Пеностекло гранулы польского производства

Пеностекло — «золотой» вечный утеплитель

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.

Пеностекло — 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

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.

Производственная линия пеностекла немецкого завода
Производственная линия пеностекла немецкого завода

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)

Марка по плотности, D Средняя плотность (объемная масса), кг/м3 Предел прочности МПа (кг/см3), не менее Теплопроводность, Вт/(м°С)
при сжатии при изгибе

100

150

200

300

400

500

600

100-120

121-170

171-220

221-320

321-420

421-520

521-620

0.5 (5)

0.7 (7)

1.0 (10)

1.5 (15)

3.5 (35)

5.0 (50)

7.5 (75)

0.1 (1)

0.15 (1.5)

0.2 (2)

0.3 (3)

0.030

0.040

0.045

0.060

0.075

0.080

0.100

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.

Польские пеностеклянные гранулы
Польские пеностеклянные гранулы

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.

Обработка пеностекла

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.

Пеностекольный щебень
Пеностекольный 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.

Пеностекло на фасаде

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.

гидроизоляция и утепление пеностеклом

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.

Утепление пеностеклом

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 малых блоках 250х120 мм
Толщина, мм Паропроницаемое $/м2 Паронепроницаемое $/м2
 65  9.11  10.72
 88  12.30  11.7
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
Пеностекло обработанное в плитах 600х450 мм, с битумным покрытием или оштукатуренное
Толщина, мм Цена, $/м2
50 11.2
60 13.5
80 17.9
100 22.4
120 26.9
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.

Рекомендую хорошую профессорскую статью из «Стройкомплекса Среднего Урала» про пеностекло и его возможные альтернативы (ну или их отсутствие).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *