Пеностекло это ячеистый строительный материал,который получают путем спекания пенообразователя и тонкоизмельченного стеклянного порошка.
Важным преимуществом такого материала по сравнению с другими видами утеплителями, является его низкое водопоглощение и неорганический состав. Физико-механические свойства пеностекла обусловлены в значительной степени способом его производства, природой и количеством газообразователя, а также составом стекла и пенообразующей смеси, режимом вспенивания и отжига. Изменяя все эти выше перечисленные факторы добиваются получения пеностекла с различными эксплуатационными свойствами.
Получают пеностекло с различной прочностью, плотностью, водопоглощением, морозостойкостью, теплопроводностью паропроницаемостью и другими свойствами. Зависимость средней плотности пеностекла от вида газообразователя и технологических факторов показана на рисунках -1,2 и 3.
Рисунок-1. Зависимость средней плотности пеностекла от температуры вспенивания Т при различных газообразователях
1-антрацит; 2-сажа; 3-кокс.
Пеностекло можно шлифовать, резать, сверлить и подвергать любой обработке. Развитая поверхность изделий позволяет их склеивать в конструкции различных размеров и сложных конфигураций с помощью различных клеев органического происхождения, а также с помощью силикатных вяжущих.Такие важные свойства позволяют использовать изделия из пеностекла, в качестве теплоизоляции практически во всех областях строительства.
Рисунок-2. Зависимость средней плотности пеностекла от продолжительности вспенивания
Для увеличения нажмите два раза на рисунок.
Цветное пеностекло а также пеностекло светлых тонов с успехом используются в качестве облицовочных и акустических материалов. Отходы и остатки производства в виде крошки из пеностекла, а также пеностекло гранулированного состава, широко используют при проведение работ в виде засыпочной изоляции легких декоративных бетонов, и для других целей.
Рисунок-3. Зависимость средней плотности пеностекла от удельной поверхности шихты S
По номенклатуре изделий а также по физико-техническим свойствам, пеностекло подразделяют на декоративно-акустическое, теплоизоляционное, гранулированное и облицовочное.
Теплоизоляционное пеностекло
Пеностекло теплоизоляционного типа имеет преимущественно замкнутые поры, декоративно-акустическое -открытое. пеностекло, предназначенное для наружной облицовке зданий получают нанесением на лицевую поверхность защитных декоративных покрытий либо непосредственным вспениванием специально подготовленных пенообразующих смесей, обеспечивающих мелкопористую структуру и повышенную морозостойкость.
Теплоизоляционное пеностекло подразделяют на изоляционно- монтажное и изоляционно строительное. Изоляционно-строительное пеностекло широко используют при утепление стен, покрытий и и других строительных элементов и частей зданий. Выпускают в виде плит и блоков : длиной от 200…1000 мм; шириной 200 … 500 мм, толщиной 100, 120 и 140 мм, со средней плотностью 150 …250 кг/м³. 10
Изоляционно-строительное пеностекло плотностью 250 …350 кг/м³ имеет повышенные прочностные показатели и используются для сооружений самонесущих элементов ограждений. Изоляционно -монтажное применяют при изоляции тепловых установок, холодильников, различных емкостей а также трубопроводов. Теплоизоляционное пеностекло характеризуется высокими показателями по морозоустойчивости.
Если хорошо изолировать поверхности такого материала от контакта с водой, то материал способен значительное время не изменять своих свойств.Такой материал можно эксплуатировать в интервале температур от -180 до +400 градусов. Выпускают в виде плит, скорлуп, блоков и сегментов различных размеров.
В странах СНГ вырабатывают преимущественно изоляционно-строительное пеностекло со средней плотностью до 250 кг/ м³, а другие виды теплоизоляционного пеностекла выпускают по специальным заказам. Физико-технические свойства пеностекла регламентируются РСТ БССР 665-75 и техническими условиями, причем для разных предприятий в зависимости от технологии производства и назначения изделий утверждены различные показатели.
Обобщенные показатели свойств теплоизоляционного стекла приведены в таблицу -1.
Таблица-1. Физико-механические свойства теплоизоляционного стекла
Теплоизоляционное пеностекло является морозостойким материалом. При защите его открытых поверхностей от непосредственного контакта с водой, пеностекло не обнаруживает никаких изменений прочностных показателей, после 15 циклов замораживания при -25 °С и оттаивания при 15…20 °С.
Пеностекло декоративно-акустическое
Пеностекло декоративно-акустическое выпускают преимущественно светлых тонов. Такую окраску достигают путем использования нейтрализующих газообразователей,таких как например нитратов, карбонатов, щелочей, не окрашивающих пеностекло при вспенивании. Если применить другие виды газообразователей и красителей то можно получить окрашенное пеностекло синее,черное, фиолетовое, зеленое и других цветов.
Декоративно-акустическое пеностекло выпускают в виде плит с максимальным размером 400 х 400 миллиметров и толщиной от 40 до 60 миллиметров. Возможно также изготовление перфорированных плит . Лицевую поверхность изделий можно покрывать силикатными красками и рельефными рисунками.
Для крепления облицовочных плит используют растворы на цементном связующем. Для наклеивания плит светлых тонов используют цветные растворы, которые изготавливают путем частичного добавления в обычный цементный раствор мел и соответствующий краситель вместо песка.
Гранулированное пеностекло
Такой материал изготавливается в виде гранул различных фракций, 3…7, 7…15 и 15…25 мм , со средней плотностью от 100… 200 кг/м3. С увеличением диаметра гранул можно снизить плотность до 80 кг/м³. Гранулы пеностекла отличаются упорядоченной структурой и низким водопоглощением. Наиболее простой способ применения гранулированного пеностекла является использование его в виде теплоизоляционных засыпок в промежутки между стенами в полостях панелей из различных материалов.
Гранулы из пеностекла могут быть также легко соединены между собой связующими материалами и образовывать элементы любой формы. Основным составляющим компонентом для получения гранулированного пеностекла является стекло. Получают гранулированное пеностекло путем предварительной грануляции пенообразующей смеси и последующем вспенивании шариков во вращающейся короткой печи.
Для того чтобы вспененные гранулы между собой не слипались в пенообразующую смесь вводят порошкообразные материалы. В связи с этим значительно снижаются требования к стеклу как источника сырья и являющемуся основным составляющим компонентом пенообразующей смеси. При сохранении требований по однородности и химической устойчивости, а также вязкости и кристаллизационной способности стекла как исходного сырья, температура начала размягчения может и не регламентироваться. Важно лишь чтобы градиент изменения вязкости стекла был минимальным в области температур структурообразования пеностекла.
Поскольку вспенивание гранул происходит в объеме вращающейся короткой печи, которая футеруется огнеупорными материалами а не в металлических формах, то смещение температур вспенивания в сторону ее повышения имеет небольшое значение в технологическом отношении. Поэтому, при выборе состава стекла, как источника сырья для получения гранулированного пеностекла, большое значение оказывает экономическая сторона вопроса. Сюда включают себестоимость исходного сырья, возможности его получения и свойства готовой продукции.
Поэтому для производства гранулированного пеностекла рекомендуется использовать три серии стекол (смотри таблицу-2)
Таблица-2. Составы стекол для производства пеностекла
Штапельное стекловолокно
Стекловолокнистый утеплитель
Из штапельного стекловолокна изготавливают преимущественно теплоизоляционные изделия, которые благодаря негорючести, стойкости к атмосферным воздействиям, биологическим воздействиям а также высокой прочностью на растяжение являются хорошими звукопоглощающими и теплоизоляционными материалами. различают два вида элементарных стеклянных волокон: непрерывное и штапельное( длиной до 2000 мм).
Диаметр непрерывного стеклянного волокна, получаемого различными способами, колеблется от 3 до 100 мкм. Для текстильной переработки применяют волокна диаметром 3…14 мкм. Штапельное стеклянное волокно в зависимости от диаметра (мкм) разделяют на : микротонкое-диаметром менее 0,5; ультратонкое -0,5…1; супертонкое -1…3; тонкое -3…11; утолщенное -11…20 и грубое-более 20.
Теплоизоляционные изделия изготовляют преимущественно из штапельного стеклянного волокна, используя в качестве связующего водорастворимые синтетические смолы с пластифицирующими добавками. Такие изделия предназначаются для теплоизоляции ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий, труб, печей, аппаратуры, оборудования , а также различных средств транспорта при температуре изолируемых поверхностей -60…180°С.
При более высоких температурах синтетическое связующее разрушается, поэтому для теплоизоляции горячих поверхностей с температурой 180…450 °С используют изделия из стеклянного волокна с неорганическим связующим или изделия без связующего. В соответствии с ГОСТ 10499-78 теплоизоляционные изделия из стеклянных штапельных волокон , склеенных связующим подразделяют на марки в зависимости от плотности и назначения.
Условное обозначение изделия содержит его марку и размер. Например, в технической документации в заказе изделие марки МС 50, длиной 10000 мм, шириной 500 мм и толщиной 60 мм следует обозначить МС 50-10 000-500-60. Свойства стеклянного штапельного волокна зависят, главным образом от диаметра волокна и его длины, формы а также от состава стекла.
Например, средняя плотность матов из волокна диаметром 1…3, 6…8, 10…13 и 25…80 мкм составляет соответственно 6…18, 18…25, 35…50 и более 170 кг/м³. С уменьшением диаметра и увеличением длины волокна резко снижается жесткость изделий, увеличивается их гибкость и эластичность. Изделия из волокна малого диаметра легко сжимаемы а их плотность можно значительно увеличить посредством небольших нагрузок. С увеличением плотности увеличивается жесткость изделий, их способность сохранять заданную форму.
Показатели физико-механических свойств некоторых теплоизоляционных плит и матов из штапельного стеклянного волокна, удовлетворяют нормативным требованиям, указанным в таблицу-3.
Таблица-3. Физико-механические свойства теплоизоляционных изделий
Теплопроводность изделий из стеклянного волокна резко возрастает с повышением их влажности, но они способны быстро высыхать и легко отдавать влагу. Плиты ПЖС-175 и ПЖС-200 выпускают также с гидрофобизирующими добавками, благодаря которым водопоглощение уменьшается соответственно до 70 и 50 % по массе. Влажность плит ПЖС-175 и ПЖС-200 не должна быть более 1 % по массе, изделий других марок -более 2 %.
Изделия из стеклянного штапельного волокна применяют также в звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкциях. Степень звукопоглощения их определяется толщиной изделий, плотностью. диаметром волокна и изменяется с изменением частоты звуковых колебаний. На более высоких частотах больший эффект дают изделия из тонкого волокна.
Одним из самых эффективных звукопоглощающих материалов является супертонкое стеклянное волокно в виде многослойного холста и перепутанных штапельных волокон.Такие холсты эластичны и не выделяют стеклянной пыли. В сочетании с защитными оболочками из капроновой или стеклянной ткани их применяют в вентиляционных глушителях приточных систем и для акустических облицовок помещений с нормальной влажностью воздуха.
При повышенной влажности воздуха металлические конструкции, соприкасающиеся с волокнами, следует защищать от коррозии, так как волокно имеет в своем составе щелочи. Рекомендуемая плотность набивки его в элементах шумоглушения составляет 17…25 кг/м³. Супертонкое стеклянное волокно выпускают в виде уплотненных холстов средней плотностью 17 и 25 кг/м³, размерами 100 х 2000 х 1000 и 50 х 2000 х 1000 мм.