Утеплитель пеностекло: свойства, недостатки, характеристики, теплопроводность и прочность

Пеностекло – высококачественный и современный утеплитель для различных видов поверхность, однако при его выборе недостатки также должны учитываться.

Пеностекло – надежный утеплитель, который не мокнет и не горит

Пеностекло – далеко не новый материал. Еще в 1932 г он был представлен на Всесоюзной конференции по инновациям в строительстве изобретателем, физиком А. И. Китайгородским. Позднее патенты на вспененное стекло получили французы, англичане, американцы, причем последние принялись активно совершенствовать технологию.

• Что такое пеностекло?
• Основные характеристики
• Водо- и паронепроницаемость
• Стабильность
• Прочность
• Химическая стойкость
• Безопасность и горючесть
• Преимущества и недостатки пеностекла
• Области применения
• Разновидности пеностекла
• Особенности монтажа пеностекла
• Утепление двухслойных и трехслойных стен
• Чердачные перекрытия или кровля

Выяснилось, что материал обладает отличными теплоизоляционными свойствами, поэтому стал активно применяться в строительстве.

Утеплитель из пеностекла к содержанию ↑

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

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.

На сегодняшний день имеется два вида пеностекла – гранулированное и блочное.

Кроме того, существует три вида гранулированного утеплителя:

• пеностекольный гравий;
• пеностекольный щебень;
• пеностекольный песок.

А также имеется три вида блочного утеплителя:

• плиты (листовое пеностекло);
• блоки;
• скорлупы (фасонное пеностекло).

Если сравнить теплотехнические свойства гранулированного и блочного стекла, разумеется, гравий, щебень и песок проигрывают плитам, скорлупе и блокам. Но, тем не менее, гранулированный утеплитель пользуется большей популярностью из-за сравнительно низкой цены.

Основные разновидности пеностекла

Основными разновидностями этого материала, использующимися в сфере теплоизоляции, являются гранулированное и блочное пеностекло.

Отличается не только технология производства, но и сфера применения этих утеплителей:

Блочное (плиточное) пеностекло. Может иметь форму плит, скорлупы. Обладает структурой с замкнутыми ячейками. Этот материал оптимально подходит для теплоизоляции фасадов зданий, цоколей, отмосток, фундаментов, потолков, межэтажных перекрытий, трубопроводов. Он выдерживает даже самые суровые условия эксплуатации. А поскольку утеплитель не дает усадки, то его используют и как основной строительный материал. Плиты имеют размер 450х600 миллиметров. Толщина пеностекла — от 60 до 120 миллиметров.

Применение

Особенно ценным является то, что в ячеистом стекле совмещены высокая прочность и теплоизолирующая способность.

Мы все привыкли, что чем тверже материал, тем сильнее он проводит тепло. Здесь все наоборот. Это жесткий эффективный утеплитель, по которому можно ездить грузовой машиной. Поэтому применение пеностекла в первую очередь связано с теплоизоляцией несущих стен, подвалов и трубопроводов.

У ячеистого стекла коэффициент температурной деформации близок к бетону и кирпичу, поэтому им можно облицовывать любые виды конструкций, выполненных из этих материалов.

Благодаря низкому водопоглощению, вспененное стекло оптимально подходит для гидроизоляции подвальных помещений и цокольной части зданий. В отзывах потребителей чаще всего отмечается этот положительный момент.

Кроме блочного, выпускают гранулированное пеностекло. Оно дешевле монолита и применяется как утепляющая добавка в бетон, а также в качестве засыпки в полости стен.

Несмотря на высокую механическую прочность, вспененное стекло легко поддается обработке. Оно сверлится и режется, не образуя трещин, легко клеится и хорошо держит отделочные составы (шпаклевку и штукатурку).

Применяют пеностекло не только для изоляции строительных конструкций. Его можно встретить в корпусах промышленных холодильников и технологического оборудования, работающего при повышенной температуре.

Внешняя отделка пеностеклом также заслуживает внимания. Кроме оригинального вида она надежно решает задачу защиты от агрессивных атмосферных факторов (холода, жары и осадков).

Применение

Особенностью материала являются его прекрасные теплоизоляционные способности в сочетании с высокой прочностью. Поэтому его можно использовать для утепления цоколя, фундамента, несущих стен и трубопроводов. Низкий показатель водопоглащения позволяет использовать его и для теплоизоляции подвала, фундамента и цокольного этажа. Гранулированный материал может использоваться в качестве утепляющей добавки для бетона. Для теплоизоляции стен достаточно засыпать его в их полости.

Пеностекло хорошо режется и сверлится, поэтому из плит легко сделать куски нужного размера. К тому же плиты хорошо держат штукатурку, шпаклевку, клей и другие составы для отделки поверхностей.

Материал может использоваться не только для жилых и общественных помещений. Он используется для корпусов различного технологического и промышленного оборудования, которое работает при высокой температуре.

Сравнительная характеристика строительных теплоизоляционных материалов

Автор публикации — эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Если у вас нет времени почитать наши публикации прямо сейчас, подпишитесь на обновления, и мы будем высылать извещения о новых заметках вам на почту

Особенности монтажа

Ввиду того, что пеностекло – это универсальный утепляющий материал, применяется оно для конструкций из любого материала. В общем случае монтаж осуществляется по следующей технологии:

1. Поверхность очищается и при необходимости выравнивается.
2. Со стороны, прилагаемой к стене, плита или блок обрабатывается специальным клеем или цементным раствором.
3. Далее материал придавливается к стене.
4. По завершении застывания клеящей основы наружная поверхность теплоизоляционного слоя оштукатуривается или шпаклюется.

Важно! Несмотря на высокую прочность на сжатие, структура материала достаточно хрупка. Поэтому во избежание нарушения теплоизоляционных свойств блоки и плиты необходимо только приклеивать, а не прикручивать на дюбеля или саморезы.

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.

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.

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.

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).

Очень ценное качество данного материала – высокая химическая инертность и связанная с ней экологичность. Немного найдется современных утеплителей, столь же безопасных и нетоксичных. Полимерные составы довольно быстро стареют, теряя свои физические качества и отравляя окружающую среду. Полимеры и горючесть, органические утеплители и токсичность – это почти синонимы. С этой точки зрения вспененное стекло намного лучше пенополистирола, полипропилена и ПВХ пластмасс.

Описание и особенности производства пеностекла

Впервые этот материал был получен экспериментальным путем в 30-ых годах прошлого века в России. Однако использовать его в качестве теплоизолятора начали намного позже.

Пеностекло имеет две основные формы: гранулы и блоки (плиты). Технология производства пеностекла разных видов немного отличается.

Во всех случаях основным сырьем выступает готовое стекло — бой бутылочного, оконного и прочих видов. Таким образом, кроме производства теплоизолятора, происходит еще и процесс утилизации части твердых бытовых отходов. Известно, что стекло практически не подвержено разложению с течением времени, а потому накапливается в окружающей среде.

После очистки от грязи и мусора стекло направляется на сушку и далее на измельчение до порошкообразного состояния. Размер фракции составляет меньше 100 мкм. Чтобы произошло вспенивание шихты из стекла, ее смешивают со специальным газообразователем (углерод) и подогревают до температуры около 850 градусов по Цельсию. При этом выделяется газ, а мягкая стеклянная масса вспенивается.

При нагревании стекольная масса представляет собой вязкую смесь с равномерным содержанием газообразующего вещества. Газ создает плотную стойкую пену. Она быстро отвердевает после извлечения из печи. Дополнительно пеностекло обжигают, чтобы снять температурные напряжения в толще материала.

Гранулированное пеностекло вспенивается в специальных вращающихся печах с использованием предварительно окатанных заготовок. Блочное или плиточное пеностекло образовывается в проходных туннельных печах с применением специальных форм из металла, после выхода из них материал охлаждают и обрабатывают на распиловочном станке, придавая нужную форму.

Пеностекло по объему превосходит в 15 раз изначальное сырье. Готовый материал подобен сотам.

Следует отличать настоящий утеплитель пеностекло от продуктов вспенивания растворимого стекла. Вспенивается так называемое «жидкое стекло» при температуре не выше 200 градусов по Цельсию в процессе стремительного удаления воды и раствора, который становится вязким. Такой продукт абсолютно неустойчив к воздействию даже простой воды. Пеностекло же, произведенное с соблюдением всех технологических правил, по химической стойкости сопоставимо с тарным или листовым стеклом.

Пеностекло – современный теплоизоляционный материал, получаемый путем обработки силикатного стекла и газообразователя (обычно каменный уголь, антрацит, кокс, сажа) при высоких температурах, около 1000 ○ С.

Похожие записи:

1. Термопанели для наружной отделки фасада дома
2. Фиброволокно для стяжки: разновидности, характеристики, расход на м2
3. Фасадное остекление
4. Сравниваем лампы накаливания и светодиодные – какие лучше?