Что такое пеностекло и каковы его недостатки?

Пеностекло является материалом, созданным для утепления жилых зданий и предприятий промышленности. Материал создан из вспененного стекла в виде тысяч стеклянных ячеек. Создан он был ещё в 30-х годах в Советском Союзе. Первоначальная область применения пеностекла была основана на его плавучих свойствах. Но впоследствии выяснилось, что это хорошая теплоизоляция и звукоизоляция.

И, хотя новые свойства в деле были проверены гораздо позже, — материал сразу получил признание в строительной среде. Его стали применять как изоляцию крыш, стен, полов во всех видах строительных сооружений.

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.

Преимущества и недостатки

Любой строительный материал имеет свои плюсы и минусы. Идеального пока ещё не придумано. Так, и в данном случае у этого материала есть свои преимущества и недостатки.

Энергосбережение в жилых и нежилых объектах строительства в связи с ростом цен на энергоносители встаёт на первый план. И потому главным и решающим фактором является сохранение тепла и сокращение его потерь. Исходя из существующих условий требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам следующие:

• прочность материалов при нагрузке (сжатие);
• эластичность материала (восстановление формы после установки);
• трудоёмкость при монтаже;
• экологичная безопасность;
• низкая теплопроводность (коэффициент теплопроводности);
• пожаробезопасность;
• долговечность.

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:

1. Несмотря на долгий свой век, у материала высокая себестоимость производства. Для производства необходимо современное высокотехнологичное оборудование, что и ведёт к его удорожанию. Другие утеплители хоть в чём-то и уступают ему, но по цене сильно выигрывают.
2. Материал очень хрупкий и малейшее отклонение от рекомендаций по работе с ним ведёт к растрескиванию.
3. В отличие от современных материалов, отсутствует паропроводимость. И если сам материал не подвержен воздействию грибка и плесени, то стена может подвергнуться заражению.
4. Маловероятно попадание на материал плавиковой кислоты или щелочей, но тем не менее это то чего он боится.
5. Не подверженность растяжению или сжатию может привести к растрескиванию при подвижках других составляющих конструкции (стен, потолка, полов).
6. Каким бы стекло ни было вспененным, это всё же стекло, а, значит, блоки довольно тяжёлые. Тяжесть блоков сильно влияет на всю конструкцию строительного объекта. Поэтому надо заранее и очень тщательно рассчитывать нагрузки на несущие конструкции.
7. Материал блоков совсем плохо переносит ударные нагрузки. Если, к примеру, блок был треснутым и потом соединён при установке, при помощи цементного раствора, то это не спасёт его от воздействия влаги. По сути он становится непригодным как утеплитель.
8. Большая долговечность тоже в данном случае служит плохую службу. Сам материал, может, и будет жить долго, а вот материалы из которых построено здание могут не выдержать. Делая ремонт или демонтаж здания, тяжело будет сохранить блоки этого вида утеплителя в целости. То есть долговечность в данном случае большая и дорогая проблема.

Области применения пеностекла

Как уже говорилось применять этот материал, благодаря его свойствам, можно достаточно широко.

Конечно же, основное его использование для звука и теплоизоляции. Как теплоизолятор его можно применять при строительстве жилых домов в ЖКХ, в сельскохозяйственной отрасли (в коровниках, курятниках), при строительстве индивидуальных проектов. Важную роль при всём этом играет и его экологическая чистота.

Несмотря на большой выбор теплоизоляционных материалов, пеностекольные блоки в некоторых областях гораздо эффективнее:

• при строительстве высотных сооружений, так как материал высокопрочный и огнестойкий;
• незаменим при необходимости теплоизоляции больших площадей, например, стадионов (нестандартные крыши, полы, стены);
• в сооружениях связанных с водной средой (аквапарки, бассейны, бани);
• можно использовать при реставрировании каких-то старых зданий;
• очень актуально для различных подземных сооружений и подвалов (не только теплоизоляция, но и экологическая защита);
• выступает как утеплитель и по причине санитарной безопасности важным составляющим при строительстве зданий связанных с пищевой, медицинской и фармакологической промышленностью;
• обладая способностью выдерживать любые температурные изменения, используется для теплоизоляции трубопроводов;
• благодаря отсутствию воздействия кислотно-щелочной среды, плюс утеплительные свойства материала и огнестойкость — всё это даёт возможность применения в химической и нефтяной промышленности, которые у нас в основном связаны с севером;
• по классификации пожаробезопасности используется в атомной промышленности.

Каждый вид пеностекольных изделий нашёл своё применение именно там, где он необходим.

Блоки используются для утепления стен снаружи зданий, утепления фундамента и труб, как теплозащита печей.

Гранулы применяются также для утепления, но в виде засыпки для чердачных перекрытий, в полости стен, утепления полов. Встречается даже как наполнитель для сыпучих строительных смесей. В некоторых странах, именно благодаря морозоустойчивости, его применяют для утепления дорожного полотна.

Современное развитие технологий позволяет выпускать пеностекло разных расцветок и применять его как облицовочный.

Перспективы применения пеностекла в индивидуальном строительстве

Сравнивая все за и против, напрашивается вывод: у данного материала всё ещё впереди. Материал универсален как по своим характеристикам, так и по областям применения.

Сегодня материал дорог для индивидуального строительства. Если же говорить о перспективе его применения в будущем в этой сфере, то об этом говорят западные разработки и использование пеностекла.

В Германии уже налажено производство сборных домом из монолитных секций. Толщина стен такого дома 30 сантиметров. Такая толщина является достаточной для использования в любом климатическом поясе. Производитель утверждает, что дома легко собираются. Относительная легкость блоков позволит собирать их быстро и не привлекать тяжёлые подъёмные краны. Пригодится такая технология домов в местах катастроф и стихийных бедствий.

И что ещё немаловажно — дома эти не «времянки», а вполне постоянное жильё со всеми удобствами.

Особенности использования пеностекла в утеплении здания

Рассмотрим особенности утепления на некоторых примерах.

• Утепление стен. Утеплять таким материалом можно, как снаружи так, и изнутри здания. Ничего сложного в работе с пеностекольными блоками нету. Со стен удаляется старый облицовочный материал, грязь и пыль. После этого на стену наносится слой специального клея или цементного раствора (как при работе с кафельной плиткой). На слой клеящего вещества накладываем блок и прижимаем. Можно, конечно, дополнительно укрепить его дюбелями, но это может повредить материал. Сверху покрывается слоем штукатурки. Не нужно никаких дополнительных пароизоляций и гидроизоляций.
• Утепление полов. Для утепления полов используются блоки, крошка или пеностекольные гранулы. Наилучшим вариантом являются блоки. Вначале основа засыпается песком толщиной в пять сантиметров. На песок уже можно укладывать плиты (блоки). Стыки потом можно заделать монтажной пеной. Сверху нашего теплозащитного покрытия надо сделать армированную стяжку. И в завершение делается деревянный пол.
• Утепление крыши. Крыша — один из самых подверженных воздействию влаги элементов дома. В этом случае оптимальным является утепление именно пеностеклом. Если чердак не будет жилым, то тогда достаточно утеплить пол чердака по примеру, который описывался выше.
• Утепление фундамента. Утепление фундамента — главный пункт в строительстве дома. Большая проблема многих участков, находящихся в болотистой местности или в низине — затопление. В этом случае начинает сыреть фундамент, а от него уже и стены. Всё это начинает гнить, покрывается плесенью и со временем разрушаться. Можно, конечно, делать постоянный ремонт, но это не только невыход из положения, но и всё равно не отменит начавшееся разрушение. Поэтому на этапе возведения фундамента надо облицевать фундамент как со стороны улицы, так и с внутренней стороны подвала. Как облицовывать стену нам уже известно.
• Утепление бани. Баня на приусадебном дачном участке неизменный и важный атрибут отдыха. Баня может являться источником разведения агрессивной среды из-за повышенной влажности и перепадов температуры. Идеальными для таких помещений могут быть пеностекольные плиты. Сам же процесс утепления стен таких сооружений, как баня, ничем не отличается от утепления стен в обычных помещениях.

Чтобы действительно понять насколько пеностекло отличается от других утеплителей, нужно просто сравнить их характеристики.

Сравнительные характеристики теплозащитных материалов

Пенополистирол преимущества — низкая цена, низкая теплопроводность. Недостатки — низкая (меньше чем у минеральной ваты) паропроницаемость, повышенная трудоёмкость работы в плане подгонки материала, высокая горючесть. Единственно где можно применить это влажные, даже мокрые места при утеплении фасадов каменных зданий. Для деревянных строений не годится.

Минеральная каменная вата преимущества — выдерживает температуру до 1000 градусов Цельсия, не впитывает влагу, Высокая степень сопротивления механическому воздействию.

Экструдированный пенополистирол преимущества — низкая теплопроводность, высокая механическая прочность, отсутствие капиллярности, никакого водопоглощения, устойчивость к перепадам температуры, долговечность. Недостатки — отсутствие паропроницаемости.

Пенобетон и газобетон преимущества — не боятся сырости, регулировка влажности воздуха в помещении за счёт отдачи и впитывания влаги (создание микроклимата), высокая звукоизоляция, хорошая теплоизоляция (3–3,5 раза выше, чем у кирпича), низкая трудоёмкость при работе с ними, негорючесть материалов, легки в обработке, долговечность.

Стекловолокно (стекловата) преимущества — пожаробезопасность, удобство при работе с ними, низкая теплопроводность, не гниёт, не боится влаги (способность и впитывать и отдавать влагу). Недостатки — необходимость изготовления зазоров при монтаже для вывода влаги, старение и разрушение структуры материала.

Пробковые материалы преимущества — экологическая чистота, возможность использования для декорирования, утеплитель для полов и внутренних стен. Недостатки — высокая стоимость.

Пенофольгированный материал преимущества — маленький вес, низкая теплопроводность, простота в работе с ним. Недостатки — паронепроницаемость и газонепроницаемость (стены «не дышат»).

Предложения пеностекла на рынке стройматериалов

Отечественный рынок этого утеплителя развит довольно плохо. Простой потребитель узнал о таком материале совсем недавно — в XXI веке, когда известен он уже давно. Но если в других странах его применяют в строительстве жилых помещений продолжительное время, то у нас он используется и до сих пор при строительстве дорогостоящих специальных объектов (атомные станции, машиностроение, сельское хозяйство).

Использование пеностекольных блоков зависит не только от цены, но и от качества. Удачную службу человеку материал может сослужить в полярных широтах, в изменчивом дождливом климате. Всё это, возможно, при развитии собственного производства таких строительных материалов.

Со временем можно будет и расширить сферу применения пеностекольного строительного материала, создавая формы и размеры под заказ.

Из всего вышесказанного напрашивается вывод, что таких уж серьёзных недостатков, которые могли бы отвернуть строителей и потребителей от него, по большому счёту и нет. Только пока что этот вид стройматериала применяется в элитном строительстве. Но такая же участь была и у всех материалов, впервые попавших на строительный рынок.

При изучении и сравнении физических характеристик изученного строительного материала, можно сказать, что главные преимущества его не только высокая теплоизоляция, не подверженность временному разрушению, экологическая безопасность, устойчивость к агрессивным средам, влагоустойчивость, высокая адгезия, негорючесть и высокая механическая устойчивость при низкой плотности.

С уверенностью, можно сказать, что за этим материалом будущее.