Пеностекло – экономное строительство с сохранением надежности

Пеностекло – экономное строительство с сохранением надежности

Хотя на нашем рынке пеностекло появилось не так давно и его производство только набирает обороты, этот стройматериал хорошо известен и популярен во многих странах.

Технология изготовления нового материала базировалась на свойстве силикатных стекол размягчаться и вспениваться при высоком нагреве (порядка 1000°С) и наличии газообразователя. После остывания получаемое таким способом пеностекло обладало высокой прочностью и стойкостью к механическим нагрузкам.

Изначально при разработке подобного материала основной упор делался на такое его свойство как плавучесть. Однако впоследствии оказалось, что пеностекло характеризуется высокими уровнями как звуко- так и теплоизоляции.

Что такое пеностекло, история его создания

Пеностекло — теплоизоляционный материал, который получается благодаря термической обработке при температуре порядка 1000ºC силикатного стекла и газообразующего сырья (антрацит, кокс, сажа и т.п.). Вследствие этого происходит вспенивание, приводящее к увеличению объёма смешанных компонентов примерно в 15 раз.

Пеностекло — отличный теплоизоляционный материал

Полученная масса формуется и остывает без принудительного охлаждения, благодаря чему материал получается прочным и долговечным.

Пеностекло получают путём термообработки сырьевой смеси при очень высокой температуре

Материал имеет пористую структуру

Несмотря на то, что пеностекло было изобретено в 30-х годах прошлого века советским физиком-кристаллографом академиком Александром Исааковичем Китайгородским, впервые оно было применено на практике в Канаде. Только спустя полвека, после усовершенствования технологии и снижении затрат на производство, материал получил признание и начал применяться в качестве недорогого и эффективного утеплителя.

Сфера применения

Пеностекло, благодаря своим свойствам, применяется для утепления:

• частных домов;
• хозяйственных пристроек;
• спортивных комплексов;
• подземных конструкций;
• промышленных зданий;
• медицинских учреждений;
• учебных заведений;
• офисных объектов;
• сооружений для отдыха – (например, для бань, аквапарков и т. д.).

Сфера применения материала очень широка, так как теплоизоляционный материал безупречен:

• для утепления потолка: пол чердака заливается цементно-песчаным раствором, а затем укладываются плиты, после чего делается армирующая стяжка;
• для стен: подготавливается поверхность, наносится специальный клей, прикладывается изделие, плотно прижимается и покрывается штукатуркой;
• для пола: насыпается слой песка (3–5 см), укладывается или засыпается теплоизоляция, заделываются стыки, выполняется стяжка, монтируется покрытие;

Да, материал популярен, благодаря неплохим техническим характеристикам.

В заключение

Ввиду своей высокой цены пеностекло не так распространено на строительном рынке, а некоторые даже и не слышали о нем, хотя оно по свойствам опережает многие аналоги. Но в некоторых случаях даже оплата столь высокой цены вполне оправдана, ведь иногда требуется материал с четко заданными свойствами, да и если учесть все дополнительные затраты, вызванные применением традиционных материалов, можно прийти к выводу, что часто пеностекло даже экономичнее. Сейчас оно чаще всего используется при строительстве бань, бассейнов, куполов и крыш.

Формат материала

Наиболее популярный форм-фактор пеностекла — это блоки размерами около 200–500х500–700 мм при толщине до 200–250 мм. На этом рассказ о блоках можно было бы закончить, если бы не одна важная особенность: чем крупнее формат пеностекла, тем сложнее технология его изготовления. Мы уже говорили о проблеме неравномерного остывания, так вот: риск появления брака в крупных блоках крайне велик. Из-за этого намного выгоднее использовать не монолитные блоки, а склеенные из нескольких плит небольшой толщины. В этом есть преимущество при устройстве теплоизолирующего контура: перевязка клеевых швов в разных слоях ведёт к существенному сокращению числа мостиков холода.

Второй по популярности формат пеностекла — спечённые гранулы разной фракции. Такое пеностекло используется в качестве насыпной изоляции стен и перекрытий, также возможно применение в качестве наполнителя для лёгких марок бетона. Очень выгодно использовать гранулы смешанной фракции в качестве наполнителя для плавающего пола. В этой же категории находится и бой пеностекла — наиболее дешёвый формат утеплителя. Продажа боя есть ни что иное, как способ сбыта неликвидной продукции, то есть блоков и фасонных изделий с производственным браком.

Что представляет собой материал

Основу материала составляет стекло, которое в процессе производства измельчается до консистенции порошка. Размельченная масса раскладывается в формы и нагревается в специальной печи. Под воздействием высокой температуры и выделившихся при плавлении газов порошок превращается в плиту с пористой структурой.

Пеностекло выпускается в виде:

• пористых блоков стандартных размеров (длина от 200 до 475 мм, ширина 125-400 мм, толщина 80-120 мм);
• гранул.

Характеристики утеплителя

Материал на 80% состоит из воздуха, за счет высокой пористости плиты имеют совсем небольшой вес. Плотность материала 120-200 кг/м3.

Прочность на сжатие находится в пределах 0.5-1.2 МПа.

Теплопроводность составляет 0.06 Вт/м*К, что даже ниже, чем у древесины.

Материал может применяться в диапазоне температур от -200 до +500С. При более высоких температурных показателях плиты начинают деформироваться.

Пеностекло химически инертно и не входит во взаимодействие с кислотами, щелочами, бензином и другими агрессивными веществами.

Преимущества

1. Низкий уровень водопоглощения. Материал практически не пропускает воду, что является ключевой характеристикой при утеплении бревенчатого и брусового дома.
2. Благодаря микропорам, материал хорошо пропускает воздух, не препятствуя воздухообменным процессам, проходящим в древесине и обеспечивая оптимальный микроклимат помещения.
3. Пожаробезопасность. Материал не горит, при температуре 1000 градусов он начинает плавиться без выделения вредных соединений.
4. Обладает хорошими шумоизолирующими характеристиками.
5. Биологически устойчив, не подвержен образованию грибка, плесени, микроорганизмов.
6. Благодаря хорошим теплоизоляционным характеристикам, при минимальной толщине плит можно добиться высокой эффективности утепления.
7. Срок эксплуатации материала превышает 50 лет без изменения его основных свойств и характеристик.

Недостатки

Основной минус пеностекла – высокая стоимость. Несмотря на то, что сегодня себестоимость материала значительно ниже, чем много лет назад, она все еще достаточно высока. Это обусловлено сложной технологией изготовления и необходимостью использовать в производстве специальное дорогостоящее оборудование.

Еще один недостаток – материал достаточно хрупок и плохо выдерживает ударные нагрузки. При работе с ним необходимо строго придерживаться технологии, любые отклонения могут привести к растрескиванию плит.

Применение

Для утепления частных домов гранулированный материал применяется нечасто. Причина тому – достаточно высокая стоимость и отсутствие опыта его использования. Хотя он может послужить отличным насыпным утеплителем для пола. Его теплоизолирующие характеристики намного выше популярного керамзита. Для утепления пола потребуется слой в два раза меньше, чем толщина керамзита.

Гораздо чаще для утепления деревянных и кирпичных домов используют плитный изолятор. Такое его свойство как влагостойкость, сделало его очень востребованным материалом при теплоизоляции водных сооружений: бассейнов, бани, сауны. Пеностекло прекрасно подходит для утепления больших площадей, высотных сооружений. Благодаря широкому диапазону разрешенных температур, его зачастую применяют при теплоизоляции трубопровода.

Рекомендации по выбору утеплителя

Толщину плит необходимо выбирать в соответствии с материалом, из которого построен дом. Так, для теплоизоляции фасада кирпичных и бетонных домов подойдет утеплитель толщиной 120 мм.

Для утепления дома из бруса и брёвен вполне достаточно плит толщиной 80-100 мм.

Внутренние стены можно утеплить изолятором с данным показателем в пределах 60 мм.

Для теплоизоляции горизонтальных поверхностей, в том числе межэтажных перекрытий, пола, включая систему теплых полов, а также фундамента лучше всего подойдет насыпной способ утепления. Гранулы заполнят все полости и пустоты, обеспечив высокую степень теплозащиты дома.

Слоистая кладка

В некоторых новых построенных зданиях утеплитель размещается центрально (в середине) в ограждающей конструкции. При таком варианте утеплитель очень хорошо защищен от механического повреждения и имеется больше возможностей для оформления фасадов. Однако, риск возникновения ущерба вследствие влажности намного выше, чем при внешнем утеплении, поэтому структуру слоев следует тщательно спланировать и выполнять без дефектов.

Эта конструкция состоит из трех слоев: несущей стены, стены из облицовочного материала и утеплителя, который расположен между ними. Несущая и облицовочная стены опираются на один фундамент. Наружный слой чаще всего выполняют либо из облицовочного кирпича, либо из строительного с последующим оштукатуриванием, покрытием искусственным камнем, клинкерной плиткой и пр.

Преимущества

• красивый и респектабельный внешний вид при использовании дорогостоящих облицовочных материалов;
• высокая долговечность при условии правильного проектирования и квалифицированного монтажа конструкции.

Недостатки

• большая трудоемкость возведения;
• малая воздухопроницаемость;
• возможность конденсации влаги между разнородными слоями такой стены.

Очень важно, чтобы все слои конструкции сочетались друг с другом по паропроницаемости. Сочетаемость определяется только расчетом системы в целом.

Недооценка этого обстоятельства может привести к накоплению влаги во внутренней части стен. Это создаст благоприятную среду для развития плесени и грибка. Утеплитель от возможного образования конденсата будет намокать, что сократит срок службы материала и существенно снизит его теплозащитные свойства. Ограждающая конструкция станет промерзать, что приведет к неэффективности утепления и может вызвать ее преждевременное разрушение.

Виды конструкций

Типовые решения устройства слоистых кладок можно разделить на два вида: с устройством воздушного зазора и без него.

Устройство воздушного зазора позволяет более эффективно удалять влагу из конструкции, так как избыточная влага из несущей стены и утеплителя будет сразу уходить в атмосферу. При этом воздушный зазор увеличивает общую толщину стен, а, следовательно, и фундамента.

Утеплитель внутри кладки стен

В той или иной степени проблема паропереноса актуальна для слоистой кладки с утеплителем любого типа.

Утепление конструкции минеральной ватой является наиболее предпочтительным. В таком случае появляется возможность устроить воздушный зазор между утеплителем и наружной стенкой для лучшего вывода влаги из несущей стены и утеплителя.

Для слоистых кладок следует применять полужесткий минераловатный плитный утеплитель. Это позволит, с одной стороны, хорошо заполнить все дефекты в кладке, создать сплошной слой теплоизоляции (плиты можно немного «поджать», избежав щелей). С другой стороны, такие плиты будут сохранять геометрическую целостность (не давать усадку) на протяжении всего срока службы.

Определенные сложности в применении пенополистирола в слоистых кладках вызваны низкой паропроницаемостью этого материала.

Трехслойная кирпичная кладка с утеплителем

1. Внутренняя часть кирпичной стены
2. Минеральная вата
3. Наружная часть кирпичной стены
4. Связи

Традиционным материалом для внутренней части стен является полнотелый красный керамический кирпич. Кладка обычно выполняется на цементно-песчаном растворе в 1,5-2 кирпича (380-510 мм). Наружная стенка обычно выполняется из лицевого кирпича толщиной 120 мм (в полкирпича).

Продухи

В случае устройства системы с воздушным зазором шириной 2-5 см для его вентиляции устраиваются продухи (отверстия) в нижней и верхней частях стены, через которые парообразная влага удаляется наружу. Размер таких отверстий принимается из расчета 75 см 2 на 20 м 2 поверхности стены.

Верхние вентиляционные продухи располагают у карнизов, нижние — у цоколей. При этом нижние отверстия предназначаются не только для вентиляции, но и для отвода воды.

1. Воздушный зазор 2 см
2. Нижняя часть здания
3. Верхняя часть здания

Для осуществления вентиляции прослойки в нижней части стен устанавливают щелевой кирпич, положенный на ребро, или в нижней части стен укладывают кирпич не вплотную друг к другу, а не некотором расстоянии друг от друга, и образовавшийся зазор не заполняют кладочным раствором.

Установка связей

Внутренняя и наружная части трехслойной кирпичной стены связываются между собой специальными закладными деталями — связями. Они выполняются из стеклопластика, базальтопластика или стальной арматуры диаметром 4,5–6 мм. Предпочтительнее использовать связи из стеклопластика или базальтопластика из-за большей теплопроводности стальных связей.

Эти связи также выполняют функцию крепежа плит утеплителя (утеплитель просто
накалывают на них). Их устанавливают в процессе кладки в несущую стену на глубину
6—9 см с шагом 60 см по горизонтали и 50 см по вертикали из расчета в среднем 4 штыря на
1 м 2 .

Для обеспечения равномерного вентилируемого зазора по всей площади утеплителя на стержни крепят фиксирующие шайбы.

Часто вместо специальных связей используют загнутые арматурные стержни. Помимо связей наружную и внутреннюю стенки кладки можно связывать стальной арматурной сеткой, уложенной через 60 см по вертикали. При этом для устройства воздушного зазора применяется дополнительное механическое крепление плит.

Плиты утеплителя устанавливают с перевязкой швов вплотную друг к другу, чтобы между отдельными плитами не было щелей и зазоров. На углах здания создают зубчатое зацепление плит, чтобы избежать образования мостиков холода.

Технология кладки с утеплителем

• Кладка облицовочного слоя до уровня связей
• Монтаж теплоизоляционного слоя, чтобы верх его был выше облицовочного слоя на 5-10 см
• Кладка несущего слоя до следующего уровня связей
• Установка связей, протыкая их через утеплитель

если горизонтальные швы несущего и облицовочного слоев стены, в которых ставятся связи, не совпадают более, чем на 2 см в несущем слое кирпичной кладки, связи размещают в вертикальном шве