Пеностекло | Справочник строительных терминов
Пеностекло
представляет собой теплоизоляционный материал, состоящий из стеклянной пены. В
изготовлении пеностекла применяется свойство силикатных стекол размягчаться при
наличии газообразователя и пениться при температуре около 10000С. Когда
вспененная стекломасса охлаждается до комнатной температуры, постепенно
нарастает ее вязкость и полученная стеклопена приобретает значительную
механическую прочность.
Впервые пеностекло было получено советским ученым И.Китайгородским в 1930-х годах. Однако, из-за своей высокой себестоимости и недостаточно отработанной технологии применения в те времена пеностекло не получило широкого применения.
Специалисты отмечают, что в перспективе пеностекло будет являться наилучшим видом теплоизоляции. Этому будут способствовать чрезвычайно высокие эксплуатационные свойства данного материала: его абсолютная негорючесть, водо- и паронепроницаемость, уникальная долговечность и химическая стойкость. Помимо этого по параметрам соотношения прочности и плотности пеностекло не имеет аналогов в области теплоизоляционных материалов.
Основными мировыми производителями пеностекла являются: США, Германия, Канада, Бельгия, Чехия.
Из пеностекла изготавливают плиты, блоки, скорлупы, отводы, сегменты и иные изделия.
– Блочное пеностекло – это ячеистое стекло, которое состоит из большого числа герметически замкнутых пузырьков размером 0,5мм-2мм. Теплопроводность блочного пеностекла составляет 0,04-0,08Вт/(м*К), плотность – от 90 до170кг/м3, водопоглощение: от 0% до 5%, предел прочности при сжатии – от 5 до 50кг/см2, шумопоглощение – до 56Дб, коэффициент расширения – около 9*10-6, эффективный диапазон температур – от -200 до +5000С.
Блочное пеностекло наряду с замечательными теплоизоляционными характеристиками и абсолютной гигиенической и экологической безопасностью обладает высокой прочностью, низкой плотностью, безусадочностью, долговечностью, негорючестью, высокой морозостойкостью, удобством обработки и простотой монтажа, а также способностью сохранять эти свойства постоянными в течение длительного времени.
Кроме того, данный материал не подвергается воздействию грибов и бактерий, кислот, непроходим для грызунов, не выделяет токсичных веществ. Подобным сочетанием свойств не обладает ни один из других теплоизоляционных материалов.
Производство качественного плитного (блочного) пеностекла и изделий из него по справедливости считают технически весьма сложной задачей.
– Гораздо менее сложным является изготовление гранулированного пенопласта. Его массовое производство не так требовательно к совершенству теплотехнического оборудования и к составу стекла.
Хотя гранулированное пеностекло по уровню теплотехнической эффективности и немного уступает блочному, но цена его гораздо ниже. Данный вид пеностекла используется при изготовлении легких бетонов, герметически сложных изделий, выполнении теплоизоляционных засыпок, изготовлении звукоизоляции.
Справочник строительных материалов (П)
Справочник строительных материалов и терминов
www.gvozdem.ru
Основные свойства пеностекла
Структура и химический состав. Пеностекло “Пеноситал” представляет собой вспененное при температуре 750 – 850 °C стекло. Оно состоит из газонаполненных ячеек разделенных тончайшими перегородками. Эти перегородки, в отличие от пено и газобетонов не рыхлые и пористые, а сплошные, гладкие и оплавленные. По химическому составу пеностекло соответствует обычному стеклу.
Экологическая безопасность. По химическому составу соответствует обычному оплавленному стеклу, является на 100% неорганическим материалом, не содержит и не выделяет никаких опасных веществ. Производится из бутылочного стеклобоя при температуре более 800 °С и не подвергается никакой дополнительной химической обработке. В отличие от минераловатных изделий не является источником ни канцерогенных волокон ни паров токсичных органических связующих соединений.
Высокие теплоизоляционные свойства. Для наиболее распространенных видов пеностекла “Пеноситал” с плотностью 120-200 кг/м3, показатель теплопроводности колеблется в пределах 0.05 – 0.07 Вт/(м °C ).
Высокая прочность. Пеностекло “Пеноситал” обладают уникальным для минеральных пористых материалов соотношением прочность – плотность. Ни один минеральный пористый материал не обладает столь высокой прочностью на сжатие (0.5 – 1.5 МПа без каких-либо деформаций!) при столь низкой плотности (120 – 200 кг/м3.
Пожаробезопасность и стойкость к высоким температурам. Пеностекло “Пеноситал” как чисто минеральный неорганический материал является абсолютно не горючим. По ГОСТ 30244-94 относится к группе негорючих материалов. Гарантированный температурный диапазон эксплуатации пеностекла от -200 до +500 °C. Пеностекло начинает разрушаться при температуре размягчения 600-800 °C. Предел огнестойкости по ГОСТ 30247.0-94 составляет 30 минут при толщине 40 мм и 60 минут при 100 мм.
Высокие звукоизоляционные свойства. Пористая структура пеностекла “Пеноситал” обеспечивает отличные звукоизоляционные свойства.
Водостойкость. Пеностекло “Пеноситал” изготавливаются из стекол высоких гидролитических классов, поэтому даже, несмотря на столь сильно развитую поверхность, коэффициент размягчения пеностекла находится на уровне не ниже 0.95 (практически гранит).
Морозостойкость. Не менее F50. Потеря прочности при 50 циклах заморозки-разморозки даже у паропроницаемого пеностекла “Пеноситал” составляет менее 3%, что ниже 5% установленных ГОСТом для бетона и в 8 раз ниже 25% установленных ГОСТом для кирпича.
Химическая стойкость. Пеностекло “Пеноситал” стойко к агрессивным средам. Пеностекло растворяется только плавиковой кислотой и концентрированными растворами щелочей. В остальных случаях ИНЕРТНО!
Биологическая и бактериологическая стойкость. Пеностекло “Пеноситал”, будучи полученным при температурах порядка 750 – 850 °C, является стерильным. Вследствие полного отсутствия органики, оно не содержит питательной среды для флоры и фауны, включая микроорганизмы. Непроницаемость, либо крайне низкая проницаемость пеностекла для жидкостей и, в первую очередь, для водных растворов препятствует заражению пеностекла микроорганизмами, спорами и бактериями.
Стабильность физических свойств. Пеностекло “Пеноситал” сохраняет стабильность физических параметров во всем диапазоне температур применения, а также в различных жестких условиях эксплуатации (например, повышенная влажность, обводненность, температурные колебания и пр.)
Низкие линейные расширения.
Долговечность. Как правило, для пеностекла заявляется срок службы от 50 – 100 лет или «на весь срок службы строения». Дома построенные из блоков пемзы, ближайшего природного аналога пеностекла стоят сотни и, даже, тысячи лет. Первое здание, в котором использовано пеностекло, было построено в 1942 году. С тех пор прошло 72 года! Проверочные вскрытия показывают, как неизменность самого материала, так и постоянство коэффициента теплопроводности.
Простота монтажа. Пеностекло “Пеноситал” может крепиться с помощью любых вяжущих и клеев, в том числе обычного цементного раствора из-за отсутствия ASR взаимодействия. Легко обрабатывается – пилится и сверлится.
Возможность многократного повторного использования.
Модификация. Направленный синтез позволяет изготавливать пеностекло различных видов и типов как по структуре, так и по составу: гранулированное, плитное, блочное, паронепроницаемое, паропроницаемое, звукоизоляционное, специальное (например с защитой от радиационного излучения) и так далее.
www.penosytal.com
Пеностекло
Пеностекло – это универсальный пористый теплоизоляционный материал с замкнутыми стеклянными ячейками, получаемый спеканием тонкоизмельченного стекла и пенообразователя, напоминающий по своей структуре твердую мыльную пену. В качестве сырья при производстве пеностекла используют отходы обычного стекла, т.е. параллельно решается вопрос утилизации стеклотары, битого стекла. В качестве газообразователей используют кокс, мел, доломит. Обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Средняя плотность 100-700 кг/м3. Существуют три разновидности пеностекла: блочное пеностекло, гранулированное пеностекло и бесформенные куски пеностекла (строительный щебень). Технология производства и сфера применения этих разновидностей пеностекла несколько отличаются друг от друга.***
Пеностекло
Этот универсальный теплоизоляционный материал представляет собой ячеистое стекло, состоящее из множества герметически замкнутых пузырьков шарообразной формы размером 0,5-0,2мм. Наряду с отличными теплоизоляционными свойствами и полной экологической и гигиенической безопасностью, пеностекло имеет высокую прочность, безусадочность, низкую плотность, долговечность, высокую морозостойкость и негорючесть, удобство обработки и простота монтажа, способность сохранять эти показатели на протяжении длительного времени постоянными. Материал стоек ко всем обычно применяемым кислотам и их парам, не подвержен поражению бактериями и грибами, не проходим для грызунов, не поддерживает горения, не выделяет дыма и токсичных веществ. Подобного сочетания свойств, по признанию экспертов, нет ни у одного из известных теплоизоляционных и конструкционных материалов.
Увеличенная фотография поверхности среза блока пеностекла. Отчётливо видны сферические полости
Пеностекло – абсолютно негорючий материал
По своей химической структуре пеностекло – не более чем вспененное силикатное стекло. Объектами с повышенными требованиями к пожаробезопасности были и остаются атомные электростанции. Единственным теплоизоляционным материалом, разрешенным в СССР для утепления кровель и стен АЭС, было пеностекло. В то же время на других промышленных объектах, где нормы были «помягче» использовались и иные типы материалов. В начале 1990-х годов в России из-за пожара кровли была полностью уничтожена линия сборки автомобилей «КамАЗ». После этого на предприятии провели ремонт и восстановление сооружений с безальтернативным использованием в качестве теплоизоляционного материала только пеностекла. Помимо АЭС, особое внимание в СССР уделяли пожарной безопасности гостиниц (после катастрофических пожаров 1970-80-х годов) и, несмотря на существовавший дефицит пеностекла, тогдашние гостиницы высокого класса большой этажности утепляли с использованием преимущественно этого материала. Примеры – гостиницы «Россия» и «Националь» в Москве, гостиница «Юбилейная» в Минске.
Пеностекло имеет минимальную влаго- и паропроводность
Пеностекло представляет собой материал из замкнутых стеклянных ячеек, имеющих сферическую и гексагональную форму. Среди всех представленных на рынке теплоизоляционных материалов пеностекло наиболее устойчиво к воздействию влаги и пара. Гигроскопичность пеностекла равна нулю. Его сорбционная влажность близка к нулю (менее 0,5%) даже в атмосфере со стопроцентной влажностью. Водопоглощение пеностекла при полном погружении в жидкость не превышает 5% от общего объема материала и обусловлено лишь накоплением влаги в поверхностном слое разрушенных при механической обработке ячеек. Причем, стоит отметить, что водопоглощение пеностекла независимо от периода полного увлажнения не возрастает с течением времени, что позволяет эксплуатировать данный материал как при максимальной влажности атмосферы и почвы, так и непосредственно в воде. Влагопроницаемость и паропроницаемость пеностекла равны нулю, и данный материал не пропускает жидкости и пары ни одним из способов переноса вещества (конвекция, капиллярные явления, диффузия и т. п.). Пеностекло, по химической структуре мало чем отличающееся от обычного оконного или посудного стекла, не разрушается под воздействием воды и пара.
Пеностекло – механически прочный материал
По прочности пеностекло значительно превосходит материалы, входящие в группу теплоизоляционных материалов особо низкой и низкой плотности, и не уступает по прочности большинству более плотных материалов из группы средней плотности. Например, газобетоны имеют значительно более высокую плотность и коэффициент теплопроводности и, соответственно, более низкие теплозащитные свойства.
Сопоставление предела прочности на сжатие пеностекла (0,7—1,2 МПа, что соответствует марочности керамического кирпича 70—120) и других материалов дает следующие значения: прочность жестких плит из минеральной и стеклянной ваты меньше в 2 раза; прочность самых прочных плит из экструдированного полистирола меньше в 2 раза; прочность плит из спекаемого пенополистирола меньше в 10 раз. Приведенные значения прочности различных типов материалов даны для сухих образцов. В то же время влажные минераловатные и стекловатные плиты, а также плиты из пенополистирола заметно снижают свою прочность в отличие от пеностекла, не изменяющего ее из-за полного отсутствия влияния влаги на данный параметр этого материала. Вода особенно сильно снижает прочность газосиликатных материалов. Их прочность в сухом состоянии не хуже, чем у пеностекла (и это при значительно большей плотности газосиликата), в то время как в увлажненном состоянии она вдвое меньше.
Пеностекло как самый прочный теплоизоляционный материал способно без всякого дополнительного крепления выдерживать давление, обусловленное собственным весом, в пределах двух этажей. Это позволяет производить теплоизоляционные работы простым и недорогим способом обычной облицовки. В дополнение к этому стоит отметить тот факт, что пеностекло отлично клеится, крепится и связывается любым штукатурным составом, клеем, мастикой и т. п. Обусловлено это тем, что прилипание происходит не за счет адгезии (которая, тем не менее, присутствует), а за счет чрезвычайно развитой поверхности пеностекла и механического сцепления поверхностей при помощи затвердевающего состава. Кроме того, пеностекло отлично обрабатывается столярными инструментами. Данное свойство применяется при теплоизоляции пеностеклом не только простых плоскостей, но и сложных фасонных изделий, а также криволинейных поверхностей. В таком случае блокам из пеностекла путем механической обработки придаются необходимые геометрические параметры.
Пеностекло – экологически чистый и безопасный материал
Высокая экологическая и санитарная безопасность пеностекла привела к тому, что данный материал без каких бы то ни было ограничений применяется для теплоизоляции промышленных пищевых холодильников и теплоизоляционной футеровки чанов и емкостей, применяемых при изготовлении пива, вин и молочных продуктов.
Пеностекло – долговечный материал
Герметическая замкнутость стеклянных ячеек материала обуславливает его непроницаемость для пара и влаги, постоянство теплопроводности и прочности, высокую сопротивляемость выдуванию ветром в течение многих десятков лет. По расчетам экспертов, срок службы пеностекла практически бесконечен, в то время как полная потеря теплоизоляционных свойств пенополистирола и пенополиуретана происходит через 10-12 лет, а стекловолоконных материалов через 7-10 лет. На территории бывшего СССР, существуют сооружения, кладка которых полностью выполнена из пеностекла. Десятилетия эксплуатации подобных зданий не выявили никаких дефектов, трещин и тому подобной порчи кладки. Все это по причине легкости стен, не испытывающих перегрузок под собственным весом, и высокой прочности материала, которая позволяет не только выдерживать собственный вес, но и удерживать значительный вес кровли. Гарантированный срок эксплуатации пеностекла – более 100 лет. Это подтверждается опытными вскрытиями объектов, теплоизолированных с использованием блоков из пеностекла в середине 1950-х годов. Как упомянуто выше, вскрытие объектов, теплоизолированных пеностеклом более полувека назад, не выявило никаких изменений в структуре данного материала. Ведь он представляет собой на все 100% не что иное, как обычное вспененное стекло. Именно это и делает его особо устойчивым к химически и биологически активным средам, а также к термическому воздействию. Более того, в природе существует натуральный материал, весьма сходный по своей структуре с пеностеклом. Это вулканическая пемза, довольно широко применяемая в строительстве на протяжении последних трех тысячелетий, особенно в северной части Средиземноморья (и сегодня блоки из пемзы добываются в карьерах на Липарских островах в Тирренском море). Даже сейчас существуют сооружения, построенные более 1000 лет назад с применением блоков из пемзы. Причем они пребывают в достаточно хорошем состоянии благодаря как качеству материала, так и легковесности и прочности конструкции (пемза, как и пеностекло, отличается высокой прочностью при низкой плотности материала). Это вовсе не означает, что пеностекло востребовано только в случае теплоизоляции долговечных сооружений. Дело в том, что материал со стабильными характеристиками гарантирует устойчивость свойств самого сооружения во времени. В то же время, если в строительстве используется материал со свойствами, изменяющимися от положительного максимума до нуля за короткий интервал времени – от нескольких лет до нескольких десятилетий, то и свойства всей конструкции будут, соответственно, изменяться пропорционально, и зачастую этот процесс является необратимым. То есть, другими словами, низкокачественная теплоизоляция с динамично ухудшающимися характеристиками может привести к порче основной несущей конструкции здания (деформации, растрескиванию, отсыреванию и т. п.). Применив впоследствии более дорогой теплоизоляционный материал, восстановить свойства всей конструкции, естественно, не удастся.
Пеностекло устойчиво к гниению и разрушению
Пеностекло абсолютно устойчиво ко всем химическим реагентам как неорганической, так и органической природы. Исключение составляет лишь плавиковая кислота — не слишком распространенное химическое соединение. Активная биологическая среда также не может оказать сколько-нибудь заметного влияния на пеностекло, так как в пеностекле полностью исключена почва для развития любых активных жизненных форм. Самой интересной особенностью пеностекла при взаимодействии с биологическими формами является способность быть «непроходимым» для всех грызунов и насекомых. Пеностекло, помимо всего прочего, очень хороший абразивный материал. В то же время природа еще не создала ни одной биологической формы, способной грызть и точить абразивы без быстрой потери естественных «грызущих приспособлений».
Применение
Пеностекло, как уникальный, состоящий на 100% из стеклянных ячеек материал, было создано в 1930-е годы в СССР – МХТИ им. Д. И. Менделеева (Москва) и в США – в начале 1940-х фирмой Corning Glass Work. Сперва предполагалось применять пеностекло в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что оно дополнительно обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Впервые бетонные плиты с теплоизоляционной прослойкой из пеностекла были применены в 1946 г. при строительстве одного из зданий в Канаде. Этот опыт оказался настолько удачным, что материал сразу же получил всеобщее признание как долговечная изоляция для кровли, перегородок, стен и полов для всех видов построек. К началу 1950-х годов. пеностекло стало активно применяться и в нашей стране. Оказалось, что новый материал способен с успехом конкурировать в отрасли промышленной теплозащиты и строительной теплоизоляции. При теплоизоляции стен пеностеклом использовалось такое его полезное свойство, как возможность распиловки обычным инструментом. Пористая, шероховатая поверхность материала способствовала хорошему сцеплению со штукатуркой. А такие свойства пеностекла, как влагонепроницаемость, постоянство объема, гигиеничность, устойчивость к температурному и химическому воздействию обусловили широкое использование его в строительстве холодильных сооружений, теплозащите агрегатов в нефтехимической, химической, пищевой, фармакологической промышленности не только у нас в стране, но и за рубежом.
В Европейском Союзе пеностекло давно является признанным и одним из самых эффективных теплозащитных строительных материалов. Параметры строительного пеностекла оговорены в общеевропейском специальном нормативно-техническом документе EN 13167 Thermal insulation for buildings – Factory made cellular glass (CG) products. В ЕС существует всего десять подобных документов, касающихся свойств и применения в строительстве различных типов эффективных теплоизоляционных материалов (на самом деле их количество может быть значительно больше). Причина этого в том, что по всем остальным теплоизоляционным материалам, не имеющим общеевропейских нормативно-технических документов, существуют те или иные ограничения в различных странах Евросоюза. Как видите, пеностекло в ЕС (ни в одной из входящих в союз стран) не имеет каких бы то ни было ограничений и является общепризнанным строительным теплоизоляционным материалом.
Фактически общей практикой в Европе на зданиях и сооружениях с большой площадью кровли и значительной нагрузкой на несущие конструкции стал демонтаж теплоизоляционного слоя, выполненного из минераловатных или полимерных теплозащитных материалов, и создание вместо него покрытия из пеностекольных блоков. Типичным примером служит здание олимпийского бассейна в Люксембурге, построенное в 1982 г. с применением полимерных и минераловатных материалов для утепления кровли. Регулярно проводимый мониторинг работы теплоизоляционного слоя этого объекта показал полную утрату теплозащитных свойств слоев утеплителя и значительное увеличение нагрузки на несущие конструкции здания за счет накопления в нем воды уже через 18 лет существования сооружения. Поэтому было принято решение о демонтаже полимерных и минераловатных материалов с кровли бассейна и замене их блоками из пеностекла. Эти работы проведены в 2002 г.
В области теплоизоляции кровли особенно актуальным стало применение пеностекла на кровлях автомобильных конвейеров, где площадь составляет сотни тысяч квадратных метров и особенно важны вопросы огнестойкости, не увеличения веса теплоизоляционного слоя и нагрузки на несущие конструкции за время эксплуатации кровли, устойчивости утеплителя к воздействию влаги.
Большинство кровель европейских автомобильных конвейеров утеплены с использованием именно пеностекла в качестве теплоизоляционного материала. После пожара в 1993 г. кровли конвейера «КАМАЗ» (горел пенополистирол) в качестве нового утеплителя использовано пеностекло. Во время ремонта «АвтоВАЗ» в начале 2000-х проведена замена старого утеплителя на пеностекло. В настоящий момент согласовано утепление кровли конвейера «МАЗ» с заменой старого утеплителя на пеностекло. Для утепления большинства реновируемых и вновь возводимых зданий в центре Киева используется пеностекло. За последние несколько лет более пяти десятков крупных и социально значимых зданий там утеплены с применением в основном пеностекла. В России еще со времен СССР пеностекло собственного производства активно применялось для теплоизоляции зданий и в частности кровель (Дворец Съездов, телецентр Останкино, гостиница «Россия» и т. д.). И в наши дни при оценке баланса цена-качество по теплоизоляции наиболее ответственных объектов применяется пеностекло. Например, пеностекло было выбрано в качестве утеплителя при реконструкции Кремля в Москве, стадиона Лужники, Гостиного Двора. Наиболее значимым проектом последнего времени стала замена газобетона на пеностекольные блоки на одном из самых больших классических куполов мира – куполе Новосибирского оперного театра. Старый утеплитель утратил свои теплозащитные свойства и за счет накопления влаги увеличивал нагрузку на несущие конструкции. Существуют области применения пеностекла, где использование других теплоизоляционных материалов нецелесообразно или вообще невозможно. Например, в теплоизоляции бассейнов, саун, бань, холодильных камер и низкотемпературных емкостей применение теплоизоляционных материалов на основе органического связующего (минераловатные плиты, пенополистирол, пенополиуретан) абсолютно не оправдано. Непременное попадание влаги (негерметичность, конденсат) в эти материалы вызывает процесс гниения и приводит их в полную негодность за очень короткий срок, пеностекло абсолютно паронепроницаемый материал, всегда остается сухим, а поэтому не гниет и является единственной альтернативой в таких условиях. Кроме того, из-за широкого температурного режима применения (от —200°С до +500°С), пеностекло может применяться для изоляции каминов, трубопроводов и тепловых агрегатов, а благодаря своей стойкости к кислотно-щелочному и воздействию активных углеводородных жидкостей и газов пеностекло может применяться в химической, нефте- и газоперерабатывающей, пищевой и фармакологической промышленностях. Пеностекло практически безальтернативно в атомной промышленности, т. к. имеет самый высокий класс пожаробезопасности и огнестойкости среди всех классических строительных теплоизоляционных материалов.
proseptic.ru
пеностекло – это… Что такое пеностекло?
ПЕНОСТЕКЛО́ -а; ср. Ячеистая стекольная масса, используемая как строительный и плавучий материал.
◁ Пеностеко́льный, -ая, -ое.
ячеистый материал, получаемый спеканием тонкоизмельчённого стекольного порошка и порообразователя (кокс, мел и др.). Высокие тепло- и звукоизоляционные свойства, малая плотность, легко поддаётся механической обработке и склеиванию. Применяется для теплоизоляции, как плавучий материал. Из пеностекла с открытыми порами изготовляют фильтры для кислот и щелочей.
ПЕНОСТЕКЛО́, ячеистый материал, получаемый на основе стекла (см. СТЕКЛО НЕОРГАНИЧЕСКОЕ). Легкий пористый материал, строение которого напоминает твердую мыльную пену. Размер ячеек пены может быть от долей миллиметра до сантиметра. Цвет материала от светло-кремового до черного (обычно зеленовато-серый), но в зависимости от состава стекла и примесей может приобретать практически любые цвета. Высокие тепло- и звукоизоляционные свойства, малая плотность, легко поддается механической обработке и склеиванию. Применяется для теплоизоляции, как плавучий материал. Из пеностекла с открытыми порами изготовляют фильтры для кислот и щелочей. Разработано в 1930—40-х гг.Получение
Для изготовления пеностекла используют стеклянный бой и различные отходы стекольного производства. К ним добавляют пенообразователи (кокс, мел и др.), которые образуют газы при высокой температуре. Стеклянный бой и пенообразователи подвергаются тонкому измельчению и хорошо перемешиваются. Смесь помещается в железные формы и нагревается в печи до температур порядка 700—800°C, при которых гранулы стекла спекаются и образуют полости. При дальнейшем повышении температуры пенообразователи приводят к образованию газов, растягивающих стеклянные полости (процесс вспенивания). Затем следует довольно резкое охлаждение, в результате чего вязкость стекольной массы повышается, пена становится устойчивой и при дальнейшем охлаждении окончательно закрепляется. В результате получается твердый ячеистый материал с сотнями тысяч заполненных воздухом изолированных ячеек в 1 дм3. После снятия форм блоки пеностекла разрезаются до нужных размеров.
Свойства
Пеностекло обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Как всякое стекло нерастворимо в воде, устойчиво к действию большинства кислот и органических растворителей, т.е. оно инертно во всех средах за исключением растворов сильных щелочей и плавиковой кислоты. Выдерживает высокие температуры. Основные уникальные свойства пеностекла в сравнении с традиционными теплоизоляционными материалами заключаются в низкой теплопроводности при высокой прочности и удобстве обработки и монтажа при экологической безопасности и долговечности.
Плотность пеностекла — 100—600 кг/м3, состоит из большого количества стеклянных ячеек, механическое разрушение даже некоторой части которых не приводит к потери его плавучести. Благодаря ячеистой структуре и свойствам стекла пеностекло является жестким и безусадочным материалом. Предел прочности на сжатие зависит от плотности материала, и изменяется от 5 до 75 кг/см2. Наряду с этим, пеностекло легко обрабатывается, что позволяет создавать изделия любой формы. Коэффициент водостойкости (размягчения) пеностекла близок к 0,95, что соответствует характеристикам гранита. Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при толщинах 40, 80 и 100 мм составляет соответственно 30, 45 и 60 минут.
Применение
Химическая стойкость материала наряду с его жесткостью, негорючестью, легкостью делает его незаменимым для использования в качестве теплоизоляции в агрессивных средах. Пеностекло обладает небольшой плотностью, не тонет в воде и потому используется для создания плавучих конструкций различного назначения: для изготовления понтонных мостов и спасательного оборудования. Оно весит примерно столько же, сколько весит пробка, и во время Второй мировой войны использовалось в качестве заменителя пробки, а также пробковой древесины и пористой резины. Как и пробка, пеностекло – отличный изолятор. Однако в отличие от пробки на него не влияют сырость и конденсация влаги, так что оно очень подходит для обкладки холодильных камер и бытовых холодильников. Пеностекло в равной мере успешно может применяться и для высокотемпературной теплоизоляции вплоть до 425°С, поскольку оно не только не горит, но и заглушает огонь. Новые сорта пеностекла содержат до 99% кремнезема и могут использоваться при температуре до 1200°С. . Так как пеностекло химически инертно и обладает высокой коррозионной устойчивостью, его используют при изготовлении многоразовой изоляции, в строительстве резервуаров и трубопроводов для кислот и нефтепродуктов.
Главная область применения пеностекла строительство. Пеностекло — материал безусадочный, т.е. сохраняет долговременную стабильность размеров. Время его эксплуатации практически неограниченно. Жесткость и безусадочность пеностекла позволяют использовать его для теплоизоляции кровель, при создании обогреваемого пола, тротуаров, автостоянок. Этот материал может применяться для одновременной гидро- и теплоизоляции (кровли, парковки, пандусы и др.). Паропроницаемое пеностекло позволяет создавать ограждающие конструкции, обеспечивающие комфортный микроклимат в помещении. Паронепроницаемое пеностекло обеспечит паро- и гидроизоляцию любых поверхностей.
Пеностекло является исключительно эффективным материалом для заполнения внутренних и наружных стен зданий. Эффективно применение пеностекла для защиты зернохранилищ, хозяйственных и жилых помещений, так как оно не разрушается грызунами и насекомыми. В климатических условиях со значительными перепадами температур и высокой влажностью пеностекло является наиболее долговечным материалом, практически не имеющим ограничений по срокам эксплуатации. В отличие от традиционных теплоизоляционных материалов (газобетона, пенопластов), пеностекло обладает повышенными монтажно-конструкционными свойствами: легко обрабатывается режущими инструментами, сверлится, прибивается гвоздями, клеится. Поскольку наружная поверхность материала состоит из множества разрезанных ячеек, то пеностекло легко и прочно клеится мастиками, хорошо штукатурится, сочетается с алюмосиликатными вяжущими (цементными, известково-цементными растворами).
Экологическая безопасность пеностекла делает его пригодным для любых видов строительства резервуаров и технологических линий в пищевой и фармацевтической промышленности. Кроме того, само производство пеностекла имеет экологическую направленность, так как позволяет использовать любой стеклобой и отходы стекольного производства, а применение пеностекла позволит отказаться от экологически опасных теплоизоляционных материалов, например, волокнистых, или экологически вредного и пожароопасного пенопласта и др.
en.academic.ru
Пеностекло — WiKi
Блок из пеностекла.Пеностекло (вспененное стекло, ячеистое стекло) — теплоизоляционный материал, представляющий собой вспененную стекломассу. Для изготовления пеностекла используется способность силикатных стёкол размягчаться и (в случае наличия газообразователя) пениться при температурах около 1000°С. По мере нарастания вязкости при охлаждении вспененной стекломассы до комнатной температуры получившаяся пена приобретает существенную механическую прочность.
История
Считается, что пеностекло было изобретено в 1930-х годах советским академиком И. И. Китайгородским и в США — в начале 1940-х фирмой Corning Glass Work. Вначале предполагалось применять пеностекло в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что оно дополнительно обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Впервые бетонные плиты с теплоизоляционной прослойкой из пеностекла были применены в 1946 г . при строительстве одного из зданий в Канаде. Этот опыт оказался настолько удачным, что материал сразу же получил всеобщее признание как долговечная изоляция для кровли, перегородок, стен и полов для всех видов построек. Но в СССР широкого распространения оно не получило из-за высокой себестоимости и не отработанной технологии производства этого уникального теплоизоляционного материала.
Так в 1970-х годах пеностекло производилось в СССР на нескольких заводах, но ни на одном из них не выпускалась продукция, способная конкурировать с европейской и американской. Высокая энергоёмкость и большой процент брака неизбежно привели к сворачиванию производства пеностекла на большинстве заводов[источник не указан 1231 день].
Производство пеностекла
В настоящее время основной технологией производства пеностекла является т. н. «порошковая»: тонкоизмельчённое силикатное стекло (частицы 2 — 10 мкм) смешивается с газообразователем (обычно — углеродом), получившаяся однородная механическая смесь (шихта) в формах, либо на конвейерной ленте поступает в специальную туннельную печь. В результате нагрева до 800—900°С частицы стекла размягчаются до вязко-жидкого состояния, а углерод окисляется с образованием газообразных CO2 и CO, которые и вспенивают стекломассу. Механизм реакции газо- и пенообразования достаточно сложен и не ограничивается только реакцией окисления углерода кислородом воздуха, более важную роль играют окислительно-восстановительные процессы взаимодействия углерода с компонентами размягчённого стекла. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей — трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор. Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты — сообщающиеся.[1] Не следует путать пеностекло с продуктами вспенивания водных растворов растворимого стекла. Вспенивание т. н. «жидкого стекла» происходит при температурах около 100—200°С в результате бурного удаления воды из становящегося вязким раствора. Продукт вспенивания растворимого стекла абсолютно не стоек к действию даже холодной воды, в отличие от пеностекла, химическая стойкость которого сопоставима с исходным листовым или тарным стеклом.
Характеристики
Гранулированное пеностеклоПеностекло выпускают в форме блоков, плит, щебня и гранул. Плотность пеностекла — 110—200 кг/м. куб. Сорбционная влажность пеностекла — 0,2-0,5 %, при ф=97%. Теплопроводность пеностекла — 0,04-0,08 Вт/(м·К) (при +10°С). Паропроницаемость пеностекла — 0-0,005 мг/(м.ч. Па). Предел прочности на сжатие — 0,7-4 МПа. Предел прочности на изгиб — 0,4-0,6 МПа. Температура начала деформации пеностекла — 450°С. Водопоглощение пеностекла 0-5 % от объёма. Шумопоглощение: до 56 Дб. Эффективный диапазон температур: от −260°С до +500°С.[2] Реальный диапазон применения без потери свойств и разрушения пеностекла от −260°С до +230°С
Преимущества
Наряду с отличными теплоизоляционными свойствами и полной экологической и гигиенической безопасностью, пеностекло имеет высокую прочность, негорючесть, удобство обработки и простоту монтажа, способность сохранять эти показатели на протяжении длительного времени постоянными. Материал стоек ко всем обычно применяемым кислотам и их парам, не пропускает воду и водяной пар, не подвержен поражению бактериями и грибками, непроходим для грызунов, не поддерживает горение, не выделяет дым и токсичные вещества.
Применение
Изделия из пеностеклаПеностекло используется главным образом в качестве универсального теплоизолятора: в строительном комплексе; жилищно-коммунальном комплексе; в сельском хозяйстве; энергетике; машиностроении; химической и нефтехимической отраслях; пищевом; бумажном; фармацевтическом и других производствах.
Особенности производства
Производство качественного блочного (плитного) пеностекла (а тем более фасонных изделий из него) справедливо считается весьма технически непростой задачей. Причиной тому является сложность физико-химических процессов непосредственно при вспенивании, а также строгие требования к процессам фиксации и охлаждения (отжига) готовой пены. Так, например, фиксация усложняется тем, что стеклу не свойственно резкое твердение при охлаждении (подобно кристаллизации при переходе воды в лёд), а фиксация пеностекла может сопровождаться такими «мешающими» процессами, как экзотермические реакции в стеклянном расплаве, спонтанная кристаллизация (девитрификация) стекломассы, существенная неоднородность температурного поля во вспененном массиве и т. п. Правильно охладить вспененный блок также непросто — материал обладает крайне низким коэффициентом теплопроводности при известной хрупкости тонких стеклянных ячеек пены. В результате отжиг растягивается на 10 — 15 часов и накладывает существенные ограничения на высоту (толщину) отжигаемых блоков (допустимая скорость охлаждения обратно пропорциональна квадрату толщины). Существенно менее сложным является производство гранулированного пеностекла, массовое производство которого менее требовательно к составу стекла и совершенству теплотехнических агрегатов. Гранулированное пеностекло несколько уступает в теплотехнической эффективности блочному, однако, обладая существенно меньшей ценой, пользуется определённым спросом при производстве лёгких бетонов, выполнении теплоизоляционных засыпок и изготовлении геометрически сложных изделий, включая звукоизоляцию.
Примечания
ru-wiki.org
Пеностекло и технологии производства пеностекла
Нас часто просят проконсультировать по вопросам производства и применения пеностекольных материалов. В частности, вопросы касаются различий между пеностекольными гравием и щебнем, также между пеностеклом из стеклобоя и из «жидкого стекла».
Щебень в виде кусков пеностекла неправильной формы появился в пеностекольной промышленности как отход в производстве пеностекольных плит. Фактическая себестоимость пеностекольного щебня сопоставима с себестоимостью плит. Однако в экономических расчетах принимается равно нулю, так как все затраты включаются в себестоимость плит. Можно конечно производить пеностекольный щебень и как целевой продукт, тем более что такое производство технологически относительно простое – на непрерывной ленте из печи выходит затвердевшая стеклянная пена, которая попадая на воздух растрескивается на большие и мелкие куски и ссыпается в кучи. Такие специальные производства пеностекольного щебня получили большое распространение в странах, где за каждую утилизированную тонну стеклобоя платят очень хорошие деньги. Кроме того, такое предприятие получает значительные льготы по налогообложению. Суммы получаемых льгот практически покрывают затраты на переработку стеклобоя в пеностекольный щебень. А если учесть, что щебень реализуется за какие-то деньги, то такое производство становится экономически выгодным. Поэтому цена пеностекольного щебня не превышает 50 Евро за м3, что примерно в 10 раз ниже цены на пеностекольные плиты. Куда же реализуется такой отход производства как пеностекольный щебень? Учитывая его нестабильные параметры и довольно низкие эксплуатационные характеристики у него одна дорога – закопать в землю. В прямом смысле. Изначально пеностекольный щебень всегда позиционировался как дешевый, но вечный утеплитель грунтов. В странах, где производство щебня поставлено на промышленный поток основной решаемой задачей является переработка трудноутилизируемого стеклобоя с последующим применением щебня в дорожной одежде. Зайдите на любой сайт, на котором расписаны области применения пеностекольного щебня, и вы увидите, что это утепление грунтов и ландшафтные работы. Его практически не применяют в качестве засыпного утеплителя из-за высокого пыления и больших размеров кусков (до 75 мм). Он не годится для производства легких бетонов, так как высокая наружная пористость приводит значительному перерасходу цементного связующего. Низкая прочность насыпного слоя пеностекольного щебня объясняется сколами его граней при нагрузках. Именно поэтому его применяют только после не менее чем 30% уплотнения. При этом возрастает не только его прочность, но и плотность и теплопроводность, и стоимость. Очень часто продавцы щебня об этом умалчивают. Большой угол естественно откоса также не позволяет применять пеностекольный щебень в качестве засыпного утеплителя в стеновых конструкциях. Его просто невозможно равномерно там распределить, что будет всегда приводить к образованию пустот. Можно конечно попытаться улучшить один из параметров щебня – уменьшить размер фракции дроблением. Но как показывает практика при этом 40% щебня превратиться в пыль. И цена конечного продукта значительно вырастет.
Пеностекольный гравий – это совсем другой материал, так как его производство направлено не на дешёвую переработку стеклобоя, а на выпуск высококачественного строительного материала. Его низкая теплопроводность и прочная оплавленная наружная корочка делает его незаменимым засыпным утеплителем, наполнителем легких бетонов, блоков, различных композитных материалов. Фракционный состав гравия целенаправленно формируется на стадии синтеза сырцовых гранул, а не в результате дробления конечного продукта. В засыпке он практически не пылит, прекрасно образует любые равно заполненные засыпные слои в том числе и с уклоном, и без всякой трамбовки.
За последние 15 лет мы производили различные виды пеностекла – и плиты, и щебень, и гравий. А начинали мы с наиболее дешевого варианта – утеплителя из «жидкого стекла». Но мы быстро поняли, что его участь в строительстве аналогична утеплителю «Мипора» из карбамид-формальдегидной смолы очень распространенного в 90-е годы прошлого века. Из-за ее доступности и низкой цены многое строители «купились» на это, а через 5 лет вся эта дешевизна «вылезла наружу». Основными недостатками пеноматериалов, изготовленных из «жидкого стекла» являются относительно низкая прочность и низкая влагостойкость. Такие материалы не являются аналогами настоящего пеностекла, производимого из кальций-натриевого стекла. Любое настоящее пеностекло имеет оплавленную структуру, обеспечивающую 100% влагостойкость и высокие показатели эксплуатационной устойчивости, морозостойкости и долговечности. Именно эти характеристики вместе с негорючестью, прочностью и экологичностью особенно ценятся в настоящем пеностекле. Долговечность же пеноутеплителей из «жидкого стекла» резко падает при воздействии даже паров воды. Это объясняется в первую очередь наличием растворимых силикатов, как на поверхности, так и в структуре таких пеноматериалов. Даже в Wikipedia это написано: «Не следует путать пеностекло с продуктами вспенивания водных растворов растворимого стекла. Вспенивание т. н. «жидкого стекла» происходит при температурах около 100—200°С в результате бурного удаления воды из становящегося вязким раствора. Продукт вспенивания растворимого стекла абсолютно не стоек к действию даже холодной воды, в отличие от пеностекла, химическая стойкость которого сопоставима с исходным листовым или тарным стеклом». Кроме того, в новом ГОСТ 33676-2015 на МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПЕНОСТЕКЛА прямо указано, что «стандарт не распространяется на материалы и изделия, получаемые путем вспучивания растворов водорастворимых силикатов». Таким образом, основное преимущество утеплителей из «жидкого стекла» производство при относительно низких температурах становится со временем его «Ахиллесовой пятой». Производители утеплителя из «жидкого» стекла называют свой материал тоже пеностеклом лишь только потому, что в названии «жидкое стекло» есть слово «стекло». Мы проводили натурные испытания утеплителя на основе «жидкого стекла» на реальном объекте. Не смотря на кажущиеся прекрасные характеристики этих свежесинтезированных утеплителей, после трех лет эксплуатации они практически полностью потеряли свои свойства и разрушились. Пеностекольные же материалы, полученные из стеклобоя практически вечны, как и стеклянные украшения древнеегипетских фараонов, которым почти 100 веков.
Пеностекольный гравий «Пеноситал» |
Пеностекольный щебень |
Утеплитель на основе «жидкого стекла» |
|
 |
 |
 |
|
| Сырье | Бой листового или тарного (бутылочного) стекла | Бой листового или тарного (бутылочного) стекла | Водный щелочной раствор силикатов натрия или калия. (известный в быту как «канцелярский клей») |
| Температура вспенивания | 750-850 гр.С | 750-850 гр.С | 100-400 гр.С |
| Насыпная плотность | от 130 кг/м3 | от 150 кг/м3 | от 80 кг/м3 |
| Прочность | от 5 кг/см2 | от 2 кг/см2 при 30% уплотнении | от 0.8 кг/см2 |
| Влагостойкость по ГОСТ при кипячении, т.е. при 100 гр.С. | не менее 2-х часов | не менее 2-х часов | 4-15 минут |
| Теплопроводность | 0,05 Вт/мК | 0,08 Вт/мК | 0,05 Вт/мК |
| Форма материала | гранулы шарообразной формы | куски неправильной формы | гранулы или куски неправильной формы |
| Применение |
Тепло и звукоизоляция: наружных стен, перегородок, перекрытий, чердаков, крыш, полов, подвальных стен, подземных объектов и коммуникаций, дорожной одежды, грунтов под технологическим оборудованием, дымовых труб, технологического оборудования, работающего при повышенных температурах.
Легкий наполнитель для изготовления: композитов на цементной связке с возможностью заливки на объекте без стыков и «мостиков холода», теплоизоляционно-конструкционных стеновых блоков без дополнительной теплоизоляции (однослойная стена), теплоизоляционных плит, облегченных плит перекрытия, легких высокопрочных бетонов. (дополнительно см. www.poraver.de) |
Утепление грунтов, ландшафтные работы | Утепление ненагружаемых и полностью защищенных от влаги конструкций |
www.penosteklo1.ru