ПЕНОСТЕКЛО

Бутырина Ярославна Сергеевна

студент 4 курса, кафедра «Производство строительных материалов изделий и конструкций», Кумертауский филиал ОГУ, г.Кумертау

Чаткин Евгений Сергеевич

студент 4 курса, кафедра «Производство строительных материалов изделий и конструкций», Кумертауский филиал ОГУ, г.Кумертау

E-mail:

Цель. Исследовать преимущества и недостатки пеностекла.

Актуальность. На сегодняшний день в России введены новые СНиП по энергосбережению, выполнение требований которых привело к использованию современных теплоизоляционных материалов как при строительстве нового жилья, так и при энергетической реконструкции существующего. Для этих целей используются полимерные утеплители такие как пенополистирол и пенополиуретан, волокнистые неорганические плиты и маты, легкие бетоны. Последний является наиболее безопасным и долговечным. Первые же два имеют фактический срок службы, при котором сохраняют свои теплоизоляционные свойства 15-20 лет, это при том , что жилой дом рассчитан на семьдесят лет. Из выше сказанного ясно, что для применения в капитальном строительстве нужен теплоизоляционный материал, способный надежно работать в течение всего срока службы конструкции, без потери своих теплоизоляционных свойств. Пеностекло по праву считается уникальным материалом – оно практически не подвержено старению, изнашиваемости, а также способностью к сохранению своих физических свойств в течение достаточно длительного периода времени.

 Этот материал известен во всем мире с середины 1950-х гг и широко используется в строительстве и различных областях промышленности. В России он представлен такими производителями блочного пеностекла как «Питсбург Корнинг»(США), «ГомельСтекло»(Беларусь), их продукция используется как теплоизоляция кровли, перегородок, стен, трубопроводов. Гранулированное пеностекло компании «Деннерт Поравер» используют в качестве заполнителей легких бетонов и теплых штукатурок, при теплоизоляции стен, полов, подвалов, чердачных перекрытий. Так же на рынке есть пеностекло и отечественного производства выпускаемое предприятиями Омска, Владимира, Перми и Рыбинска. Продукция этих предприятий не уступает по качеству зарубежным аналогам, но стоимость его гораздо ниже.

 Принцип изготовления пеностекла достаточно прост, он базируется на уникальной способности к плавлению стандартного силикатного стекла под воздействием высокой температуры – до 1000 градусов по Цельсию. Стекло, которое сначала доводится до жидкого состояния, охлаждается, в результате чего приобретает высокий уровень прочности[1, с. 37].

Изготовление пеностекла началось в 30-х годах прошлого века, однако в те времена производство этого материала требовало существенных финансовых затрат, и потому не применялось так широко, как сегодня. Однако в течение нескольких десятилетий технологии изготовления пеностекла модернизировались и существенным образом упрощались, и сегодня производство этого материала, а также его использование является достаточно распространенным. Раньше пеностекло применялось, главным образом, для работ по теплоизоляции на промышленных предприятиях, например, на атомных электростанциях, а также в химической промышленности и в других подобных отраслях. Сегодня пеностекло активно используется практически во всех строительных работах, в частности, в области строительства жилья и жилищно-коммунального хозяйства.

Сегодня основной технологией изготовления пеностекла является порошковая, в основе которой лежит следующий принцип:        Стеклянный гранулят и стеклянный бой размалывают, используя шаровые мельницы в смеси с газообразователем (каменный уголь) в тонкий порошок загружают в формы из жароупорной стали с каолиновой обмазкой. Формы на вагонетках и по роликовому конвейеру подают в туннельную печь. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании и разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Медленное охлаждение (отжиг) способствует равномерному остыванию изделий по объему, поэтому в них не возникают внутренние напряжения и не образуется трещин. Охлажденные изделия распиливают, оправляют на опиловочном оборудовании и упаковывают.

Рисунок 1 Пеностекло

Пеностекло делится на два основных типа – гранулированное и блочное. Блочное стекло представляет собой ячеистый материал, состоящий из большого количества герметично закупоренных пузырьков, имеющих круглую или овальную форму. Размер пузырьков, как правило, не превышает пары миллиметров. Блочное пеностекло обладает достаточно высокой плотностью – до 170 килограмм на один кубический метр, а также отличается такими свойствами, как низкий уровень теплопроводности и способность выдерживать перепады температуры различной интенсивности, от 200 градусов ниже нуля до 500 градусов по Цельсию. Наиболее активно блочное стекло используется для теплоизоляции фасадов различных зданий и строений.

Рисунок 2 Виды пеностекла

Гранулированное пеностекло является менее эффективным с точки зрения теплотехнических характеристик и свойств, но и стоимость его существенно ниже, чем стоимость блочного пеностекла. Чаще всего оно используется для изготовления легкого бетона, для проведения работ по звукоизоляции помещений. Также его активно используют в строительстве монолитных стен, для чего в него добавляется раствор цемента. Большинство строителей считают, что гранулированное стекло является идеальным материалом для изготовления основы под бетонные стяжки.

Сегодня производством пеностекла занимаются несколько предприятий России и стран СНГ, среди которых – Запорожский завод строительных теплоизоляционных материалов, завод «Пеноситал». Среди наиболее известных зарубежных производителей пеностекла можно выделить компанию Pittsburgh Corning, которая занимается изготовлением пеностекла под всемирно известной маркой FOAMGLASS.

Пеностекло обладает следующими свойствами:

• устойчивость к атмосферному воздействию. Активный кислород, содержащийся в атмосфере, не оказывает ни малейшего воздействия на пеностекло по причине того, что этот материал состоит исключительно из высших оксидов кремния, кальция, натрия, магния, алюминия;
• коррозионная устойчивость. Поскольку пеностекло не имеет растворимых компонентов в своей структуре, не происходит растворения и размыва материала водой;
• стойкость к перепаду температур. Пеностекло имеет очень низкий коэффициент линейного температурного расширения, что позволяет без ущерба для структуры материала переносить суточные и годовые колебания температуры;
• При замерзании вода расширяется и может разрушать, затекая в трещины, даже такие прочные минералы, как базальт и гранит. Поверхность пеностекла состоит из полусфер, сам материал представляет собой замкнутые ячейки, вовсе исключающие попадание воды внутрь, поэтому расширение воды при замерзании не разрушает пеностекло;
• деформация. Пеностекло совершенно не деформируемый и очень прочный для своей плотности материал, что полностью исключает возможность его усадки, провисания, съеживания и т.п. последствий длительного воздействия силы тяжести и механического воздействия;
• органостойкость. Пеностекло не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями деревьев, поэтому активность биологических форм не наносит вреда структуре материала в течение времени[2].

Научные сотрудники Забайкальского института железнодорожного транспорта разработали экономичный рецепт изготовления пеностекла. По новой методике этот востребованный теплоизоляционный материал станет дешевле на 30 %, утверждают ученые. Научной разработкой уже заинтересовались представители Российской венчурной компании.

Пеностекло — это современный теплоизоляционный декоративный облицовочный и акустический строительный материал. Он не гниет, пожароустойчив и не подвергается коррозии, поэтому широко применяется в строительстве. В России этот материал производят только на нескольких заводах. Традиционно его изготавливают порошковым методом из стеклобоя. Поставки сырья по стране налажены не достаточно хорошо. Забайкальские разработчики решили применить природный минерал цеолит, более 70 % запасов которого сосредоточены в Забайкальском крае. Соответственно, отойдя от порошкового метода, удалось сэкономить электроэнергию и снизить стоимость конечного продукта.

Проект ученых Забайкальского института выиграл грант Российского фонда фундаментальных исследований. Из краевого бюджета выделят средства на завершение научных работ и подготовку отчетов. В ближайшие дни разработку рассмотрят в Москве в Российской венчурной компании. Если технологию одобрят, в Забайкальского крае может появится предприятие по производству энергоэффективного пеностекла.

Николай Сигачев, директор Забайкальского института железнодорожного транспорта: 

— Пока пеностекло есть только в образцах. Чтобы его использовать, нужно сделать печи, наладить производство. Это значительные затраты. Но, я думаю, венчурные и инвестиционные фонды и созданы для того, чтобы помогать тем, кто развивает технологии. Будем надеяться, что что-то получится из этой идеи.

Вывод: Стекломагниевый лист давно и успешно применяется в Китае, США, Японии, Англии, а теперь все сильнее завоевывает симпатии строителей и в России, вытесняя такой привычный нам материал, как гипсокартон. И как бы ни сопротивлялись производители гипсокартона, но, очевидно, настает время, когда гипсокартон сдает свои доминирующие позиции на рынке строительных и отделочных материалов. Опытным путем мы убедились что СМЛ качественный, безопасный, экологический чистый, экономичный, легкообрабатываемый материал.

 Таблица 1 

Сравнительные характеристики утеплителей

Таблица 2

Сравнительная стоимость пеностекла:

Список литературы:

1. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск, «Наука и техника», 1975, 248 с.

2. http://www.peno-steklo.ru/ (дата обращения15.08.2012г)