Статья опубликована в рамках: LXXIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 17 января 2019 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Архитектура, Строительство
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
ПЕНОСТЕКЛО – МАТЕРИАЛ БУДУЩЕГО?
На сегодняшний день одной из актуальных проблем в мире является экономия энергии. Сфера строительства не исключение.
Зимой мы часто сталкиваемся с проблемой, что батареи горячие, а дома все равно холодно. Естественное физическое явление что, если соприкасаются два объекта разной температурой, тепло будет передаваться: теплый объект постепенно отдает тепло, а холодный его принимает. В зданиях тепло «уходит» от стен к фундаменту, от фундамента к грунту; от окон, стен, дверей, крыши – наружному воздуху. Препятствовать утечкам тепла можно с помощью энергосберегающих материалов – утеплителей. Одним из необычных утеплителей является пеностекло.
«В настоящее время одним из основных направлений развития промышленности и научной сферы является разработка энергосберегающих технологий. Основной путь снижения энергетических затрат на отопление зданий лежит в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью теплоизоляционных материалов» [1].
«В связи с этим одной из наиболее актуальных проблем можно считать создание новых и совершенствование существующих материалов, предназначенных для теплоизоляции различного рода сооружений» [1].
«Пеностекло – один из наиболее эффективных материалов, применяемых для теплоизоляции зданий» [1].
Пеностекло появилось в Советском Союзе. Впервые о нем упомянул известный академик И.И. Китайгородский в своем докладе на Всесоюзной конференции в 1932 году. В СССР существовало 4 завода по производству пеностекла.
Утеплитель представляет собой вспененную массу, структура представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Структура пеностекла
В СССР пеностекло применялось не особо массово в строительстве. Его использовали для теплоизоляции подводных лодок, крупных электростанций, агрессивных химических производствах. Исключением в строительной сфере были важные гражданские объекты и специальные объекты силовых ведомств. Все потому, что главный недостаток этого теплоизоляционного материала является его дороговизна.
Производство ячеистого стекла энергозатратно и трудоемко в контроле техпараметров, нуждается в дорогом оборудовании. Однако в последние годы в России налаживается выпуск пеностекла.
Сырьем для вспененного стекла служит тонкоизмельченное силикатное стекло (2 – 10 мкм размер частиц) и порообразователь.
Существует несколько технологий получения пеностекла:
- Порошковый способ;
- Формование предварительно вспененной стеклянной массы;
- Вспенивание стеклянного порошка дальнейшим спеканием массы.
Экономически выгодным из представленных способов является порошковый.
Выпускают много видов пеностекла: блоки (плиты), скорлупы, гранулы, гравий, песок, щебень.
В таблице 1 приведены характеристик пеностекла и других часто используемых утеплителей.
Таблица 1.
Характеристики утеплителей
|
Характеристики |
Пеностекло |
Пенополистирол |
Экструдированнный пенополистирол |
Плиты из минеральной ваты |
|
Плотность, кг/м3 |
100-200 |
15-35 |
25-38 |
100-200 |
|
Теплопроводность, Вт/(м×К) |
0,06-0,08 |
0,036-0,050 |
0,027-0,035 |
0,038-0,058 |
|
Прочность при сжатии, МПа |
0,35-1,98 |
0,05-0,2 |
0,15-1,0 |
0,03-0,07 |
|
Прочность при изгибе, МПа |
0,4-0,6 |
0,07-0,2 |
0,4-1,0 |
- |
|
Водопоглощение, % |
0-5 |
4 |
0,4 |
До 15 |
|
Паропроницаемость, мг/м×ч×ПА |
0-0,005 |
0,05 |
0,018 |
0,49-0,53 |
|
Морозоустойчивость, количество циклов |
не менее 100 |
- |
- |
- |
|
Уровень горючести |
НГ |
Г3-Г4 |
Г3-Г4 |
НГ |
Сравнивая представленные материалы, можно сказать, что пеностекло по своим характеристикам очень близка к традиционному утеплителю – плитам из минеральной ваты. Однако, утеплитель из минваты проигрывает пеностеклу по водопоглащению.
У пеностекла много преимуществ, но оно также имеет и существенные недостатки (таблица 2).
Таблица 2
Достоинства и недостатки пеностекла
|
Достоинства |
Недостатки |
|
Долговечность |
Высокая стоимость |
|
Экологичность |
|
|
Не содержит вредных веществ для организма человека |
Несмотря на высокую прочность, материал является хрупким. Но если соблюдать все рекомендации по монтажу, то можно избежать растрескивания |
|
Имеет антисептические свойства |
|
|
Можно использовать для утепления любых видов зданий |
Такое достоинство пеностекла как паропроводимость является его и недостатком одновременно. Разрушительное биологическое воздействие может возникать на поверхностях под ним |
|
Стойкий к негативному воздействию климатических факторов |
|
|
Обладает высокой адгезий |
|
|
Негорючий материал |
|
|
Кислотостойкий |
|
|
Паронепроницаемый |
|
|
Легок в обработке |
Низкая ударная прочность, которая может сыграть злую шутку с пеностеклом при перевозке, разгрузке и установке
|
|
Не деформируется и не теряет своих свойств |
|
|
Негигроскопичный |
|
|
Обладает хорошей звукоизоляцией |
|
|
Имеет широкий диапазон рабочих температур (от -200 до +550 °С) |
|
|
Прост в монтаже |
В России зарекомендовавшими себя компаниями-производителями пеностекла являются ОАО «Гомельстекло», ICMGlass, Saitax, Penostek, Neoprom, Foamglas, Izostek.
В 2015 году в Государственной Третьяковской галереи на Крамском Валу при реконструкции кровли в качестве уклонообразующего слоя было использовано пеностекло. В Парке «Зарядье» в Москве также было применено пеностекло. Благодаря этому материалу была решена такая проблема, как снижение нагрузки на перекрытия заглубленных помещений от находящегося сверху многометрового ландшафта со взрослыми деревьями, а также автомобильных нагрузок.
Пеностекло можно называть материалом будущего. Главным его преимуществом является негорючесть, низкое водопоглощение, морозоустойчивость в отличие от других утеплителей. Также пеностекло можно использовать как акустический материал. Однако высокая цена и другие недостатки не дают ему развиваться быстрыми темпами.
Список литературы:
- Яшуркаев, Тимур Владимирович Рациональные режимы в технологии пеностекла на основании моделирования процесса термообработки : автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.17.11 / Белгород. гос. технол. ун-т им. В.Г. Шухова
- ПЕННОСТЕКЛО URL: http://www.eco-penosteklo.ru/
- Кетов П.А. Разработка экологически безопасного энергоэффективного строительного ячеистого материала, соответствующего принципам зеленного строительства / Вестник МГСУ – том13, вып.3, 2018 – С.368-377
дипломов
Оставить комментарий