1. Пеностекло –

1. Пеностекло – это универсальный пористый теплоизоляционный материал с
замкнутыми стеклянными ячейками, получаемый из смеси тонкоизмельченного стекла и
пенообразователя, напоминающий по своей структуре твердую мыльную пену.
Технология производства пеностекла выглядит так: сначала стеклянный бой дробят до
размера частиц меньше миллиметра, затем перемалывают до получения стеклопорошка с
заданной удельной поверхностью, после этого полученный стеклопорошок смешивают с
пенообразователем и получают стекло гранулу, которая идет во вращающуюся печь
вспенивания для получения гранулированного пеностекла или в туннельную печь для
получения блочного пеностекла. Этот материал был создан в 1930-е гг.в СССР и в начале
1940-х в США, но из-за второй мировой войны не нашел широкого применения в СССР,
чего не скажешь о США, где после войны корпорацией «Питсбург Корнинг» было
создано первое производство пеностекла под маркой «фомглас». На сегодняшний день эта
корпорация является мировым лидером в производстве блочного пеностекла.
2. Актуальность пеностекла.
На сегодняшний день в России введены новые СНиП по энергосбережению,
выполнение
требований
которых
привело
к
использованию
современных
теплоизоляционных материалов как при строительстве нового жилья, так и при
энергетической реконструкции существующего. Для этих целей используются
полимерные утеплители такие как пенополистирол и пенополиуретан, волокнистые
неорганические плиты и маты, легкие бетоны. Последний является наиболее безопасным
и долговечным. Первые же два имеют фактический срок службы, при котором сохраняют
свои теплоизоляционные свойства 15-20 лет, это при том , что жилой дом рассчитан на
семьдесят лет. Из выше сказанного ясно, что для применения в капитальном
строительстве нужен теплоизоляционный материал, способный надежно работать в
течение всего срока службы конструкции, без потери своих теплоизоляционных свойств.
Такой материал – пеностекло. Этот материал известен во всем мире с середины 1950-х гг
и широко используется в строительстве и различных областях промышленности. В России
он представлен такими производителями блочного пеностекла как «Питсбург
Корнинг»(США), «ГомельСтекло»(Беларусь), их продукция используется как
теплоизоляция кровли, перегородок, стен, трубопроводов. Гранулированное пеностекло
компании «Деннерт Поравер» используют в качестве заполнителей легких бетонов и
теплых штукатурок, при теплоизоляции стен, полов, подвалов, чердачных перекрытий.
Так же на рынке есть пеностекло и отечественного производства выпускаемое
предприятиями Омска, Владимира, Перми и Рыбинска. Продукция этих предприятий не
уступает по качеству зарубежным аналогам, но стоимость его гораздо ниже.
Не стоит так же забывать, что сырьем для производства пеностекла является
стеклобой (стеклянный мусор и отходы стекольных производств), объем которого в
крупных городах России составляют 10-30 тыс.т. и возникают проблемы его утилизации.
Следовательно, производство пеностекла поможет решить проблему утилизации отходов.
3. Свойства пеностекла.
Теплопроводность.
Низкая теплопроводность пеностекла объясняется его структурой. Замкнутые
ячейки газовой среды разделены тонкими пленками стекла. Благодаря этому
теплопроводность пеностекла находится в пределах 0,06-0,1 Вт/мК.
Прочность.
Высокая прочность пеностекла находится в пределах 0.5-1,2 МПа, причем
прочностные характеристики не меняются со временем и не ухудшаются при полном
водонасыщении.
Огнестойкость
Пеностекло не горит, не выделяет газов и паров при нагревании, так как по своей
химической структуре является не более чем вспененным силикатным стеклом,
состоящим из расплава высших оксидов, а как известно высшие оксиды совершенно не
окисляются, не горят и не воспламеняются. Температура применения пеностекла
находится в пределах от -2000С до 5000С.
Влаго- и паропроницаемость, водопоглощение
Пеностекло – это материал, состоящий из замкнутых стеклянных ячеек.
Водопоглощение пеностекла, при погружении его в жидкость не превышает 10% от
общего объема материала. Это обусловлено накоплением влаги в поверхностном слое
разрушенных ячеек и не возрастает с течением времени. При полном насыщении
пеностекла водой оно не теряет своих свойств как теплофизических, так и прочностных.
Химическая и биологическая стойкость
Пеностекло абсолютно устойчиво ко всем химическим реагентам как органической
так и не органической природы(исключением является плавиковая кислота используемая
при травлении стекла). Наглядным подтверждением этого является то, что в химической
лаборатории емкости для химреактивов сделаны из стекла. Пеностекло так же не
подвергается биологическому воздействию. Оно устойчиво к гниению, в нем полностью
исключена почва для развития любых активных биологических форм.
Экологическая безопасность
Пеностекло является неорганическим материалом, по своему химическому составу
совпадающим с исходным материалом – обычным стеклом. При его использовании не
выделяется никаких вредных веществ, это говорит о его высокой экологической и
санитарной безопасности.
Долговечность
Длительный срок эксплуатации пеностекла объясняет герметичная замкнутость его
стеклянных ячеек. Благодаря этому материал не проникаем для пара и влаги, сохраняет
свои теплоизоляционные и прочностные характеристики на протяжении всего срока
эксплуатации здания, это подтверждено экспериментальными исследованиями объектов,
утепленных пеностеклом более 50 лет назад.
Сочетание всех этих свойств позволяет сказать, что пеностекло – это
универсальный
теплоизоляционный
материал,
сочетающий
эффективную
теплопроводность, высокую прочность, абсолютную негорючесть и высокую
огнестойкость, экологичность и отсутствие водопоглощения. Это позволяет применять его
во всех областях строительства и промышленности, где необходима качественная и
долговечная теплоизоляция.
4. Характеристики УПМ «Термоизол»
Пеностекло УПМ «Термоизол» выпускается согласно ТУ 5914-001-15068529-2006
в виде гранул различных фракций с различным насыпным весом.
Основные параметры и размеры:
УПМ «Термоизол» имеет насыпную плотность от 100 до 400 кг/м3.
Вариант
исполнения
Зерновой состав, мм
1
2
3
4
от 0 до 5
от 5 до 10
от 10 до 20
от 20 до 40
Физико-механические характеристики
№
Насыпная
плотность,
кг/м3
1.
150±50
2.
250±50
3.
350±50
Прочность *
заполнителя
сдавливанием в
цилиндре, МПа
(кг/см2), не
менее
Теплопроводность в
засыпке,
Вт/моС, не
более
0,5 (5)
0,7 (7)
1,0 (10)
0,06
0,075
0,100
Морозостойкость, %,
не более
(при 15
циклах)
Стойкость
против
силикатного
распада, %
не более
5
3
5. Применение пеностекла
Применение пеностекла в строительстве
Пеностекло – прекрасный строительный материал, который подходит для
строительства гражданских и промышленных объектов. Применение его в строительстве
позволяет сократить толщину стен, тем самым, увеличив полезную площадь здания.
Негорючесть пеностекла позволяет использовать его в зданиях с повышенными
требованиями к пожаробезопасности. Низкое водопоглощение пеностекла позволяет
использовать его в качестве теплоизоляции в зданиях с повышенной влажностью, таких
как сауны и бассейны. Сочетание высокой прочности и низкой плотности дает
возможность применять пеностекло при теплоизоляции кровли. Долговечность
пеностекла позволяет избежать замены теплоизоляции в течение всего срока
эксплуатации.
Рекомендуемые схемы применения гранулированного пеностекла:
1. Устройство полов:
Рис. 1. Изоляция из пеностекла при устройстве бетонных полов, в случае применения
гранулированного пеностекла.
а) 1 – бетонное основание; 2 – битумный грунт; 3 – гранулированное пеностекло; 4 –
пергамин или рубероид; 5 – слой легкого бетона; 6 – керамическая плитка.
б) 1 – слой гравия или шлака; 2 – гранулированное пеностекло; 3 – пергамин или рубероид;
4 – слой легкого бетона; 5 – керамическая плитка
2. Изоляция при устройстве междуэтажных перекрытий:
Рис. 2. Изоляция из пеностекла при устройстве междуэтажных перекрытий:
а) 1 – железобетонная плита; 2 –пароизоляционный слой; 3 – лага; 4 –гранулированное
пеностекло; 5 – дощатый настил; 6 – звукопоглощающая прокладка
б) 1 – железобетонная плитка; 2 –пароизоляционный слой; 3 –лага; 4 –войлок
минеральный; 5 –гранулированное пеностекло; 6 – дощатый настил; 7 –
звукопоглощающая прокладка
3. Устройство крыш:
Рис. 3. Изоляция пеностекла при устройстве крыш:
1 – сборные железобетонные плиты; 2 – промазка швов бетонном; 3 – гранулированное
пеностекло; 4 – стяжки; 5 –кровельный ковер
4. Теплоизоляция стен зданий
Рис. 4. Изоляция кирпичной стены гранулированным пеностеклом:
1 – кирпичная кладка стены; 2 – гранулированное пеностекло; 3 –скобы для скрепления
кирпичной кладки
Применение пеностекла при изготовлении легких бетонов и
теплых штукатурок
1. Легкие бетоны
При использовании гранулированного пеностекла УПМ «Термоизол» с насыпной
плотностью ρ=150 кг/м3; фр 0 ÷ 5 мм можно получить легкий теплоизоляционный и
конструкционно-теплоизоляционный бетон классов по прочности В0,75|M10| - B2,5|M35| с
плотностью в сухом состоянии 350 – 500 кг/м3.
Ориентировочный состав термоизолбетона будет следующим (в зависимости от
класса по прочности):

Портландцемент М500 –
160÷300 кг

Термоизол фр 0 ÷ 5 мм; ρ=150
кг/м3 – 900 – 1000 л.

Вода - 100÷150 л.
Легкобетонная смесь готовится в
бетоносмесителе принудительного
перемешивания. Сначала загружается УПМ
«Термоизол» и 40% воды затворения с
последующим перемешиванием. Затем
подается цемент и остаток воды
Приготовленная смесь укладывается в
формы. Характеристики термоизолбетона:
• Плотность от 350 до 600 кг/м3;
• Прочностные характеристики от В 0,75 до B 2,5
• Коэффициент теплопроводности - в пределах от 0,065 до 0,12 Вт/м С0.
2. Теплые штукатурки:
Для изготовления теплых штукатурок используют гранулированное пеностекло
УПМ «Термоизол» с насыпной плотностью ρ=150 кг/м3; фр 0 ÷ 2 мм. Ориентировочный
состав штукатурной смеси будет следующим:
Характеристики теплой штукатурки:
Применение пеностекла в жилищно-коммунальном хозяйстве
Пеностекло может быть использовано при реконструкции существующего жилья
по простым и доступным технологиям. Так, например, энергетическая реконструкция
«хрущевок» с использованием пеностекла, произведенная в Литве, показала, что срок
окупаемости затрат составляет 1,5 года, при среднем показателе 5 лет
Применение пеностекла в промышленности
Сочетание свойств пеностекла позволяет применять его в различных областях
промышленности:
Термическая и химическая стойкость дает возможность использовать пеностекло в
предприятиях химической промышленности
Легкость, водонепроницаемость, прочность и долговечность позволяет
использовать пеностекло на предприятиях кораблестроения и машиностроения.
Экологическая чистота и биологическая стойкость позволяет использовать
пеностекло на предприятиях пищевой промышленности и фармацевтики
Широкий интервал температур эксплуатации, долговечность и легкая
обрабатываемость пеностекла позволяет использовать его в транспортно-трубопроводной
промышленности.
6. Преимущества пеностекла.
На сегодняшний день на российском рынке строительных материалов существует
большое количество материалов для теплоизоляции зданий. Их можно разделить на три
группы: волокнистые неорганические плиты и маты, газонаполненные ячеистые
полимерные материалы, неорганические теплоизоляционные материалы – пеностекло.
Рассмотрим преимущества пеностекла над первыми двумя:
Сравнительные характеристики теплоизоляционных материалов:
Характеристика
теплоизоляционных
материалов
Плиты из
минеральной
ваты
Газобетон
автоклавный
Пенополиуретан
Пенополистирол
Природа материала
Органический
материал
Органический
материал
Неорганически
й материал на
органической
связке!
Неорганически
й материал
Неорганический
материал
Плотность, кг/м3
40-80
40-150
50-350
350-700
100-400
Коэффициент
теплопроводности,
Вт/м*К
Пеностекло
0,03-0,04
0,04-0,05
0,04-0,09
0,08-0,1
0,06-0,1
изменяет размеры
дает усадку
дает усадку
Удовлетворительная
отличная
Прочность на сжатие,
кгс/см2
-
2-10
-
8-50
5-20
Сопротивление
непродолжительном
у воздействию тепла,
С
180(при
нагревании
выделяет вредные
вещества)
100(при
нагревании
выделяет
вредные
вещества)
250(при
нагревании
выделяет
вредные
вещества)
450
500
Водопоглощение
Зависит от срока
прибывания
материала в
контакте с
жидкостью
Зависит от срока
прибывания
материала в
контакте с
жидкостью
Большое
водопоглащение
80
200
Огнестойкости
нет!
Огнестоек!
Стабильность
размеров
Верхний
температурный
предел эксплуатации,
С
Огнестойкость
конструкций с
применением
материала
Стабильность при
эксплуатации
(разрушение от
времени)
120
Огнестойкости
нет!
Через 10-15лет
наблюдается
оэрупчивание и
разрушение
материала
Через 5-10 лет
наблюдается
озрупчивание и
разрушение
материала
В сухом
состоянии
время
эксплуатации
ограничено
Большое
водопоглащение
400
Не более 10%
от объема за
счет
накопления
влаги в
поверхностном
слое
разрушенных
ячеек
500
Огнестоек!
Огнестоек!
В сухом
состоянии
время
эксплуатации
неограничено
Время
эксплуатации
неограничено