Пеностекло: преимущества, недостатки, технология утепления

Требования к клеевым составам

• Набор прочности и твердение без доступа воздуха (например, двухкомпонентные составы, вступающие в химическую реакцию);
• Близкая к нулю паропроницаемость;
• Эластичность после набора прочности;
• Отсутствие цементо-содержащих компонентов;
• Отсутствие усадки и напряжений после отвердевания и набора прочности;
• Высокая адгезия к стеклу (невпитывающее основание) и высокая адгезия к основанию конструкции.

Набор прочности без доступа воздуха

Не рекомендуется применять клеевые составы и мастики, для высыхания которых предполагается испарение некоторых компонентов (например, воды, растворителей) или необходимо достаточное количество воздуха. Пеностекло обладает нулевой паро и газопроницаемостью. Для составов на водной основе или растворителей предусматривается твердение и набор прочности в процессе испарения водной основы или растворителей. Пеностекло полностью останавливает возможность испарения избыточной воды в нанесенных составах. Таким образом, избыточная вода может испаряться только в сторону конструкции к которой приклеено пеностекло. Набор прочности и твердение нанесенных составов не возможен или значительно растянется во времени.

Усадка после набора прочности

«Высыхание» цементо-содержащих клеевых, штукатурных и иных составов происходит с образованием определенной «усадки» и созданием внутренних напряжений в этих материалах. Находясь внутри открытых ячеек при наборе прочности такие материалы при «усадке» начинают разрушать тонкие ячейки пеностекла. В результате происходит разрушение верхнего слоя пеностекла и отслоение нанесенных цементо-содержащих составов.

Эластичность

Учитывая различные коэффициенты температурных расширений применяемых материалов, клеевой состав для блоков из пеностекла (приклейки и герметизации швов) должен обладать после набора прочности определенной эластичностью.

Возможность щелочной коррозии (ASR): цемент-стекло

На границе контакта стекла и цемента возможно развитие процессов щелочной коррозии – взаимодействия аморфного диоксида кремния пеностекла и щелочей цемента с образованием на поверхности пеностекла оболочки силикатного геля, вызывающего при определенных условиях, разрушение структуры бетона (реакционная способность ASR). Скорость процессов щелочной коррозии зависит от многих факторов: количества щелочей в жидкой фазе наносимых составов, влажности составов, условий эксплуатации. В сухих условиях эксплуатации процессы щелочной коррозии не развиваются.

Для нейтрализации данной реакции необходимо добавлять специальные реагенты.

Усадка после набора прочности

«Высыхание» цементо-содержащих клеевых, штукатурных и иных составов происходит с образованием определенной «усадки» и созданием внутренних напряжений в этих материалах. Находясь внутри открытых ячеек при наборе прочности такие материалы при «усадке» начинают разрушать тонкие ячейки пеностекла. В результате происходит разрушение верхнего слоя пеностекла и отслоение нанесенных цементо-содержащих составов.

Производство пеностекла

Уникальность материала в те далёкие времена состояла в том, что его химический состав полностью совпадает с обыкновенным стеклом. Способ же производства немного отличается от оконного или любого другого стекла тем, что тут стекло вспенивают.

Битое стекло, которое есть на любом стекольном заводе, а также гранулы перемалывают в порошок. Порошок засыпается в формы и отправляется в печь. В печи порошок начинает плавиться и под воздействием выделяющихся газов вспучивается.

После чего вспученная стеклянная масса медленно охлаждается. Именно медленное охлаждение способствует равномерному растеканию по форме и не даёт полученному продукту потрескаться. После остывания готовое изделие распиливают на блоки и обрабатывают.

Блоки полностью совпадают по составу с обычным стеклом, но отличаются наличием в них ячеек, наполненных газом. Газ, находящийся в ячейках — это продукт выделений угля и кипения стеклянного порошка. Вспененное стекло по объёму в 15 раз больше первоначального. И, кстати, давление газа внутри ячеек значительно ниже чем атмосферное.

Готовый материал можно сравнить с сотами. И как соты он такой же прочный, что позволяет ему выдерживать большие нагрузки. Выпускается пеностекло в виде блоков, гранул и плит.

Отличия в производстве блоков и гранул

Для начала следует рассмотреть существующие виды пеностекла. Можно выделить два основных вида — это блочное пеностекло и гранулированное пеностекло. У блочного стекла это блоки, плиты и фасонные изделия. У гранулированного стекла — гравий, щебень и песок.

Производство блоков и гранул это абсолютно разные вещи, а, точнее, технология производства. Если при производстве блоков битое стекло соединяется с производными газами, где газообразователем выступает уголь. В этом случае получается материал с замкнутыми ячейками, если ячейки, сообщающиеся — основой газообразования служит карбонат. Далее, порошок плавится в печи и постепенно охлаждается. В результате газы, заставляют стекло пениться и остывая, оно равномерно распределяется по форме.

Процесс гранулирования же тоже начинается с того, что стекло измельчается. Стекло мельчится вместе с газообразованием. Но дальше есть свои нюансы. Температура этого процесса уже 800 градусов, а не 1000. И масса вспененного стекла вариться из кварцевого песка, смешанного с содой, известняком и сульфатом натрия.

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:

1. Плиты из пеностекла безопасны для человека и окружающей среды.
2. Быстрое восстановление формы после завершения монтажных работ.
3. Прочность при нагрузке. Стойкость к ударам.
4. Отсутствие больших затрат труда при выполнении укладки материала.
5. Низкий коэффициент теплопроводности. Материал должен хорошо удерживать тепло.
6. Долговечность.
7. 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.

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

Пеностекло – применение в строительстве

Поначалу данный вид строительного материала использовался только в промышленных целях. Из-за своих свойств по экологичности и пожарной безопасности пеностекло применялось для сооружения высотных зданий, заводов, магистральных трубопроводов, атомных электростанций. Постепенно его стали использовать для возведения иных крупных объектов, а также частных построек. Обязательно стоит помнить, что материал стоит больше, чем популярный пенополистирол или минеральная вата, однако в перспективе данные затраты полностью окупаются, так как срок службы пеностекла исчисляется столетиями. К сожалению, подтверждения данного факта не существует, так как прошло всего около 50-60 лет после его изобретения. Однако уже построенные здания показывают, что даже при очень интенсивном внешнем воздействии материал не изменяет своих характеристик, и не требует замены или восстановления. Пока что все строения с пеностеклянными блоками показали себя с лучшей стороны и подтверждают промежуточные требования к такому виду материала.

Если говорить о частном строительстве, то срок службы пеностекла в коттеджах и загородных домах еще больше, так как оно не подвергается агрессивным воздействиям извне. В каталоге нашей компании вы сможете найти готовые проекты загородных домов, в которых привычные слои утеплителя можно заменить пеностеклом. Всего несколько операций по перерасчету позволят в разы увеличить защитные свойства стен и даже уменьшить их толщину или конфигурацию. Обязательно посоветуйтесь с нашим архитектором, чтобы всесторонне оценить пеностекло, использование в строительстве, варианты внешней отделки.

Особенности

Когда в одном материале сочетаются два разных вещества, это может дать очень интересный эффект. С пеностеклом произошло именно так – здесь соединились в одно целое классическое силикатное стекло, которое в прошлые годы стояло в большинстве окон, и пена, состоящая из небольших пузырьков, соединенных между собой тонкими прослойками жидкости.

Материал получен путем нагревания силикатной субстанции, в которую введено вещество, формирующее образование газа. Под воздействием повышенных температур оно начинает плавиться, параллельно разлагается газообразователь, выделяя маленькие пузырьки, они «ловятся» горячим расплавом и прочно фиксируются в нем.

Пеностекло имеет уникальные потребительские свойства:

• небольшой вес:
• прочность;
• водонепроницаемость;
• горюче- и термостойкость;
• инертность по отношению к химическим реакциям.

Часть своих характеристик пеностекло получает от силикатного сырья, а часть – от газа. Например, прозрачность стекла материал теряет, однако приобретает высокие шумопоглощающие и теплоизоляционные свойства.

Отдельно следует остановиться на физико-технических показателях состава.

Пеностекло имеет довольно низкую плотность, которая составляет 100-250 кг/м3. Для сравнения, плотность древесины варьируется от 550 до 700 кг/м3. Кстати, именно поэтому пеностекло неоднократно пытались использовать в качестве плавающего стройматериала.

Объемный вес равняется примерно 70-170 кг/м3, а звукоизоляция блока толщиной 10 см составляет 52 дБ.

Материал устойчив к горению: класс огнестойкости А1 (негорючие составы). Он не разлагается под воздействием неблагоприятных атмосферных факторов, а также не выделяет вредных и токсичных веществ.

Довольно высока прочность пеностекла на сжатие – материал легко выдерживает давление до 100 тонн на 1м2, остальные характеристики также внушают оптимизм для мастеров, которые намерены использовать вспененное стекло для проведения строительных работ.

Теплопроводность при стандартной температуре составляет 0,04 Вт/мС, что выше, чем у древесины (ее показатель равняется лишь 0,09 Вт/мС), а вот способность поглощать звуковые волны сравним только с минеральной ватой и составляет 45-56 дБ.

Коэффициент водопоглощения не превышает 2%. Это означает, что пеностекло практически не впитывает влагу, а паропроницаемость при этом почти нулевая – 0,005 мг/ (м. ч. Па). Этот материал можно назвать идеальным пароизолятором.

Блоки выдерживают повышенные температуры, сохраняя свои свойства даже при 300 С, а если в составе присутствуют специальные добавки, то порог термостойкости может достигнуть и вовсе 1 тыс. С. При этом материал не боится низких температур и легко переносит контакт с жидким азотом (-200 С) без каких-либо признаков разрушения.

Химическая инертность является довольно ценным качеством наряду с высокой экологичностью. Пожалуй, найдется не так много современных утеплителей, которые были бы в такой же степени безвредны.

Еще один плюс – это долговечность. Для сравнения, полимеры быстро стареют, утрачивая свои эксплуатационные характеристики, и начинают выделять в окружающую среду отравляющие вещества. Пеностекло таких минусов лишено – его использование более оправдано, нежели применение ПВХ-пластмасс или пенополистирола. Срок службы блоков вспененного стекла достигает 100 лет.

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

Утепление балкона

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.

Изоляция труб материалом из пеностекла

Типичное применение пеностекла — изоляция труб. Обычно это 5 сантиметровая толщина материала с алюминиевым слоем фольги. Используется для горячего или холодного применения в диапазоне от – 230 °

C до + 500° C.

Преимущества: водостойкий, не будет терять изоляционные свойства, если промокнет. Если промокнет – высыхает без потери качества. Пеностекло лучше для труб с более высокой температурой по сравнению с стекловолокном. Более прочный, чем стекловолокно.

Недостатки: очень дорогой материал, трудоемкие работы. Нельзя использовать на трубах, подверженных вибрации, которые превратят пеностекло в пыль.

Что такое пеностекло Foamglas?

Foamglas – это изоляционный материал из ячеистого стекла, который непроницаем для влаги, инертен, устойчив к насекомым и паразитам, сильным и достаточно хорошо изолирующим. Foamglas может использоваться для изоляции крыш, стен и в качестве подкладок, в том числе под плитами. Высокая прочность на сжатие делает его особенно подходящим для крышных террас, зеленых крыш и парковочных площадок..

Использование Foamglas в качестве внешней изоляции фундамента.

По сравнению с композиционными теплоизоляционными материалами, пеностекло Foamglas – это 100% стекло, изготовленное в основном из песка, известняка и кальцинированной соды. Ингредиенты расплавляются в расплавленное стекло, которое охлаждается и измельчается в мелкий порошок. Порошкообразное стекло выливают в формы и нагревают (ниже температуры плавления) процесс«спекания» заставляет частицы плотно прилипать друг к другу.

Затем добавляется небольшое количество тонко измельченной углеродной сажи и материал нагревается точно также, как в процессе приготовления «целлюлозы». Здесь углерод реагирует с кислородом, создавая углекислый газ, который создает изоляционные пузырьки в Foamglas. В полученном материале CO2 составляет более 99% газа в сотах продукта.

Если вы поцарапаете кусок Foamglas (ваш ноготь может легко надрезать его), вы обнаружите легкий запах гнилого яйца из сероводорода. Сульфат железа используется в процессе производства, и в процессе образуется небольшое количество сероводорода. Вы не придется дышать большим количеством сероводорода, так как он плотно заперт в клеточном стекле – на самом деле, даже через 30 лет в месте “свежей” царапины Foamglas производит тот же запах. Это и есть доказательство того, что камеры пеностекла абсолютно герметичны.

Пеностекло Foamglas

Пеностекло Foamglas не содержит вспенивающих агентов, которые истощают озон или способствуют глобальному потеплению. Для повышения огнестойкости не существует антипиренов или других добавок. 100% неорганический материал Foamglas является инертным и огнестойким.

Пеностекло устанавливается для изоляции под бетонной плитой

Продукт имеет достаточную прочность на сжатие для использования под любой бетонной плитой – применение, в котором в настоящее время преобладает экструдированный полистирол (XPS). Пеностекло лучше, чем XPS, потому что, помимо отсутствия химикатов, Foamglas полностью непроницаем для влаги (воды и пара), не поддерживает рост плесени, блокирует радон и не держит внутри термитов и грызунов.

Блоки из пеностекла с покрытием

Блоки из пеностекла поставляются без покрытия или с готовым заводским битумным покрытием для упрощения технологии монтажа и сокращения сроков выполнения работ.

Блоки с покрытием (кашированные) для последующего наплавления рулонной гидроизоляции:

Покрытие состоит из тонкого слоя модифицированного битумно-полимерного герметика толщиной 2-5 мм и наклеенной легкосплавляемой полиэтиленовой пленкой. После приклейки (с обязательной герметизацией швов) блоков из пеностекла с таким покрытием наплавляется рулонная гидроизоляция. Пленка также служит защитой при транспортировке от склеивания блоков между собой.

Такие блоки применяются при устройстве конструкций плоских кровель, полов, цоколей и стен подвалов.

Плюсы и минусы пенополистирола

Пенополистирол также обладает определенными преимуществами:

1. Высокие теплоизоляционные показатели. Это связано с пористой структурой материала, а каждая пора заполнена воздухом, который сам по себе является хорошим теплоизолятором. В результате пенополистирол обладает низкой теплопроводностью.
2. Длительный эксплуатационный срок, который в критически-переменчивых условиях составляет 20 лет, а в нормальных условиях климата – до 50 лет.
3. Высокая пожароустойчивость, которая стала возможной за счет добавления в материал специальных ингредиентов (это так называемые антипирены, препятствующие активному горению материала).
4. Хорошие звукоизоляционные характеристики, которые стали возможными за счет плотности пенопласта и высокой степени пористости.
5. Способность сохранять форму и размеры в температурном диапазоне от -60 до +95 градусов.
6. Устойчивость к механическим нагрузкам и деформациям даже несмотря на низкую плотность.
7. Возможность вторичной переработки (используется как наполнитель бетона).
8. Доступная цена.

Недостатками пенополистирола стали:

1. Уязвимость перед многими химикатами;
2. Материал возгорается при нагреве до 440 градусов;
3. Постепенно изделие разрушается под воздействием солнечных лучей;
4. Материал подвержен воздействию насекомых и грызунов, так как является мягким;
5. Низкая паропроницаемость, из-за чего проходящий через утеплитель пар частично конденсируется, повышая его теплопроводность на 7-10%. При снижении температуры до нуля конденсат замерзнет и разрушит пенополистирол.

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

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).

Преимущества пеностекла

1. Очень долгий срок службы. Этот материал может служить около 100 лет, что указано в его характеристиках. Пока такого длительного срока не зафиксировано хотя бы потому, что столько не прошло со дня его изобретения.
2. Отсутствие окисления из-за наличия в составе таких оксидов, как: оксид кремния, оксид натрия, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия.
3. Не подвержен эрозии, так как в составе нет веществ, вымываемых водой.
4. Отсутствие воздействия температурных перепадов. Выдерживает любые изменения температуры в любом климатическом поясе и в любое время дня и ночи.
5. Не деформируется в результате механического воздействия.
6. Так как материал не содержит биологических соединений-то он не подвергается воздействию грибка, плесени и микроорганизмов.
7. Высокая прочность. В отличие от таких теплоизоляционных материалов, как пенопласт, прочность пеностекла в несколько раз выше. За счёт своей прочности не нуждается в дополнительных креплениях при монтаже.
8. Неизменность размеров. Ячейки из которых состоит блок не позволяют ему видоизмениться под воздействием каких-либо факторов. Не меняется не только геометрия блока, но и теплоизоляционные свойства. Это означает что по своим характеристикам материал блоков близок к бетону или кирпичу.
9. Неизменность во времени. Прочность, теплопроводность, геометрия — всё это не изменилось, по крайней мере, на протяжении 50 лет. Первичные параметры сохранились как будто не прошло столько лет.
10. Стойкость к химическим и биологическим воздействиям. Стекло, как известно не подвергается воздействию химических веществ. Не нужно оно и вредоносным бактериям или грибкам. Это очень подходит для непроветриваемых помещений (подвал, кровля крыши, складские помещения). Служит отличным препятствием для вредителей в таких местах, как промышленные холодильники и овощехранилища и зернохранилища.
11. Негорючий материал. Стекло плавится в печах при температуре около 1000 градусов Цельсия. В случае возникновения пожара и достижения такой температуры оно также будет только плавиться, не выделяя никаких вредных веществ.
12. Влагостойкость. Стекло не пропускает воду ни в каких направлениях. При отделке стен этот момент является удобным в плане создания дополнительного гидробарьера.
13. Санитарная безопасность. Ячейки имеют микродырочки, через которые материал «дышит». Это создаёт определённый микроклимат в помещениях и чистоту воздуха. Создание экологической чистоты и санитарной безопасности является важным моментом в зданиях общественного типа.
14. Шумоизоляция. Обладая рядом положительных моментов, пеностекло имеет и хорошую шумоизоляцию.

Недостатки материала

Недостатки пеностекла могут явиться именно тем, что может помешать применить его в каком-то конкретном случае. Выбор материала по его основным параметрам характеризует и отношение к нему.

Особенно это влияет если малейшая характеристика способна оттолкнуть нас от уже выбранного, например, утеплителя. Такими моментами могут быть теплопроводность, влагопроводность, экологические характеристики, санитарная безопасность.

Вот в чём могут быть выражены недостатки пеностекла: