Пеностекло: характеристики, применение, достоинства и недостатки утеплителя

Тот, кто следит за достижениями строительной науки, никогда не прогадает. Именно здесь кроется мощный ресурс для снижения стоимости, повышения энергосбережения, качества и скорости возведения жилья. Наглядный пример – пеностекло.

Этот интересный материал с большим потенциалом можно лишь условно назвать новинкой на строительном рынке. Его изобрели в 30-е годы прошлого века в СССР, а практическое применение придумали позже – в 1946 году в Канаде. В массовое строительство пеностекло пошло лишь через полвека, когда были снижены затраты на его производство и досконально отработана технология.

Что такое пеностекло?

Сочетание в одном материале двух разных веществ всегда дает интересный результат. Так произошло и с пеностеклом. Классическое силикатное стекло, которое стоит в наших окнах – прозрачный, очень твердый и хрупкий материал. Пена – невесомая, «эфемерная субстанция». Ее основа — газ, пузырьки которого держатся вместе за счет тончайших прослоек жидкости силой поверхностного натяжения.

Вы спросите, разве можно соединить несовместимое? Оказывается, можно. Производство пеностекла состоит в нагревании силикатной массы, в которую внесено вещество, образующее газ. Под действием высокой температуры сырье плавится, а газообразователь разлагается, выделяя мельчайшие пузырьки. Пойманные горячим расплавом, они как «мухи в янтаре» навечно остаются в нем.

В итоге материал получает уникальные свойства:

• Легкость;
• Прочность;
• Химическую инертность;
• Водонепроницаемость;
• Термостойкость и негорючесть.

Некоторые из перечисленных свойств материал наследует у силикатного стекла, а часть получает от микрокапсул газа. Прозрачность пеностекло теряет, но зато приобретает отличные теплоизоляционные и акустические характеристики.

Технические характеристики

Плотность вспененного стекла очень низкая (100-250 кг/м3). Насколько это мало, вы можете судить, сравнив ее с плотностью сухой древесины (550-750 кг/м3). Неслучайно после изобретения пеностекло пытались использовать как плавающий строительный материал.

Прочность на сжатие у столь легкого вещества на удивление высока. Оно выдерживает давление до от 40 до 100 тонн на 1 м2. Остальные технические характеристики пеностекла также внушают оптимизм для всех, кто планирует его использовать.

Теплопроводность при комнатной температуре — 0,04 Вт/м*С. Даже сухая древесина хвойных пород в два раза хуже сохраняет тепло (0,09 Вт/м*С). Способность гасить звуковые волны у ячеистого стекла сравнима с минватой (45-56 дБ).

Водопоглощение пеностеклянных блоков – 2% от объема. Говоря более понятным языком, они практически не впитывают воду. Паропроницаемость у них близка к нулю (0,005 мг/(м.ч.Па). Это идеальный жесткий пароизолятор.

По стойкости к высокой температуре вспененное стекло также выглядит достойно. Конечно, это не шамот, но даже стандартный пористый стеклоблок выдерживает +300С без признаков разрушения. Спецдобавки поднимают термостойкость материала до +1000 С. Низких температур пеностекло не боится, выдерживая экстремальный контакт с жидким азотом (-200 С).

Очень ценное качество данного материала – высокая химическая инертность и связанная с ней экологичность. Немного найдется современных утеплителей, столь же безопасных и нетоксичных. Полимерные составы довольно быстро стареют, теряя свои физические качества и отравляя окружающую среду. Полимеры и горючесть, органические утеплители и токсичность – это почти синонимы. С этой точки зрения вспененное стекло намного лучше пенополистирола, полипропилена и ПВХ пластмасс.

Долговечность – еще один плюс, которым ячеистое стекло привлекает застройщиков. Срок службы 100 лет говорит сам за себя.

Биологическая стойкость стеклянных пеноблоков несравнимо выше, чем у органических утеплителей. Оно не по зубам грызунам. Плесень и грибок тоже не найдут в нем уютного местечка, поскольку материал не впитывает воду.

Химическая инертность вспененного стекла очень высокая. Кислоты и щелочи, агрессивные газы и нефтепродукты – все вместе и каждый по-отдельности они не справятся с таким утеплителем.

Перечислять недостатки пеностекла долго не придется. Высокая цена – вот что в первую очередь смущает в нем рядовых застройщиков. Она объясняется тем, что технология изготовления данного материала связана с высокими энергозатратами. Его отжиг (медленное охлаждение) — сложный и трудоемкий процесс. Если же оценить блоки из вспененного стекла по соотношению «цена-долговечность», то они выиграют в сравнении с аналогичными показателями других утеплителей.

Второй недостаток – низкая ударная прочность. Его нельзя назвать критичным, поскольку утеплитель в конструкциях не испытывает ударов, а улицы пеностеклом пока еще не мостят.

Применение

Особенно ценным является то, что в ячеистом стекле совмещены высокая прочность и теплоизолирующая способность.

Мы все привыкли, что чем тверже материал, тем сильнее он проводит тепло. Здесь все наоборот. Это жесткий эффективный утеплитель, по которому можно ездить грузовой машиной. Поэтому применение пеностекла в первую очередь связано с теплоизоляцией несущих стен, подвалов и трубопроводов.

У ячеистого стекла коэффициент температурной деформации близок к бетону и кирпичу, поэтому им можно облицовывать любые виды конструкций, выполненных из этих материалов.

Благодаря низкому водопоглощению, вспененное стекло оптимально подходит для гидроизоляции подвальных помещений и цокольной части зданий. В отзывах потребителей чаще всего отмечается этот положительный момент.

Кроме блочного, выпускают гранулированное пеностекло. Оно дешевле монолита и применяется как утепляющая добавка в бетон, а также в качестве засыпки в полости стен.

Несмотря на высокую механическую прочность, вспененное стекло легко поддается обработке. Оно сверлится и режется, не образуя трещин, легко клеится и хорошо держит отделочные составы (шпаклевку и штукатурку).

Применяют пеностекло не только для изоляции строительных конструкций. Его можно встретить в корпусах промышленных холодильников и технологического оборудования, работающего при повышенной температуре.

Внешняя отделка пеностеклом также заслуживает внимания. Кроме оригинального вида она надежно решает задачу защиты от агрессивных атмосферных факторов (холода, жары и осадков).

Внимание! Низкокачественные «аналоги» пеностекла

Говоря о данном материале, нельзя не упомянуть его дешевый «аналог», с легкой руки производителей также названный пеностеклом. На самом деле он изготавливается не из стандартного твердого сырья методом обжига, а из жидкого натриево-калиевого стекла.

В эту субстанцию добавляют вещества, активно поглощающие воду. В результате жидкое стекло вспенивается, а затем твердеет. Процесс идет при температуре +100 — +200С. Даже неискушенному человеку понятно, что такой материал в принципе не может быть прочным и водостойким. По сути, это обычный канцелярский клей с пузырьками газа.

При малейшем замачивании он течет, а по механической прочности в десятки раз слабее классического поризованного материала. Поэтому утепление пеностеклом данного типа (его иногда именуют «паропроницаемым») нельзя назвать выгодным.

Единственный плюс, которым производители пытаются привлечь потребителей – низкая стоимость (в 2-3 раза ниже, чем у обычного пеностекла).

Ориентировочные цены

Говоря о ценах на пеностекло, выделим три основные формы его выпуска. Этот материал производится в блоках, плитах, в виде фасонных изделий (объемных оболочек) и крошки (гранул и щебня).

Блочное и плитное пеностекло используется в качестве жесткого гидроизолирующего утеплителя. Оболочки из ячеистого стекла применяют для утепления трубопроводов. Гранулы идут на теплоизолирующую засыпку, а также используются в качестве наполнителя штукатурных растворов и легких бетонов.

Самый распространенный размер плит из ячеистого стекла — 600х450 мм. Их толщина находится в диапазоне от 3 до 12 см (шаг 1 см).

Блочный и фасонный материал имеет самую высокую стоимость. В зависимости от производителя его можно купить по цене от 9 000 до 16 000 за 1 м3.

Дешевле всего крошка (фракция 0-7 мм) и щебень (8-20 мм) из вспененного стекла, поскольку они относятся к категории технологических отходов. Их можно приобрести по цене от 5 000 руб./м3.

Пеностекло – надежный утеплитель, который не мокнет и не горит

Пеностекло – далеко не новый материал. Еще в 1932 г он был представлен на Всесоюзной конференции по инновациям в строительстве изобретателем, физиком А. И. Китайгородским. Позднее патенты на вспененное стекло получили французы, англичане, американцы, причем последние принялись активно совершенствовать технологию.

Выяснилось, что материал обладает отличными теплоизоляционными свойствами, поэтому стал активно применяться в строительстве.

Утеплитель из пеностекла к содержанию ↑

Что такое пеностекло?

Пеностекло, или ячеистое стекло – это современный теплоизоляционный материал, который получают в ходе обработки силикатного стекла и введения газообразователя (кокса, сажи, антрацита, каменного угля). В процессе материал увеличивается в объеме в 14-15 раз и внешне начинает напоминать пемзу – пористое сырье, содержащее множество наполненных газом пузырьков. По химическому составу пеностекло аналогично обычному стеклу – в нем могут содержаться оксиды кремния, магния, алюминия, кальция, калия, натрия и т.д.

Важно! Производство пеностекла возможно только в заводских условиях.

Вторсырье растирают с пенообразователем, засыпают в формы и вводят прочие добавки. Допускают заполнение форм не более чем на 10%, поскольку остальная часть заполнится стеклянной пеной. Далее материал обжигают в туннельных печах при температуре около +1000 градусов, дают формам остыть и достают готовые плиты. После их пилят на блоки и обрабатывают. Визуально материал можно сравнить с сотами, которые придают ему особую прочность.

Печь для производства пеностекла

Пеностекольные гранулы получают иным способом. Бой стекла моют, сушат, дробят и перемалывают с пенообразователями, а потом гранулируют массу. Гранулы сушат во вращающихся печах, пересыпая их кварцевым песком, чтобы не дать отдельным элементам склеиться. После их вспенивают при температуре +780…+820 градусов.

Основные характеристики

Пеностекло отличается превосходными техническими параметрами:

1. Плотность и масса. Материал изначально применялся как плавающий, ведь его плотность очень низка – 100-250 кг/м³ (для сравнения, у дерева эта цифра составляет до 750 кг/м³). Пеностекло весит около 70-170 кг/м³.
2. Теплопроводность и звукопоглощение. Материал может служить утеплителем, поскольку при комнатной температуре имеет низкую теплопроводность – 0,04 Вт/м*К. Кроме того, при монтаже материала не возникает мостиков холода.
3. Шумоизоляция. Уровень звукопоглощения пеностекла при толщине в 100 мм составляет 52 дБ (примерно на уровне минеральной ваты).
4. Стойкость к влиянию температур. Пеностекло не боится даже экстремальных температур (до +400 градусов). Температура деформации составляет +450 градусов, а после введения особых термостойких добавок в состав оно не разрушится даже при +1000 градусах. Также материал переносит замораживание и воздействие жидкого азота с температурой -200 градусов.

Технические характеристики пеностекла

Пеностекло выпускается в виде плит 45х60 см толщиной в 10, 12, 60, 80 см. Также в продаже есть блоки разнообразных размеров и иные формы материала.

Водо- и паронепроницаемость

Пеностекло является водонепроницаемым – оно практически не впитывает жидкости, не увеличивается в размерах, не набухает, при этом защищает остальные части конструкции от протечки. Коэффициент водопоглощения составляет менее 2%, что считается очень низким показателем. Кроме того, пеностекло выполняет функцию пароизолятора, так как его паропроницаемость стремится к нулю (0–0,005 мг/м*ч*ПА).

Стабильность

Благодаря минимальному термальному расширению (примерно, как у стали и бетона), пеностекло надежно сцепливается с основанием. Внутренние деформирующие напряжения между слоем пеностекла и материалом основы не проявляются.

Важно! Эти свойства, а также минимальная усадка позволяют вспененному стеклу сохранять стабильность габаритов в течение всего эксплуатационного срока.

Прочность

Вся толща материала пронизана маленькими порами, наполненными воздухом. Средний диаметр пузырьков равен 2000 мкм, толщина их стенок – 20-100 мкм. Несмотря на это, пеностекло обладает относительно высокой прочностью на изгиб (0,4-0,6 МПа) и на сжатие (0,7-4 МПа).

Химическая стойкость

Пеностекло не боится воздействия бытовой химии и иных химических веществ. Исключение – плавиковая кислота, но последняя является довольно малораспространенной и применяется по большей части в алюминиевой промышленности.

На свойства вспененного стекла не оказывает влияния биологическая среда, так как внутри него невозможно развитие жизни. Кроме прочего, вспененное стекло — абразивный материал и не подвержено протачиванию, разгрызанию животными, насекомыми.

Безопасность и горючесть

Пеностекло производят из сульфатсодержащих стекол, в его ячейках остается сероводород из восстановленной серы. Сероводород образуется при взаимодействии сульфидов из исходного сырья с водяным паром в ходе гидролиза. Количество этого вещества в пеностекле является минимальным, а его выделение происходит разве что при резке блока.

Многие производители в качестве сырья для изготовления материала используют иные виды стекла, чтобы сделать пеностекло более экологичным. Это неизбежно влечет за собой повышение цены на продукцию.

Важно! Материал подходит для эксплуатации и считается полностью утилизируемым и пригодным ко вторичной переработке.

Пеностекло не подвержено горению. Более того, при возникновении пожара оно не дает огню распространяться, способствует прекращению возгорания. Под влиянием высоких температур материал не выделяет токсинов и вредных испарений.

Преимущества и недостатки пеностекла

Главными плюсами материала являются такие его свойства:

1. Отличные теплоизолирующие характеристики. Достигаются за счет наличия маленьких замкнутых ячеек с тонкими перегородками в структуре материала. Он прекрасно подходит для утепления фундамента, кровли, стен, защиты труб и множества иных целей.
2. Универсальность. Вспененное стекло пригодно для разнообразных строительных сфер, частного и промышленного домостроения, коммуникаций. Также его можно применять на объектах с повышенной пожарной опасностью, ведь пеностекло может только расплавиться, но не загореться.
3. Длительный срок эксплуатации. Пеностекло служит не менее 100 лет, при этом совершенно не теряет технических характеристик и хорошо переносит низкие и высокие температуры, температурные перепады.
4. Сохранение формы. Материал не деформируется, не трескается, не дает усадки.

1. Звукоизоляция и шумопоглощение. В помещении, которое было отделано данным материалом (толщиной около 10 см), не будет слышно даже рокота заведенного грузовика с улицы.
2. Легкость монтажа. Блоки можно резать простой ножовкой, а их укладка не сложнее, чем обустройство пенобетона. Благодаря легкости вполне можно работать без привлечения помощников. Гранулы из пеностекла и вовсе насыпаются на заранее подготовленные поверхности, что еще проще и быстрее.
3. Безвредность для людей и окружающей среды. Материал не гниет, не выделяет токсинов, при его производстве не используются фенольные смолы. Он подходит даже для детских учреждений и организаций здравоохранения.
4. Повторное применение. При необходимости изоляцию из пеностекла можно эксплуатировать второй раз. Для этого ее дробят, измельчают и вновь направляют в производство.

Минусы у пеностекла тоже имеются:

1. Не слишком высокая ударная прочность. Несмотря на отличную переносимость сжатия, вспененное стекло считается довольно хрупким материалом. При сильном ударе оно потрескается, после чего теплоизолирующие свойства блока нарушатся.
2. Высокая цена. Этот утеплитель считается одним из самых дорогих среди аналогов. Причина заключается в высоких энергозатратах на выпуск блоков, а также потребности в дорогостоящем оборудовании.
3. Отсутствие паропроводности. С одной стороны, изолирующие свойства являются преимуществом, но с другой — на покрытой утеплителем поверхности не происходит воздухообмен. В результате под пеностеклом иногда появляется плесень, микроклимат нарушается, что негативно сказывается на здоровье жильцов.

Области применения

Пеностекольные блоки используются для наружного утепления стен жилых домов, фундаментов, сельскохозяйственных зданий, строений для животных. Они активно применяются в жилой застройке для реализации индивидуальных проектов.

Прочие сферы эксплуатации пеностекла:

• теплоизоляция крыш, полов, сооружений большой площади, например, стадионов;
• постройка элементов в конструкциях, связанных с водой, – бассейнах, банях, аквапарках;
• реставрация старых зданий;
• отделка и утепление подвалов, иных подземных сооружений;
• теплоизоляция строений в пищевой, фармакологической промышленности;
• изолирование трубопроводов;
• применение в химической, нефтяной промышленности, в том числе в северных регионах;
• теплозащита печей.

Утепление кровли

Гранулы используют для утепления, засыпки чердачных перекрытий, полостей внутри стен, под полами. Цветное пеностекло подходит в качестве облицовочного материала для зданий и сооружений. Если оно используется для отделки или утепления, не придется закладывать мощное основание дома, ведь суммарная нагрузка не будет высокой.

Важно! Материал особенно актуален для дачных домов и зданий, расположенных на слабых, болотистых грунтах.

Разновидности пеностекла

Существует два типа пеностекла – блочное и гранулированное. Некоторые предприятия реализуют бесформенный бой этого материала как отходы производства.

Блочный утеплитель продается в таких видах:

• листовое пеностекло (плиты);
• фасонное пеностекло (скорлупа);
• блочное пеностекло (блоки).

Гранулированный материал выпускается в форме песка, гравия и щебня. По свойствам гранулы в любом случае проигрывают блокам, скорлупе, плитам, зато имеют более низкую цену, поэтому остаются не менее востребованными.

Особенности монтажа пеностекла

Обычно производится внешнее утепление поверхностей пеностеклом, хотя оно не менее хорошо подходит и для внутренней обшивки. Процедура монтажа материала несложна и проводится в такой последовательности:

1. Тщательно подготавливают поверхности. Убирают грязь, пыль, слой старого отделочного материала, особенно, если он начал разрушаться.
2. На поверхность листа или блока наносят специальный клей или состав на основе цемента. Дополнительную гидро-, пароизоляцию не используют.
3. Пеностекло максимально плотно прижимают к стене. Иной крепеж не нужен, так как металлические дюбели или саморезы могут разрушить утеплитель.
4. Наносят слой штукатурки, дают ему просохнуть.

Утепление пола также можно осуществлять с помощью пеностекла, которое обладает достаточной для этого жесткостью. Основание укрывают тонким слоем песка (5 см), после укладывают пеностекло.

Зазоры между блоками заделывают монтажной пеной. Сверху материал покрывают армированной бетонной стяжкой. Также при помощи пеностекла можно защитить от сырости фундамент – оно усилит структуру бетона и обеспечит более благоприятный климат внутри помещений.

Утепление двухслойных и трехслойных стен

Для такой работы чаще всего используют пеностекольные плиты, по форме напоминающие «Пеноплекс». Их приклеивают на стены на клеевой состав, а затем оштукатуривают, окрашивают, облицовывают плиткой или сайдингом, камнем. При необходимости, на двухслойных стенах для дополнительного закрепления плит можно применять пластиковые дюбели или анкеры.

Для утепления трехслойных стен используют гранулы пеностекла, которые засыпают в пустоты между двумя внешними слоями. Стены в таком случае останутся дышащими, ведь между гранулами неизбежно останется воздух.

Важно! Блоки из пеностекла можно применять при строительстве домов – ими оклеивают первый слой стен, а потом выкладывают кирпичом еще один.

Чердачные перекрытия или кровля

Материал отлично подходит для утепления бетонных, деревянных перекрытий. Он ложится на любое основание и при использовании клея создает монолитный слой, препятствующий потерям тепла и проникновению шумов.

Пеностекло пригодно для утепления кровли мансарды – плиты кладут между наружным слоем и гидроизоляцией. Между собой блоки тоже склеивают, чтобы исключить утечку теплого воздуха.

Совет! Чердачные перекрытия утепляют при помощи гранулированного материала, но после обязательно проводят отделку ДСП, фанерой.

Пеностекло – отличный материал для теплоизоляции зданий. Он очень удобен в работе и обладает массой уникальных характеристик и положительных свойств. Если вспененное стекло монтировать со строгим соблюдением технологии, оно прослужит не меньше, чем само здание, и не потребует ремонта.