла

Привожу табличку из «Стройкомплекса Среднего Урала» за март 2006

Характеристики	Области применения
Экологическая безопасность	Любые виды строительства, в том числе в пищевой и фармацевтической промышленности.
Высокое теплосопротивление	Теплоизоляция в промышленном и гражданском строительстве, снижение расхода стройматериалов, уменьшение толщины стен, повышение надежности и долговечности дорожного покрытия; термоизоляция трубопроводов и газопроводов.
Нулевая горючесть	Теплоизоляция в высотном строительстве; создание огнеупорных конструкций; изоляция трубопроводов и иного оборудования, работающего при температурах до 600С.
Низкая плотность материала при высокой прочности	Снижение нагрузки на фундамент и возможность строить даже на слабых грунтах; надстройка верхних этажей зданий; теплоизоляция перекрытий, кровель, полов; гранулят - незаменимый наполнитель для прочных легковесных панелей; изготовление понтонных и иных плавучих конструкций.
Химическая инертность, высокая коррозионная устойчивость	Изготовление многоразовой изоляции; неограниченность времени эксплуатации; безусадочность (долговременная стабильность размеров); строительство резервуаров и трубопроводов для кислот и нефтепродуктов; эффективная защита зернохранилищ, хозяйственных и жилых помещений, т.к. не разрушается грызунами и насекомыми.

Благодаря разнообразной толщине и формфакторам плит и блоков можно выбрать индивидуальный вариант. Режется пеностекло пилой для газобетона.

Теплоизоляция горячих труб фигурным пеностеклом может действительно окупиться, так как его можно применять при температурах до 550°С без необходимости регулярной замены. Материал устойчив как к пару и воздуху, так и нефтепродуктам и маслам.

Насыпное пеностекло применяют в колодцевой кладке и в насыпных полах, как условная альтернатива керамзиту. Однако, пеностекольный бой очень острый и режет гидроизоляционные пленки-подложки, его невозможно тромбовать. Лучше применять гранулы, тем более они с оплавленными закрытыми порами и не будут держать воду в поломанных ячейках как щебень.

Особенности монтажа пеностекла я не рассматриваю, так как все технические решения нужно узнавать непосредственно у производителя, у которого будете его покупать. Для каждого места применения материала есть правила монтажа и обработки, связанные с некоторыми нюансами пеностекла. Белорусским Институтом НИПТИС разработаны рекомендации по применению пеностекольных блоков, предлагаю ознакомиться с документом .

Особенности и недостатки пеностекла

Есть факторы, ограничивающие применение этого утеплителя в мокрых фасадах и в качестве заполнителя легких бетонов. Ограничение связано с щелочно-силикатной реакцией, протекающей между стеклом и бетоном, цементом, всеми смесями и штукатурками, содержащими реакционноспособный оксид кремния. Основанные на цементе составы вступают в щелочную реакцию с образованием геля и отваливаются от стекла (или стекло отклеивается от фасада).

Клеить пеностекло к несущей поверхности нельзя составами, набирающими прочность в процессе просыхания из-за водо- и паро-непроницаемости пеностекла — они не наберут прочность в местах соприкосновения со стеклом.

Дающие усадку растворы тоже не подходят, так как разрушают ячейки стекла, с которыми вступили в адгезию и обваливаются.

Все описанные выше проблемы так или иначе решены некоторыми производителями. Блоки покрывают битумом, оклеивают разными материалами для избежания проблем с цементными составами и предотвращения механических повреждений хрупких кромок материала. Существует также метод прямой плавки, когда к стеклянному бою добавляют диоксид циркония и обеспечивают успойчивость к щелочам. Другое решение — частичная кристаллизация стекла, при которой материал уже не склонен вступать в щелочно-силикатную реакцию.

Тип пор в пеностекле влияет на теплосопротивление материала. Хорошо, когда стекло имеет замкнутые ячейки по 1-2 мм. Паропроницаемое пеностекло гораздо хуже по этому показателю.

Рекомендуемые производителями специализированные полиуретановые клеи редко бывают в розничной продаже, очень дороги и не имеют 100% аналогов. Точнее, аналоги по совместимости со стеклом есть, но они не обладают температуро и влагостойкостью рекомендуемых.

Для утепления фасада здания пеностекло тяжеловато, учитывая еще ударную защиту для него (марка прочности 11). С ним непросто работать, так как материал хрупкий, хотя и имеет высокую прочность на сжатие.

Цена пеностекла

Я приведу стоимость украинского пеностекла в пересчете на доллар.

	Пеностекло в плитах 600х450 (450х450) мм
Толщина, мм	Паропроницаемое, $/м2	Паронепроницаемое 1 сорт, $/м2	2 сорт, $/м2
30	4	7.15	6.8
40	5.2	9.5	8.7
50	6.6	12	11.4
60	8	14.3	13.7
70	9.2	16.7	16
80	10.55	19.1	18.2
100	13.2	23.9	22.8
120	15.8	28.6	27.4

Пенокрошка фракционированная (фракция до 150 мм)

57.8 $/м3

Я бы рассматривал пеностекольный утеплитель в качестве засыпки при колодцевой кладке и как гидроизоляционную отмостку — в этих местах применение дорогого материала оправдано на 100%. Но не применял бы пеностекольный щебень.

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).

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/м 3 (относительно легкий теплоизоляционный материал);
материал воздухонепроницаем;
водопоглощение – не более 2,5…5% или поверхностное поглощение – не более 0,5 кг/м 2 ;
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/м 2 ;
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÷450×125÷550 мм, толщиной 20÷120 мм;
крошки (сферические гранулы).

Теплоизоляционные блоки и плиты из пеностекла — область применения

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.

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

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

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

Конев Александр Анатольевич

Исходя из названия, можно сразу понять, что это - вспененное стекло. А именно, стекло с мелкими ячейками, что характерно для эффективного теплоизолятора. Благодаря совокупности его уникальных свойств сегодня пеностекло все чаще применяют во многих сферах строительства и производства.

Немного истории

Как и во многих случаях, сама мысль об изобретении была несколько далекой от целей получения хорошего теплоизолятора. В результате исследований, начавшихся еще в 30-х г.г. прошлого столетия, с целью создания хорошего плавающего материала, было обнаружено, что полученное, кроме хорошей плавучести, обладает еще и отличными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Кроме этого, полученный материал без труда можно было обрабатывать, и он прекрасно склеивался.

Первые удачные попытки использовать его в строительстве были сделаны в Канаде, хотя в СССР идею широко не поддержали из-за высокой себестоимости и отсутствия четко отработанной технологии производства. Пеностекло производили, но единичные заводы. Да и конкуренцию с западными производителями было сложно выдержать.

Как делают пеностекло

В качестве сырья здесь используются отходы стекольного производства, которые подвергают тщательному измельчению и перемешиванию с пенообразователями, которыми могут быть кокс, антрацит, торфяной полукокс, известняк и т.п. Также могут использовать стекломассу, которую получают из кварцевого песка, сульфата натрия, известняка и соды.

Полученную смесь отправляют в металлические формы и подвергают высокотемпературному воздействию. При температуре свыше +7000С гранулы стекла начинают спекаться и образовываются полости. При увеличении температуры до +10000С свою работу делают пенообразователи, которые посредством газов растягивают полученные стеклянные полости.

Происходит так называемый процесс вспенивания, и пока масса находится в таком состоянии, ее очень быстро охлаждают. Её консистенция становится более вязкой, и при дальнейшем понижении температуры - окончательно стабилизируется (застывает).

Таким образом, получают довольно твердый материал с огромным числом изолированных ячеек, заполненных воздухом. После чего материал уже разрезают на блоки определенных размеров.

Основные игроки на рынке

Россия: Пеностек (PENOSTEKтм), Пеноситал (Пеноситал®), Saitax (SAITAX), ЗАО Модис.
Белоруссия (крупный производитель): Гомельстекло.
США: концерн Pittsburgh Corning, марка Foamglass.
Украина: г.Шостка, НПП технология.

Технические характеристики

Назначение пеностекла

изоляционно-строительное;
изоляционно-монтажное (для утепления установок с отрицательными температурами).

Выпускаемые виды пеностекла

плиты, блоки или кирпичи из пеностекла;
высококачественный гранулят (рассыпчатый утеплитель);
формованное пеностекло - арочные сегментные утеплители, муфты, фитинги и т.д.;
пеностекло в виде крошки или боя (менее качественный утеплитель).

Достоинство пеностекла

Уникальный материал с точки зрения ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ. Исходя из того, что температура начала его деформации (5400С) выходит далеко за рамки той температуры, которая обычно существует при пожарах в зданиях, выводы о его пожаробезопасности может сделать даже не специалист. Кроме этого, данное свойство пеностекла подтверждено всеми европейскими и мировыми стандартами и сертификатами.

ВОДО- и ПАРОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ. Гигроскопичность у пеностекла почти нулевая даже в помещении, где влажность достигает 100%. Существующий показатель водопоглощения в 5% получен в условиях полного погружения, и означает только то, что вода скапливается исключительно на поверхности, где механической обработкой нарушен верхний слой пузырьков. И этот показатель с течением времени не меняется ни на сотую долю процента. Поэтому его с успехом можно использовать непосредственно и в воде. По своему химическому составу пеностекло ничем не отличается от привычного для нас оконного стекла или посуды, использующейся в быту. Поэтому каждый может убедиться в том, что пеностекло не может быть разрушено под воздействием пара или воды.

Высокий показатель ПРОЧНОСТИ и сохранения первоначальных размеров. Несмотря на то, что плотность пеностекла невысокая, оно не уступает по прочности другим материалам, плотность которых выше, а теплоизоляционные характеристики ниже. И если, например, стекловатные и минераловатные материалы при незначительном намокании заметно теряют свои показатели прочности, то пеностекло, как материал к влаге индифферентный, всегда будет сохранять свою прочность, даже при высоком уровне влажности.

Небольшое отступление: почему характеристикам прочности уделяется такое внимание.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ. Производители авторитетно заявляют о сроке службы для пеностекла не менее 100 лет с полным сохранением его характеристик. Конечно, подобной статистики на данном промежутке времени пока нет, но существующие примеры демонтажа зданий 50-летней давности, где применяли пеностекло как изоляционный материал, дает все основания верить обещаниям производителей. Как выяснилось, за 50 лет этот изоляционный материал остался совершенно без изменений.

Отличная УСТОЙЧИВОСТЬ К ХИМИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ. Навредить пеностеклу сможет разве что плавиковая кислота, от которой мало что может "остаться в живых" и растворы сильных щелочей. Сложно предположить, кому придет в голову портить таким зловещим способом теплоизоляционный слой, но тем не менее - материал вполне можно назвать химически инертным.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ АКТИВНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ. Под этим определением понимается то, что пеностекло не поддерживает среду жизнедеятельности ни грибков, ни бактерий. Оно также не представляет кулинарного интереса для вездесущих грызунов и прочих животных и насекомых, желающих испортить жизнь человеку. Для них оно даже непроходимо!

ЛЕГКОСТЬ В ОБРАБОТКЕ. Пеностекло довольно просто обрабатывать режущим инструментом, а также сверлить, прибивать с помощью гвоздей или клеить. Материал легко штукатурить. Поэтому и время на его обработку значительно сокращается.

СООТВЕТСТВИЕ САМЫМ ЖЕСТКИМ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ СТАНДАРТАМ, которые только существуют на нашей планете. Поэтому пеностекло можно с уверенностью применять в пищевой и фармацевтической промышленности. Его используют для изоляции холодильных установок, резервуаров для продуктов - например, в производстве пива. Это - экологичный материал, начиная даже со своего "рождения", потому что сырьем является не что иное, как отходы стекольного производства или стекломасса, в состав которой входят экологически чистые ингредиенты. Его практически всегда используют как теплоизолятор в детских учреждениях. Он не вызывает даже намека на аллергическую реакцию.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭРОЗИИ. Так как пеностекло в структуре своей не содержит растворимых компонентов, то растворения или размыва материала не наблюдается.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ДЕФОРМАЦИИ. Это - не деформируемый и прочный материал, даже учитывая его плотность. Это полностью исключает возможность эффектов провисания, усадки, или съеживания даже при длительном механическом воздействии или силы тяжести.

Недостатки пеностекла

довольно дорогое производство;
необходимость в дополнительном оборудовании при производстве блоков или скорлупы, что ведет к удорожанию материала;
нецелесообразность использования на объектах строительства, срок службы которых менее 50 лет, так как пеностекло рассчитано на 100 лет;
пеностекло тяжелее, нежели другие виды теплоизоляции.

Области применения

утепление: стен (фасады и внутренние), кровли (как плоской, так и скатной), потолка и пола; трубопроводов; подземных конструкций; помещений с повышенной влажностью (сауны, бани, бассейны); технологического оборудования;
в строительстве самонесущих стен в качестве монолитной заливки;
применяется в производстве легких теплоизоляционно-конструкционных блоков;
термоизоляция слоя дорожной одежды.

Ограничения, которые важно знать

Не рекомендуется утеплять пеностеклом все подряд дома, как, например, минеральной ватой, потому что стены обычных домов являются паропроницаемыми и пеностекло успешно запрет выходящий пар. Это чревато появлением конденсата при температуре стены 6-80С. Поэтому при утеплении пеностеклом очень важно или правильно рассчитывать теплоизолирующий слой, или обеспечивать паропроницаемость.