Пеностекло: почему утеплитель, который появился еще в ссср начали применять совсем недавно?

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.

Основные недостатки

Несмотря на явные преимущества пеностекла, при его выборе в качестве утеплителя следует учитывать и недостатки. К ним относится:

Высокая стоимость. На рынке строительных материалов пеностекло является одним из наиболее дорогих утеплителей. Это связано с высокими энергозатратами при производстве. К тому же для изготовления требуется дорогое оборудование.

Невысокая ударная прочность. Материал обладает высоким показателем прочности при сжатии, однако является достаточно хрупким материалом. Поэтому при сильных ударах пеностекло может потрескаться, а такие треснутые плиты уже не могут использоваться в качестве утеплителя.

Низкая паропроводимость. Данное свойство материала является и его преимуществом, и недостатком. Несмотря на то, что в пеностекле не могут образовываться грибки и плесень, поверхность, которую оно покрывает, не происходит воздухообмена, поэтому могут появиться очаги заражения.

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

Подробности утепления дома пеностеклом можно узнать из видео: 

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.

Технология утепления пеностеклом

Чтобы гарантирует высокие теплоизоляционные качества материала, требуется соблюдать технологию его монтажа:

Для крепления плит рекомендуется использовать специальный клей, который необходимо нанести на обратную сторону плиты и боковые стенки. После чего клей следует равномерно распределить по поверхности листа.

Если поверхность имеет ямки, выпуклости или другие неровности, клей на пеностекло следует наносить шлепками, чтобы получить максимально ровную основу.

При утеплении деревянной основы рекомендуется закреплять плиты специальными дюбелями. Дерево при воздействии влаги и температуры расширяется, поэтому утеплитель к нему должен монтироваться механическим способом.

При монтаже плиты на вертикальной поверхности необходимо установить нижнюю планку, используя при этом строительный уровень. В качестве планки лучше всего использовать металлический профиль или рейку.

Первый ряд утеплителя следует монтировать на профиль, который будет выступать в роли опоры. После полного застывания клея опору можно удалить. Однако лучше всего удалить ее уже после полного завершения работ.

При монтаже плит на вертикальных или наклонных поверхностях следует начинать снизу, а на горизонтальных – с дальнего угла.

Плиты следует укладывать вплотную друг к другу со смещением одного ряда относительно другого. После нанесения и полного высыхания клея дополнительно рекомендуется укреплять плиты специальными дюбелями.

Вокруг окон и дверей теплоизоляционные плиты рекомендуется монтировать цельными фигурами. На угловых линиях соединять между собой отдельные куски материала не разрешается.

Утепление кровли пеностеклом

Пеностекло является высококачественным, современным и очень легким материалом для теплоизоляции различных поверхностей. Грамотное следование технологии монтажа позволит повысить эффективность теплоизоляции и продлить срок службы материала.

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.

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. 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.

Сертификаты и заключения пеностекло FOAMGLAS

• Декларация о соотевтствии № Д-ВЕ.ПБ15.В.00067 соответсвие ГОСТ 30244-94 — Неогрючий материал;
• Сертификат соотаветствия № РОСС ВЕ.АВ10.Н01680 соответсвие технической документации производителя;
• Сертификат РОСС RU.CP48.C00193 соответствие альбома технических решений действующим нормам в строительстве;
• Техническое свидетельство № 2981-10;
• Техническая оценка к ТС № 2981-10;
• Альбом технических решений ОАО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» ШИФР М24.30/06;
• Технические условия ТУ 5914-001-98247382-ЛУ-2006;
• Экспертное заключение о соответствии продукции Единым санитарно-эридеомилогическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарно-эридемиологическому надзору (контролю).

Разновидности утеплителей из вспененного стекла

ПЕНОСТЕКЛО, как уже говорилось, изготавливают из стеклобоя или силикатной глыбы по классической технологии химического вспенивания, в результате чего получается материал со структурой «закрытая ячейка». Выпускается оно в виде плит, фасонных изделий и гранул разной фракции (от 5 до 20 мм). Плитное пеностекло используют для утепления стен, перекрытий и кровли, гранулы применяются чаще всего для утепления полов или в качестве засыпки для сухой стяжки пола. Главный минус пеностекла – воздухо- и паронепроницаемость, поэтому для его применения в ограждающих конструкциях нужно предусмотреть меры по выведению влаги. Если этого не сделать, то сырость и плесень не только могут повредить внутреннюю отделку, но и будут представлять угрозу несущей способности всего дома.

Характеристики пеностекла:

Теплопроводность, Вт/(м*К): 0,04–0,065

Плотность, кг/м3: 100-200

Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па): 0–0,005

Прочность на сжатие, МПа: 0,7–4

Класс пожарной опасности: НГ (негорючесть)

Утеплитель паростекло: структура с открытой ячейкой

ПАРОСТЕКЛО выпускается в виде плит и изготавливается по усовершенствованной технологии: силикатную глыбу (кварцевый песок и сода) сжижают в автоклаве, затем вспенивают при температуре 30-40° С механическим способом. Получившаяся стекломасса отвердевает при естественных условиях и режется на нужные формы и размеры. Конечный продукт — жесткая плита с ячеистой открытопористой структурой. Открытые ячейки обеспечивают паро- и воздухопроницаемость, то есть конструкция получается «дышащей»; более того, замерзание воды в открытой ячейке не приводит к разрушению материала, так как жидкость расширяется в соседние поры. Паростекло характеризуется низкой теплопроводностью, не «сползает» и не «выветривается». Плиты паростекла имеют очень точную геометрию, а отсутствие температурных или влажностных расширений исключает неплотные стыки и образование «мостиков холода». В случае пожара утеплитель выдерживает прямой огонь в течение 150 минут без деформации и выделения дыма и защищает от возгорания несущие конструкции. По сфере применения паростекло считается универсальным утеплителем: оно совместимо с основными техниками отделки фасадов, подходит для кровли, перекрытий по бетонному и деревянному основаниям, для внутренних перегородок. Можно использовать его и для шумоизоляции, так как ячеистое строение обеспечивает утеплителю очень высокие показатели звукопоглощения.

Утеплитель паростекло: схема утепления фасада

Характеристики паростекла:

Теплопроводность, Вт/(м*К): 0,045–0,050

Плотность, кг/м3: 120, 180

Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па): 0,41–0,54

Прочность на сжатие, МПа: 0,31–0,42

Класс пожарной опасности: НГ (негорючесть)

Утеплитель паросекло: схема утепления скатной кровли

МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА Анна Заславская, компания «Этиз» При использовании паростекла есть некоторые конструкционные особенности, которые нужно учитывать

Так, на фасадах ниже уровня земли важно предусмотреть отсутствие контакта с грунтовой влагой, в многослойной кирпичной кладке нужно обеспечить воздушный зазор (от 5 мм) между облицовочным материалом и паростеклом. Если паростекло заложено в конструкцию с вентилируемым фасадом, его можно использовать сплошным слоем и подсистему навесного фасада крепить поверх паростекла

При этом паро-, ветро- и гидроизоляция не нужны. При утеплении деревянных стен из бруса или бревна важно не забывать про деформационные слои на уровне каждого этажа. Паростекло в таких конструкциях рекомендуется не клеить, а крепить механически, т. к. деревянные стены первые годы «уседают». Паростекло подойдет и для каркасного утепления стен.

Преимущества и недостатки

Исключительные физические свойства «наградили» материал большим числом преимуществ:

• простота в обработке – материал легко крепится; монтажные работы можно проводить своими руками, даже не имея большого опыта в строительстве и отделке;
• стойкость к коррозии – пеностекло не образует ржавчины;
• биостойкость – материал устойчив к продуктам жизнедеятельности представителей флоры и фауны, а также к микроорганизмам всех типов;
• химическая инертность – пеностекло не вступает в реакции с кислотно-щелочными растворами;

• постоянство размеров блоков – на протяжении всего периода использования блоки не дают усадки, не растягиваются и не сжимаются, их габариты неизменны в любых условиях;
• стойкость к плесени и грибку – вспененное стекло не является средой, в которой размножается плесень и другие опасные микроорганизмы, поэтому всегда можно быть уверенным в том, что грибки не проникнут в помещение и не навредят здоровью домочадцев;
• высокая степень сопротивления огню – материал не самовозгорается и не поддерживает горение, защищая стены от повреждения в случае пожара;
• гигроскопичность – изделие не впитывает влагу;
• паронепроницаемость;
• экологичность;
• звукопоглощение.

Материал рекомендуется для использования в помещениях с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями.

На протяжении всего длительного срока использования блоки не меняют своих форм, на них не оказывают разрушающее влияние сезонные перепады температур и осадки, материал надежно защищает строение от возникновения каких-либо мостиков холода вследствие сжатия или провисания изоляционного покрытия.

Если говорить о недостатках, то самым основным из них можно назвать высокую стоимость. Это связано с тем, что технология производства стекла связана с большими затратами энергии. Кроме того, сам обжиг является довольно трудоемким и технологическим процессом. Все это существенно влияет на конечную цену изделия.

Второй минус – это малая прочность к механическим повреждениям. Впрочем, этот показатель не может считаться критичным, поскольку утеплители довольно редко подвергаются ударам.

Отличия пенокерамики от гранулированного пеностекла

Гранулированная пенокерамика обладает низким значением ПРС (потенциальной реакционной способности), поэтому может применяться в прямом контакте с цементосодержащими материалами (бетонами, стяжками, штукатурками и т.д.) без использования специальных добавок для снижения. Для применения гранулированного пеностекла с цементом или цементосодержащими составами необходимо использовать специальные воздухо-вовлекающие и нейтрализующие добавки. Пеностекло без добавок вступает в реакцию с цементом, что приводит к потере адгезии и разрушению состава пеностекла. Также отличаются некоторые значения технических характеристик.

Гранулированное пеностеклоГранулированная пенокерамика

Основные характеристики материала

Пеностекло имеет, как мы уже отмечали выше, превосходные характеристики. Ознакомимся с ключевыми особенностями каждой из них.

Водо- и паронепроницаемость

Данный материал, как мы уже знаем, влагонепроницаем. Он не впитывает воду и не увеличивается в размерах, а также надежно защищает конструкцию от протекания. Более того, он параллельно выполняет еще и функцию пароизолирующего слоя. Еще этот теплоизолятор долговечен, он сохраняет изначальный показатель теплопроводности на протяжении всего срока службы. А этот срок, к слову, равен сроку службы самого объекта.

Стабильные габариты

По причине незначительного показателя термального расширения (особенно, если сравнивать с пенопластом), приближенным к коэффициенту у стали и бетона, благодаря чему обеспечивается превосходная сцепляемость с поверхностью, а внутренние деформирующие напряжения между данными изолирующими слоями исключается в принципе. Также стоит отметить, что так называемые «мостики холода» в данном случае тоже отсутствуют.

У пеностекла прочность на сжатие составляет 160 тонн на метр квадратный.

Химическая стоимость

Материал невосприимчив практически ко всем химическим веществам. Исключением является разве что плавиковая кислота, которая, к слову, не самое распространенное вещество на планете. Более того, на свойства материала не влияет и биологическая среда, ведь в нем невозможно развитие никакой жизненной формы.

Стоит заметить, что одной из основных особенностей вспененного стекла считается его уникальное свойство – у других материалов такого нет – «непроходимости» для насекомых и грызунов. Это, по сути, отличный абразив, а в природе пока еще не существуют биологические формы, способные протачивать или грызть абразивы, не нанося себе существенного вреда.

Безопасность

Утеплитель безопасен как в плане гигиены, так и в плане экологичности. Стеклобой, используемый при его изготовлении, является на 100 процентов утилизируемым материалом, который впоследствии можно перерабатывать на новую продукцию.

О горючести

Пеностекло не горит, под действием высоких температур не выделяет вредных газов и испарений. Если возникнет пожар, но изолятор будет препятствовать распространению пламени (речь идет о так называемом «эффекте камина»).

Чтобы более детально узнать, что представляет собой вспененное стекло, предлагает ознакомиться с характеристиками одного из самых популярных в этой отрасли брендов.

Таблица. Параметры пеностекла марки Foamglas

Наименование, ед. измерения	Показатели
Плотность, кг/м3	100	115	135	160
Предел прочности при сжатии МПа	0,35	0,60	0,90	1,60
Предел прочности при изгибе МПа	0,40	0,45	0,50	0,60
Теплопроводность при 25 С, Вт	0,040	0,042	0,046	0,052
Теплопроводность при условиях эксплуатации Аи Б, Вт	0,040	0,042	0,046	0,052
Водопоглощение, %
Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па)

Особенности процесса производства

При изготовлении пеностекла в обязательном порядке соблюдаются общепризнанные стандарты. Для изготовления, как уже отмечалось выше, используется стеклобой или, как вариант, те же материалы, которые применяются в производстве обыкновенного стекла (песок, известняк, сода). После измельчения силикатное стекло обрабатывается углеродом (для этого может добавляться антрацит, кокс и так далее), дабы впоследствии при нагреве вспенить его. Когда материал остывает, то обретает требуемую по стандартам ячеистую структуру. Сами ячейки здесь замкнутого типа, они могут иметь как гексагональную, так и круглую форму.

Габариты ячеек могут быть разными – от десятых долей миллиметра до целого сантиметра. Что касается пористости утеплителя, то здесь этот показатель варьируется в пределах 80-90 процентов. Также стоит отметить, что после вспенивания объем материала увеличивается приблизительно в 15 (!) раз.