20.07.2008 20:02:54
Современный рынок утеплителей для строительства настолько разнообразен, что, кажется, уже трудно придумать что-то новое. Главные требования к новым подобным материалам — эффективность и дешевизна. Технический прогресс похож на забег стайеров. Все считают: уже исчерпаны последние резервы. И вдруг оказывается, что побит очередной рекорд.
После выхода в свет новых СНиП по строительной теплотехнике ужесточились требования к стеновым материалам на предмет их теплоизолирующих свойств. Стройиндустрия России лихорадочно пересматривает свои приоритеты.
Все меньше становится приверженцев полистиролов и минеральных изделий на синтетическом связующем в качестве стеновых утеплителей. Проведенные исследования и испытания показали, что срок службы данных материалов составляет от 10 до 50 лет. Это при том, что жилой дом рассчитан на 70–100 лет. Но все же вышеназванные утеплители еще долго будут служить человеку. Специалисты ведут активные работы по улучшению их качеств. Например, появился пеноплекс. В сравнении с пенопластом – чудо-материал, только на порядок дороже.
Наряду с новейшими открытиями из пыльных архивов извлекают забытые изобретения. Так, еще в тридцатые годы известным академиком и специалистом в области стекла Исааком Китайгородским была разработана технология производства пеностекла. В 1939 году на Украине получили первую промышленную продукцию. К сожалению, Великая Отечественная война помешала развитию этой отрасли. Но в пятидесятых годах к теме вернулись вновь. В Белоруссии на базе Гомельского стекольного завода был создан научный центр и освоено производство, которые успешно работают и поныне. В России на сегодняшний день отсутствуют крупные производства пеностекла, за исключением небольших экспериментальных цехов. Чего не скажешь о США и Западной Европе. Там широко применяют данную продукцию под различными названиями. В Германии даже налажено изготовление цельнолитых элементов жилого дома, т.к. этот материал необычайно прочен и легок.
Обыватель, прогуливаясь по городу, невольно сталкивается с большим количеством брошенной стеклотары. Приемные пункты стеклопосуды не принимают битые и защищенные от подделок необычной формой бутылки. Дворники отправляют их в мусорные баки. В итоге на свалках скопились горы невостребованного стеклобоя. По некоторым данным только в крупных городах России объем бытового стеклянного мусора ежегодно составляет от 10 до 60 тысяч тонн. Возникают проблемы утилизации.
Производство пеностекла способно переработать огромное количество стеклобоя, избавив население от вечного мусора.
Существуют два основных вида этого материала – гранулированный и пенообразный. Способ приготовления гранулированного включает дробление, мойку и сушку стеклобоя, совместный помол с порообразователями, гранулирование шихты, сушку гранул и их вспенивание во вращающейся печи с речным кварцевым песком в качестве разделяющей среды при температуре 780–820°С, отжиг и отделение гранул от разделяющей среды. Для получения изделий из стеклопены помол стекла с порообразователями и прочими добавками засыпают в формы, затем подают для обжига в туннельную печь. При высокой температуре порошок расплавляется и за счет порообразователей увеличивается в объеме, заполняя форму. Производство достаточно энергоемкое, а технологическое оборудование дорогостоящее. Отечественные разработчики предлагают линию производительностью 20 м3 в сутки за 340 тысяч долларов, а немецкая фирма «Поравер» – за 660 тысяч долларов. Чтобы освоить данное производство, необходима финансовая поддержка. Малый бизнес не справится с задачей без банковского кредита или инвестиционных средств, если учесть, что на организацию производства потребуется сумма вдвое больше.
Так что же такое – ПЕНОСТЕКЛО?
Изучая физические характеристики, приходишь к выводу, что у этого материала большое будущее (таблица 1). Наряду с высокими теплоизолирующими свойствами пеностекло не подвержено временному разрушению, экологически безопасно, имеет высокую устойчивость к агрессивным средам, абсолютно не боится влаги, поверхность обладает высокой адгезией, при низкой плотности – высокая механическая устойчивость, к тому же материал абсолютно негорюч.
Чтобы понять преимущество пеностекла перед другими видами утеплителей, достаточно взглянуть на сравнительную таблицу. 2. Обратите внимание на универсальность данного материала. Диапазон его характеристик охватывает все приведенные материалы. Вывод однозначен: это отличный конструкционный утеплитель.
На сегодняшний день на российском рынке стоимость изделий из пеностекла высокая (таблица 3). Это связано с отсутствием реальных производителей, отсюда низкая конкуренция (изделия в основном зарубежного изготовления). По расчетам технико-экономического обоснования производства себестоимость гранулированного пеностекла не превышает 700 рублей за один кубометр, а себестоимость одного кубометра пеностеклянных блоков составляет около 1300 рублей.
Перспективы применения пеностекла в частном индивидуальном строительстве
Перед тем как использовать конструкционный материал в индивидуальном строительстве, застройщик в первую очередь обращает внимание на его прочность и теплоизоляцию (таблица 4). Как мы уже поняли из таблицы 2, пеностеклянные блоки отвечают всем требованиям одновременно. Единственное препятствие — достаточно высокая цена.
Для наглядности приведем следующий сравнительный расчет необходимой толщины материала для обеспечения термического сопротивления в Москве (рис. 1).
1. Расчетная средняя температура внутреннего воздуха: tint = 20 °C.
2. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период: tht = -3,1 °C.
3. Продолжительность отопительного периода: Zht = 214 сут.
4. Градусосутки отопительного периода: Dd = 4943 °C•сут.
5. Нормируемое сопротивление теплопередаче определяют по таблице 4, СНиП 23–02–2003, оно составляет RМосквы = 3,13 кв. м • C/Вт.
Одна из немецких фирм освоила выпуск домов, состоящих из сборных монолитных объемных секций.
Комнатный блок с толщиной стен 0,3 м выглядит примерно так, как на рис. 2. Дом из пеностекла по теплоизолирующим характеристикам удовлетворит требованиям, действующим даже в северных регионах России. Быстросборность позволит использовать эти здания в районах, переживших стихийные бедствия. Причем строение будет не временным, а постоянным жилищем со всеми удобствами. Благодаря необычайной легкости такой блочной секции (3–4 тонны) возможно применять облегченные фундаменты. Сборка дома не требует кранов большой грузоподъемности.
В Германии освоен разнообразный ассортимент изделий из пеностекла. Так, например, налажен выпуск жаростойких элементов для дымоходов, стеновых отделочных плиток, архитектурных элементов, элементов мебели для улицы и так далее.
Хотелось бы верить, что настанут времена, когда разнообразная продукция из этого материала отечественного производства появится на строительных рынках по приемлемым ценам.
Таблица 1
Технические характеристики пеностекла, выпускаемого ОАО «Гомельстекло»
Плотность, кг/м3 | Не более 180 |
Предел прочности при сжатии, МПа (кг/см2) | 0,7–1,3 (7–13) |
Теплопроводность, Вт/(м·К) | 0,05–0,07 |
Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па) | 0,001–0,005 |
Прочность на изгиб, МПа (кг/см2) | 0,3–0,5 (3–5) |
Водопоглощение,% от объема | 2–4 |
Температура применения, °С | От -30 до +400 |
Кислотоупорность | Стойкость к обычным кислотам и их парам |
Капиллярность | Нулевая |
Горючесть | Полностью негорючий, не выделяющий |
Таблица 2
Сравнительные характеристики утеплителей
Утеплители | Плотность, кг/м3 | Прочность на сжатие, кг/см2 | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) | Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па) | Технологичность |
Пеностекло | 100–500 | 7–50 | 0,05–0,07 | 0,001–0,005 | Поддается пилению; сочетается с любыми цементными растворами; клеят мастиками, клеями; штукатурка отлично ложится |
Пенополистирол | 20–150 | 0,05–1,0 | 0,04–0,06 | 0,05 | Крепят гвоздями и клеями |
Минеральная вата и плита | 50–225 | 0–0,04 | 0,052–0,064 | 0,38–0,60 | Крепят гвоздями, требует жесткого крепления |
Базальтовая плита | 50–200 | 4–8 | 0,041–0,044 | 0,58 | Крепят гвоздями, требует жесткого крепления |
Пенобетон | 300–800 | 8–35 | 0,13–0,40 | 0,23 | Поддается пилению; клеят мастиками, клеями; штукатурка ложится неудовлетворительно |
Керамзит насыпной | 210–450 | 5–20 | 0,21–0,23 | 0,21 | В чистом виде используют только для засыпки каркасов и в качестве подстилающего слоя |
Таблица 3
Сравнительная стоимость утеплителей на российском рынке
Утеплители | Стоимость 1 м3, руб. |
Пеностекло в изделиях (плиты, блоки, фасонина) | 4300–5500 |
Пеностекло в гранулах | 2000–3130 |
Пенополистирол | 1540–2400 |
Минеральная вата | 1050–1200 |
Минеральная плита | 4300–5600 |
Базальтовая плита | 4100–5450 |
Базальтовая вата | 2100–2600 |
Керамзит насыпной М400 | 800–900 |
Пенобетонные блоки | 1700–2600 |
Таблица 4
Характеристика слоя ограждающей конструкции
№ | Материал | Толщина стены, мм | Теплопроводность, Вт/(м•оС) | Термическое сопротивление, м2•C/Вт |
1 | Кирпич пустотный керамический, плотность 1200 кг/м3 | 1600 | 0,52 | 3,08 |
2 | Блок из пенобетона, плотность 400 кг/м3 | 670 | 0,22 | 3,05 |
3 | Блок из керамзитобетона, плотность 800 кг/м3 | 1100 | 0,35 | 3,14 |
4 | Блок из пеностекла, плотность 200 кг/м3 | 220 | 0,07 | 3,14 |