Изделия из жестких бетонных смесей. Несъемные опалубки из песчаного бетона

Цитата
керамзит впитывает воду и смесь приезжает пересушенной

С ходу не вспомню, но были достаточно подробные исследования по снижению впитывания воды. Кажись в "Строительных материалах" в р-не 70-хх годов.

Рязанцу.Не внимательно Игорь следите за темой.Не анализируете информацию предложенную Болховитиным.И так есть заказ на стенку с термическим сопротивлением близким к термическому сопротивлению стены из термоблоков.Как правильно заметил Вадим Качеров"хорошо виден вклад поперечных перегородок" в дело теплопроводности(это ни чего, что я от термического сопротивления к теплопроводности перескакиваю?).Требование заказчика одно "ни какого пенополистирола".При изготовлении термоблоков есть ряд технологических трудностей, заметно замедляющих скорость работы оборудования.Но при добавлении щебня технологический процесс формования термоблоков заметно облегчается и ускоряется.Все, круг замкнулся, щебнем будет керамзит.Единствено правильное и красивое решение.Его влияния (вкрапления керамзита) должно хватить для увеличения термического сопротивления перегородок, и стенка дотянет до требуемой заказчиком R=3,2.Плюс данные по влиянию незначительного колличества керамзита на изменение термического сопротивления стены.Вот так Игорь, это называется системный анализ.Ну типа, правильно придумал.Но, что особенно меня смущает, это Игорь ваша ценка результатов испытаний стены из термоблоков.Результат, не сомненно ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ!А для суммы заявленных условий (песок средней паршивости, тонкие стенки, высокие стенки, заявленный коофициент уплотнения) результат ПРЕВОСХОДНЫЙ.Но автор хочет конкретную цифру без обмана.Имеет право.По большому счету, если результат будет достигнут, "утепляльщим" капец!И это хорошо!В.Л.Портышев.

Вадиму:
вот только не надо про "системный анализ" объяснять, ладно?

все действительно просто - скорлупа в стене, как я и говорил, не тянет дать на 380мм толщины должное R.
добавить керамзит в стенку скорлупы? - пожалуйста,
только что из этого получится, посмотрим - не надо очередную эйфорию гнать раньше времени.
"вкрапления" керамзита - мертвому припарка в таком случае.
передача тепла происходит по типу электричества - по поверхности частиц бетона, чем их больше с наименьшей проводимостью, тем труднее провести теплопередачу. так что "вкрапления" керамзита в столь уплотненной среде вряд ли что то существенно изменят, а по результатам термического сопротивления стены - изменения нужны существенные.

в таком случае я бы предложил просто одобрить принцип разделения функций в одном материале. но еще, и опять же , - попросил бы учесть, что для самой оболочки нужен достаточно прочный, проницаемый ("дышаший") материал, имеющий все же гораздо более низкое термическое сопротивление, чем пескоцемент.
вот тогда - действительно "все отдыхают" :wink:

А НАСТОЯЩЕГО оппонента как то упустили - я про пеностекло.

Пока бялорусы прут эшелоны с газосиликатом на Россию.
А пеностекло, столь же эшелонами - на Германию.

А вдруг "Рублеское шоссе" таки дотумкает?

По пеностеклу рекомендую очень хороший сайт от Гомельстекло:

http://penosteklo.narod.ru/


Просьба к Евгению Сосунову (Гомельстекло) подключиться к освещению данной темы отправлена.

Уважаемый Сергей Ружинский,
Извините за задержку в ответе на Ваше предложение принять участие в данном обсуждении. Был в СПб где на выставке "Интерстройэкспо" принимал участие в семинаре посвященной тепло- и гидро изоляции, где и выступал с текстом доклада котороый (ниже) предлагаю Вашему вниманию.
По теме обсуждения хочу сделать несколько уточнений:
ОАО "Гомельстекло" производит ок. 36 000 м.куб. пеностекла в год и до конца 2006 года оно все продано, в основном, - на экспорт!. Причем основные направления экспорта: Россия (в том числе и элитное строительство на пресловутом Рублевском щоссе), Украина.
В настоящий момент, например, идут поставки под реконструкцию мариинского театра в СПб и нового аквапарка в Москве.
Вопросы использования пеностекла как альтернативы при производстве керамзитобетона были проанализированы и воплощены практически еще в 50-х годах ХХ века. Последняя, очень толковая научная статья на эту тему была опубликована менее полу-года назад (приду на работу посмотрю издание и авторов). В Германии пеностеклобетоны это норма жизни. Стоят они значительно дороже, но и эффект их применения в 2-3 раза выше. В России подобного нет т.к. до последнего времени небыло и пеностекла. Оно по прежнему остается в дефиците...


АННОТАЦИЯ

В докладе рассматриваются аспекты уникального технологического процесса производства пеностекла, а также свойства и характеристики материала позволяющие, при решении вопросов строительной теплоизоляции и промышленной теплозащиты с использованием пеностекла в качестве эффективного теплоизоляционного материала, получать значительные положительные результаты в отношении таких факторов эксплуатации зданий и сооружений как: долговечность и прочность теплозащитной конструкции, устойчивость к влиянию химического и биологического воздействия на теплоизоляционный материал, негорючесть и огнестойкость, экологическая чистота и санитарная безопасность присущие ограждающей теплоизоляционной конструкции обустроенной с применением пеностекла.

The aspects of the unique technological process of cellular glass production are reviewed in the present report as well as properties and characteristics of the material that allow to achieve considerable advances at maintenance of constructions. The advantages of the use of cellular glass as effective thermo-insulating material at construction thermo-insulation and industrial thermo-protection are as follows: durability and strength of thermo-insulating structure, cellular glass is not subjected to the influence of chemical and biological environment, it is non-inflammable and fire resistant, ecologically clean and sanitary safe.

Биография.

Сосунов Евгений Евгеньевич. Начальник сектора теплоизоляционных материалов ОАО «Гомельстекло». В 1992 году окончил физический факультет Гомельского государственного университета им. Франциска Скорины. С 1998 года работает в структуре коммерческой службы крупнейшего производителя в Восточной Европе стекла и изделий из него, - открытого акционерного общества «Гомельстекло». В 2004 году возглавил направление, связанное с продвижением и продажей пеностекла производства ОАО «Гомельстекло». Имеет ряд публикаций посвященных различным аспектам применения пеностекла в специальной строительной периодике Беларуси, Украины и России.



ПЕНОСТЕКЛО – уникальный эффективный теплоизоляционный материал.

Пеностекло, как уникальный, состоящий на 100% из стеклянных ячеек материал, было создано в 1930-е гг.: в СССР — МХТИ им. Д.И. Менделеева (Москва) и в США — в начале 1940-х фирмой Corning Glass Work. Вначале предполагалось применять пеностекло в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что оно дополнительно обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Впервые бетонные плиты с теплоизоляционной прослойкой из пеностекла были применены в 1946 г. при строительстве одного из зданий в Канаде. Этот опыт оказался настолько удачным, что материал сразу же получил всеобщее признание как долговечная изоляция для кровли, перегородок, стен и полов для всех видов построек. К началу 1950-х гг. пеностекло стало активно применяться и в нашей стране. Оказалось, что новый материал способен с успехом конкурировать в отрасли промышленной теплозащиты и строительной теплоизоляции. При теплоизоляции стен пеностеклом использовалось такое его полезное свойство, как возможность обработки обычным инструментом. Пористая, шероховатая поверхность материала способствовала хорошему сцеплению со штукатуркой, мастиками, клеями, битумом и т.п. А такие свойства пеностекла, как влагонепроницаемость, постоянство объема, гигиеничность, устойчивость к температурному и химическому воздействию обусловили широкое использование его не только в обычном строительстве, но и при теплоизоляции холодильных сооружений, теплозащите агрегатов в нефтехимической, химической, пищевой, фармакологической промышленности не только у нас в стране, но и за рубежом.
Уникальные свойства пеностекла в значительной степени обусловлены, как химическим составом конечного продукта (на 100% совпадающем с составом обычного посудного, бутылочного или оконного стекла), так и термическим процессом вспенивания и отжига при котором образуются сферические и гексагональные ячейки границами которых служат стеклянные стенки и составляющие твердую матрицу такого материала как пеностекло. Алгоритм технологического процесса, вкратце, выглядит следующим образом:

Технология производства пеностекла:
спекание стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя.

Сырье для производства пеностекла:
стеклянный гранулят, стеклянный бой, каменный уголь.

Технологический процесс производства пеностекла:
стеклянный гранулят и стеклянный бой размалывают используя шаровые мельницы в смеси с газообразователем (каменный уголь) в тонкий порошок и загружают в формы из жароупорной стали с каолиновой обмазкой. Формы на вагонетках и по роликовому конвейеру подают в туннельную печь. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании и разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Медленное охлаждение (отжиг) способствует равномерному остыванию изделий по объему. Поэтому в них не возникают внутренние напряжения и не образуется трещин. Охлажденные изделия распиливают и оправляют на опиловочном оборудовании и упаковывают.


В результате данных этапов производства и получаются блоки из пеностекла. Химический состав пеностекла полностью, на 100%, совпадает с химическим составом классического стекла и включает в себя оксиды кремния, кальция, натрия, магния, алюминия. Газовая среда полностью замкнутых стеклянных ячеек не взаимодействует с атмосферой и представляет собой, в основном, оксиды и соединения углерода. Давление газовой среды в ячейках на порядок ниже атмосферного давления т.к. процесс вспенивания происходит за счет выделения газов коксом, антрацитом и сажей при температуре порядка 10000 С. Благодаря газообразованию и вспениванию стекла объем стекла увеличивается в 15 раз.
«Сотовая» структура пеностекла, где стенки и узлы ячеек состоят из такого прочного материала как стекло и обусловили уникальную прочность пеностекла и способность противостоять механическим нагрузкам. Матрица узлов и связей структуры пеностекла представляет собой наиболее оптимальную пространственно-объемную конфигурацию способную при минимальной плотности выдерживать максимальные нагрузки. Основные параметры ячейки пеностекла характеризуются следующими показателями: при среднем диаметре ячейки 2 000 мкм – толщина стенок ячеек варьируется в интервале от 20 до 100 мкм.

Рассматривая более подробно свойства и преимущества пеностекла, как эффективного теплоизоляционного материала, следует особенно выделить следующие параметры и характеристики где этот материал, фактически, не имеет себе равных и обладает значительными преимуществами над остальными классами теплоизоляционных материалов:

Долговечность эксплуатации пеностекла.

Гарантированный срок эксплуатации блоков из пеностекла с сохранением значений физических характеристик материала равен сроку эксплуатации здания и превышает 100 лет.
Экспериментальные исследования объектов утепленных пеностеклом более 50 лет назад показали отсутствие сколь либо существенных изменений в структуре пеностекла. Фактор сохранения теплозащитных свойств на протяжении всего существования здания особенно важен ввиду недоступности теплоизоляционного материала после завершения работ. Используя пеностекло в качестве теплоизоляционного материала можно избежать дорогостоящих ремонтных работ и замены утеплителя в течение всего срока эксплуатации.

Пеностекло не подвержено старению по ряду причин т.к. его уникальные свойства противостоят активным факторам, проявляющим себя с течением времени:

Окисление. Активный кислород, содержащийся в атмосфере, не оказывает ни малейшего воздействия на пеностекло по причине того, что этот материал состоит исключительно из высших оксидов кремния, кальция, натрия, магния, алюминия.
Эрозия. Поскольку пеностекло не имеет растворимых компонентов в своей структуре, не происходит растворения и размыва материала водой.
Температурные перепады. Пеностекло имеет очень низкий коэффициент линейного температурного расширения, что позволяет пеностеклу без ущерба для структуры материала переносить суточные и годовые колебания температуры.
Замерзание воды. При замерзании вода расширяется и может разрушать, затекая в трещины, даже такие прочные минералы как базальт и гранит. Поверхность пеностекла состоит из полусфер, сам материал представляет собой замкнутые ячейки вовсе исключающие попадание воды внутрь, и поэтому расширение воды при замерзании не разрушает пеностекло.
Деформация. Пеностекло по своей совершенно не деформируемый и очень прочный для своей плотности материал, что полностью исключает возможность его усадки, провисания, съеживания и т.п. последствий длительного воздействия силы тяжести и механического воздействия.
Активность биологических форм. Пеностекло не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями деревьев поэтому активность биологических форм не наносит вреда структуре материала в течение сколь угодно долгого времени.

Прочность пеностекла.

Пеностекло самый прочный из всех эффективных теплоизоляционных материалов. Прочность пеностекла на сжатие в несколько раз выше чем у волокнистых материалов и пенопласта. Фактор прочности особенно важен для монтажно-конструкционных решений по обустройству теплоизоляции, а также при теплозащите эксплуатируемых поверхностей (кровель и полов).

Насколько важна прочность, и особенно прочность на сжатие, для теплоизоляционных материалов в строительстве? Прежде всего, чем выше прочность на сжатие, тем менее (что логично) сжимается материал, подвергшийся внешнему воздействию. В то же время сжатие теплоизоляционного материала приводит к увеличению его теплопроводности и снижению теплозащитных свойств конструкции. Пеностекло уникально тем, что является абсолютно не сжимаемым материалом. Более того, менее прочный, чем пеностекло, теплоизоляционный материал требует анкерного и штыревого крепления к несущей конструкции сооружения и, чем он менее прочен, тем больше элементов крепления необходимо использовать для фиксации теплоизоляционного слоя и, тем самым увеличивать количество инородных высокотеплопроводных включений создающих дополнительные «мостики холода». Более прочный теплоизоляционный материал может нести часть нагрузки, за счет собственных физических свойств, позволяя, в некоторых случаях, и вовсе не применять дополнительных металлических креплений уменьшающих сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя.

Существует целый класс архитектурных решений, где фактор прочности на сжатие имеет для теплоизоляционного материала столь же актуальное значение, как и низкий коэффициент теплопроводности. Это особенно важно при обустройстве теплоизоляционного слоя на эксплуатируемых поверхностях, а также криволинейных поверхностях, где давление на теплоизоляционный материал распределено неравномерно.

Стабильность размеров блоков из пеностекла.

Благодаря тому, что пеностекло состоит исключительно из стеклянных ячеек этот материал не дает усадки и не изменяет, геометрические размеры с течением времени под действием веса строительных конструкций и эксплутационных нагрузок. Все это имеет очень существенное значение, как для всей строительной конструкции в целом, так и для сохранения эксплутационных свойств теплоизоляционного слоя.

Фактор стабильности геометрических размеров блоков из пеностекла позволяет осуществлять монтаж теплоизоляционного слоя с плотным прилеганием блоков и отсутствием зазоров, что, в свою очередь, позволяет исключить образование «мостиков холода» в теплоизоляции. Данный фактор имеет очень существенное значение т.к. материалы размеры, которых не стабильны из-за теплового расширения/сжатия или усадки во время эксплуатации могут вызывать повреждение гидроизоляционного и отделочного слоев, образовывать «мостики холода» из-за усадки, провисания или сжатия при охлаждении.

Пеностекло сделано из стекла и имеет коэффициент температурного линейного расширения сопоставимый с коэффициентом температурного линейного расширения материалов из которых состоят классические несущие конструкции: бетон, сталь, кладка из керамического или силикатного кирпича. Эта близость значений гарантирует стабильность размеров пеностекла, уложенного или смонтированного на стальную или бетонную конструкцию.

Тот факт, что блоки из пеностекла не коробятся и сохраняют свою форму, позволяет создавать уникальные по своей надежности и долговечности системы теплоизоляции зданий и сооружений эффективные во время эксплуатации, экономичные по капиталовложениям при обустройстве и не требующие значительного ухода с минимальным уровнем материальных и трудовых затрат на ремонт.

Устойчивость физических параметров пеностекла.
Пеностекло представляет собой материал, состоящий из герметично замкнутых гексагональных и сферических ячеек. Такая структура материала исключает взаимодействие газовой среды ячеек с атмосферой и обуславливает неизменность во времени характеристик материала.
То есть, во время эксплуатации не происходит изменения таких параметров блоков из пеностекла как теплопроводность, прочность, стойкость, форма и т.д. Фактор сохранения свойств теплоизоляционного материала с течением времени особенно важен при эксплуатации зданий и сооружений ввиду недоступности материала после завершения работ.
На территории бывшего СССР, а также в Европе и Северной Америке пеностекло использовалось в качестве утеплителя более 50 лет. Натурные обследования, результаты лабораторных испытаний, замеры физико-технических параметров блоков из пеностекла, взятых из строительных конструкций со сроком эксплуатации, исчисляемым 40-50 годами, показали, что характеристики пеностекла практически не изменились т.к. результаты измерений совпали с первоначальными значениями.
Актуальность сохранения первоначальных значений параметров утеплителя во время эксплуатации здания и сооружения имеет в современном строительстве первостепенное значение, как по причине повышенных требований заказчиков и потребителей предъявляемых к эксплутационным качествам всего здания или сооружения, гарантии их неизменности во времени, так и архитектурного усложнения конструкций здания где затраты на капитальный ремонт и замену утратившего свои свойства утеплителя сопоставимы с затратами на возведение и постройку.
Устойчивость пеностекла к химическому и биологическому воздействию.
Стекло, из которого на 100% и состоит пеностекло, не разрушается химическими реагентами (за исключением плавиковой кислоты). Пеностекло, как и стекло, не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями растений.
Пеностекло абсолютно «непроходимо» для насекомых и грызунов и представляет собой идеальный барьер для подобных вредителей.

Стойкость пеностекла к гниению и отсутствие «почвы» для распространения плесени и грибков особенно важно при использовании пеностекла в замкнутом, невентилируемом пространстве кровли, стен, цоколя и фундамента. Отсутствие органики в таком материале как пеностекло позволяет гарантировано избежать ситуаций связанных с разрушением и деструкцией теплоизоляционного материала под влиянием биологически активной среды.
Самой интересной особенностью пеностекла при взаимодействии с биологическими формами является абсолютная (и уникальная – присущая только пеностеклу) способность быть «непроходимым» для всех грызунов и насекомых. Пеностекло, помимо всего прочего, - очень хороший абразивный материал. В то же время природа еще не создала ни одной биологической формы, способной грызть и точить абразивы без быстрой потери естественных «грызущих приспособлений». Эту особенность пеностекла активно используют при теплозащите зернохранилищ, промышленных пищевых холодильников, складов т.к. при использовании пеностекла, помимо теплозащитного слоя, удается создать надежный барьер на пути вредителей.
Устойчивость пеностекла к химическому воздействию, как теплоизоляционного материала, в некоторых отраслях промышленности и строительства, является не менее важным фактором, чем совокупность остальных свойств материала. Особенно это актуально для химической, нефтехимической, фармакологической, пищевой и металлургической отрасли промышленности, теплоизоляции некоторых специальных сооружений.

Не горючесть и огнестойкость пеностекла.

Пеностекло полностью негорючий материал, не содержащий окисляющихся или органических компонентов. Технология производства пеностекла такова, что готовое изделие получается в результате изготовления в печах при температуре близкой к тысяче градусов Цельсия и поэтому при нагреве пеностекла до высоких температур оно лишь плавится как обычное стекло без выделения газов или паров. Этот фактор важен для противопожарных свойств конструкции.
Основные критерии пожарной безопасности – негорючесть материала и отсутствие поглощающей способности. Пеностекло не горюче и не является абсорбентом, и, следовательно, способно обеспечить наилучшую противопожарную защиту изолируемых объектов. Теплоизоляционные материалы, не являющиеся горючими, но при этом поглощающие горючие жидкости или легковоспламеняющиеся газы, повышают риск возгораемости всего здания или сооружения. Пеностекло, в отличие от прочих теплоизоляционных систем из минерального волокна или пенопласта, не адсорбирует ни масла, ни другие жидкие и газообразные вещества или углеводородные соединения повышенной воспламеняемости.
Закрытая структура ячеек пеностекла гарантирует отсутствие фитильного эффекта, способного привести к спонтанному возгоранию. Пеностекло не выделяет ни дым, ни токсичные газы, поскольку в его химический состав входит только чистое стекло.

Влагонепроницаемость, водостойкость и не гигроскопичность пеностекла.

Вода не оказывает на пеностекло никакого воздействия по двум причинам: пеностекло состоит из герметично замкнутых ячеек, материал стенок которых, обычное силикатное стекло. Пеностекло не впитывает влагу и не пропускает ее.
При применении в ограждающей конструкции создает дополнительный гидробарьер. При повреждении гидроизоляции не допускает распространения воды, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
Водостойкость пеностекла позволяют ему в течение длительного времени предотвращать образование льда, обеспечивать полную защиту от коррозии и отличную терморегуляцию. Пеностекло устойчиво к воздействию, как пресной, так и соленой воды.
Водонепроницаемость пеностекла обеспечивает его применение не зависимо от существующих внешних климатических условий.
Применение пеностекла исключает всякие проблемы, связанные с конденсацией водяного пара внутри теплоизоляционного материала.

Экологическая чистота и санитарная безопасность пеностекла.


Пеностекло состоит исключительно из стекла сходного по своему химическому составу с бутылочным, посудным и оконным стеклом. Пеностекло разрешено к использованию без санитарных и гигиенических ограничений.
Широко применяется в таких отраслях как пищевая и фармакологическая промышленность за исключительную безопасность. Производство и применение пеностекла не наносит вред природе, позволяя утилизировать стеклобой.
Экологическая и санитарная безопасность пеностекла позволяет осуществлять утепление ограждающих конструкций не только для помещений, в которых необходима повышенная чистота воздуха (здания здравоохранения, образования; спортивные сооружения; музеи; высокотехнологичные производства и т.п.), но и здания со специальными санитарно-гигиеническими требованиями (пищевая и фармакологическая промышленность; бани и сауны; бассейны; кафе, рестораны, столовые и т.п.).
Экологический аспект производства и применения пеностекла также имеет немаловажное значение. Пеностекло это единственный эффективный теплоизоляционный материал производимый на 100% из рециркулируемых утилизируемых стекольных отходов (стеклобоя). После эксплуатации блоки из пеностекла могут быть использованы вновь (пройдя стадию дробления) в качестве засыпного теплоизоляционного материала или добавки в легкие бетоны. Пеностекло отличается от всех эффективных теплоизоляционных материалов минимальным выбросом в атмосферу во время производства оксидов серы, азота, а также полностью исключает выброс летучих органических компонентов, формальдегидов, стиренов, хлорфторуглеродов и т.п. соединений.
У пеностекла самый экономичный и эффективный коэффициент отношения срока эксплуатации материала к расходам энергии на его производство.

Простота обработки пеностекла.
Пеностекло легко обрабатывается столярным инструментом под любые необходимые размеры и форму. Связывается и склеивается любым типом строительной смеси, битума или клея. Все это позволяет осуществлять монтаж пеностекла с использованием различных вариантов крепления.
Пеностекло как самый прочный эффективный теплоизоляционный материал способно безо всякого дополнительного крепления выдерживать давление, обусловленное собственным весом. Это позволяет производить теплоизоляционные работы простым и недорогим методом обычной облицовки. В дополнение к этому следует отметить тот факт, что пеностекло отлично клеится, крепится и связывается любым штукатурным составом, клеем, мастикой и т.п. Обусловлено это тем, что прилипание происходит не столько за счет адгезии (которая, тем не менее, присутствует), а за счет чрезвычайно развитой поверхности пеностекла и механического сцепления поверхностей при помощи затвердевающего состава. Кроме того, пеностекло отлично обрабатывается столярными инструментами. Данное свойство применяется при теплоизоляции пеностеклом не только простых плоскостей, но и сложным фасонных изделий, а также криволинейных поверхностей. В таком случае блокам из пеностекла путем механической обработки придаются необходимые геометрические параметры.
И в заключение:
Изучая вопросы зарубежного применения пеностекла в качестве теплоизолятора, следует отметить, что в Европейском Союзе оно является признанным и одним из самых эффективных теплозащитных строительных материалов. Параметры строительного пеностекла оговорены в общеевропейском специальном нормативно-техническом документе EN 13167 Thermal insulation for buildings – Factory made cellular glass (CG) products. Здесь стоит отметить, что в ЕС существует всего десять подобных документов, касающихся свойств и применения в строительстве различных типов эффективных теплоизоляционных материалов (на самом деле их количество может быть значительно больше). Причина этого в том, что по всем остальным теплоизоляционным материалам, не имеющим общеевропейских нормативно-технических документов, существуют те или иные ограничения в различных странах Евросоюза. Как видите, пеностекло в ЕС (во всех входящих в Евросоюз странах) не имеет каких бы то ни было ограничений и является общепризнанным строительным теплоизоляционным материалом.

Сорри, я сам просмотрел указанные мною сайты и (увы) не нашел инф. по несьемной опалубке (этот сайт в реконструкции). Но, смысл там в следующем: - питерская фирма "прогрессивные строительные технологии" разработала и применяет систему несьемной опалубки "ТеРем" в которй существует определенное запатентованное ноу-хау. Одним из эксклюз. элементов этой системы явяляется использование пеностекла в качестве несьемной опалубки

В библиотеке выложена ссылка на книгу Демидовича Б.К.
"Пеностекло".

При пожаре (то есть при нагреве) поведение пеностекла очень сильно зависит от динамики изменения температуры. Стандартные испытания на огнестойкость дают показатель для пеностекла толщ. 100 мм. ок. 60 мин. То есть, при нагревании до температур близких к 1000 гр. Цельсия пеностекло разрушается. Но, опять же, в зависимости от динамики нагрева - ПО РАЗНОМУ!. Резкий нагрев или воздействие открытого пламени приводит к разрушеию ячеек (их стенок и связей) из-за разницы линейного термического расширения в структуре элементов ячейки, но не из-за повышения давления газа внутри ячейки т.к. при температуре 1000 гр. давление в ячейке равно атмосферному (проистекает это из-за природы образования самой ячейки). Постепенный нагрев (все таки стекло пеностекла это аморфное тело) приводит пи температурах выше 1000 гр. к размягчению стекла.
Относительно кислото-щелочного воздействия на пеностекло внутри бетонов - увы, я не столь компетентен и предлагаю обратится к монографиям Демидовича, Китайгородского, и Шила где этот вопрос досконально описан и разобран. Более того, вот приду сейчас на работу и обязательно сообщу на форуме авторов и место очень интересной публикации совершено недавно появившейся в которой рассматривается вопрос взаимодействия пеностекла и бетона.
Увы, нормативно-технический документ выложить в интернет можно только инкогнито т.к. в этом же документе присутствуют эксклюзивные права на распространение самим госстандартом Беларуси.
Научных публикаций на тему пеностекла у меня нет т.к. 1) этим вопросом я занялся мене двух лет назад. 2) специфика моей работы в продвижении и продаже пеностекла и времени и средств на научную работу мне не выделяют.

К сожалению, отсутствие нормативных документов на пеностекло не позволяет провести сравнение этого материала с другими, конкурентными видами этой продукции. Научные публикации, равно как и рекламные проспекты несут очень мало информации, необходимой для принятия решений о выборе того или иного материала при строительстве конкретного сооружения. Причем если научные публикации еще можно применить после непростой работы по аналитическим исследованиям информации, то рекламные проспекты можно сразу выкинуть на помойку. На самом деле отсутствие нормативных документов на пеностекло – настораживает, так как заведомо отсекает возможность его применения в сколько ни будь серьезных проектах. Ну, на Рублевке его применять можно конечно, там люди рисковые живут и могут принять риск по использованию любых материалов на себя или потом разборки учинить, но что бы в серьезной программе… .

С уважением Николай Болховитин

Нормативно-технический документ касаемый пеностекла ОАО "Гомельстекло" - СТБ 1322-2002
Также имеются "Типовая технологическая карта" и "Рекомендации по применению" согласованные и применяемые в Республике Беларусь
при желании их получить необходимо позвонить по тел; -
+375 232 97 12 00
и ВАМ ВСЕ ВЫШЛЮТ ПОЧТОЙ!
в ожидании ваших звонков...
нач. СТМ Сосунов Е.Е.
ПС: документы имеют статус общегосударственных для России и Беларуси и общеупотребительных (имеется мониторинг зданий 15 лет как утепленных пеностеклом по предлагаемым схемам)

Текст одной из статей выкладываю (для тех кто не хочет качать ПДФ* и кому не столь важны иллюстрации)...
++++


О ПРИЧИНАХ ОТСУТСТВИЯ КОНКУРЕНТОВ У ПЕНОСТЕКЛА НА РЫНКЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ , или почему можно использовать кизяк для теплоизоляции , но не хочется.

А . А . Кетов ,

доктор технических наук ,

профессор ( г . Пермь )

Чего мы ждем от теплоизоляции

С момента принятия новых теплотехнических требований к ограждающим конструкциям в виде СНиП-11-3-79, а затем СНиП-23-02-2003 прошло уже несколько лет. Первое впечатление строителей и проектировщиков, сравнимое с шостроители попросили меня оценить перспективность различный теплоизоляционных материалов, то у меня не было никаких предпочтений. В анализе свойств я опи­рался исключительно на существующие законы материа­ ловедения, поэтому ход мох рассуждений был вполне непредвзятым и в достаточной мере объективным. Тем не менее, я пришел к совершенно однозначному выводу, что на сегодняшний день единственным теплоизоляционным материалом, который не просто лидирует по комплексу свойств, но и вообще не имеет конкурентов, является пеностекло. Давайте вместе попытаемся понять, почему же таким выводом завершается любой объективный анализ.

Начнем с того, какие свойства потребитель ожидает от строительных теплоизоляционный материалов Во-первых, по определению, — низкую теплопроводность. Во-вторых, так как речь идет о строительных материалах, подразумева­ ется, что теплоизоляционный материал должен сохранять свои свойства неизменными в течении , как минимум, проектного времени эксплуатации здания, а это не менее ста лет. В-третьих, материал для жилища должен быть безопасным, то есть не только не разрушаться в силу случайных причин, будь то кратковременный нагрев или попадание воды, но и не выделять при этом каких-либо компонентов, прямо или косвенно ухудшающих качество жизни в здании.

Помимо этих трех основополагающий критериев есть еще не столь критичные, но тоже весьма важные требования. Так, среди строительных материалов предпочтение отдается таким, которые при прочих равных условиях легко обрабатываются и использование которых не требует создания дополнительных сложных систем монтажа и эксплуатации.

Итак, вопрос о том, чего ж e мы ждем от теплоизоляционных материалов, более или менее понятен и не вызывает особых возражений. Но это до тех пор, пока мы не переходим от теоретических рассуждений к практике и не начинаем анализировать реальные виды теплоизоляционных материалов.

Должен особо подчеркнуть в начале статьи специально для профессиональных юристов и юристов-любителей, что все примеры, о которых речь пойдет ниже, рассматри­ ваются исключительно с материаловедческой точки зрения, и я не имею в виду конкретных производителей. Поэтому я не ставлю целью (и не могу) своими взглядами опорочить чью-либо деловую или иную репутацию ни в случае наличия, ни в случае отсутствия оной.

Давайте же посмотрим, что конкретно можно исполь­ зовать в современном строительстве, опираясь на критерии теплопроводности, долговечности и безопасности, как было сказано выше.

Какую теплоизоляцию используем

Ниф-Ниф решил, что проще и скорее всего смастерить дом из соломы. Ни с кем не посоветовавшись, он так и сделал. Уже к вечеру его хижина была готова. Ниф-Ниф положил на крышу последнюю соломинку и. очень довольный своим домиком, весело запел.

(С.В.Михалков. Три поросенка. По английской сказке)

Итак, начнем с теплоизоляционных свойств, потому что именно ради этих свойств и используют теплоизоляцион ные материалы. В соответствии с общепринятой класси фикацией теплоизоляционными материалами можно считать материалы с теплопроводностью до 0,175 Вт/(м К).

Если обратиться к теплофизике, то становится очевидным , что собственно теплоизоляционными свойствами об ладает обычно не твердое вещество материала теплоизо лятора, а воздух, заключенный между структурными эле ментами твердого каркаса. Действительно, теплопровод ность твердых веществ обычно на несколько порядков пре восходит теплопроводность газов Поэтому все теплоизо ляционные материалы представляют собой пористые тела, где структурные элементы твердого вещества — волокна, пленки и тд. — разделяют воздушное пространство на бо лее или менее изолированные части. И чем меньше эти изолированные части воздуха, тем меньше перенос тепла за счет конвективных потоков и тем меньше теплопровод ность. Но главной задачей при создании теплоизоляцион ного материала является заполнение объема минималь ным количеством твердого материала при максимальном количестве воздуха. Поэтому все теплоизоляционные ма териалы имеют малый удельный вес — обычно не выше 600 кг/м 3 , а зависимость теплопроводности практически для всех материалов однозначно, с примерно 10%-ным откло нением, определяется удельным весом

Поэтому человечеством в качестве теплоизоляции были испробованы практически любые легкие материалы, начиная от хвои и соломы и заканчивая вулканическим ту фом и металлургическими шлаками. Вопросы использова ния того или иного материала определились обычно ис ключительно доступностью и простотой использования.

Поэтому, если оценивать теплоизоляционные матери алы только по критерию теплопроводности, то до сих пор следовало бы использовать солому с кизяком. Но слишком очевидна пожарная опасность первой и недолговеч ность второго, причем сомнительность экологической безопасности последнего очевидна по запаху Поэтому воз никшие было в начале 90-х годов теперь уже прошлого века, в эпоху кооперативного движения, кустарные заводики по переработке продуктов целлюлозы (соломы, скопа, опила, торфа и т.д) в теплоизоляционные материалы потерпели неудачу.

Вернемся к тому, что сегодня реально предлагается на рынке. В указанные выше границы теплопроводности входят три основных типа теплоизоляционных материалов: пенопласты, минеральные ваты и пено-, газобетоны. И если у первых двух типов теплоизоляции с термическим сопротивлением, декларируемым в сопроводительных документам и реальным, дело обстоит (по крайней мере в началь ный период времени) более или менее нормально, то в трактовке результатов определения теплопроводности пено- и газобетонов есть некоторое лукавство. Возьмите характеристики наиболее типичного газобетона плотнос тью 600 кг/м 3 . Большинство производителей указывают значение теплопроводности в пределах 0,140-0,145 Вт/(м*К). Так оно и есть, но только для сухого материала. А с завода он обычно отпускается с влажностью до 20-25%. Естествен но, что теплопроводность такого материала не укладыва ется даже в рамки требований к теплоизоляционным мате риалам Мне могут возразить, что со временем влажность блоков упадет. Так оно и есть , но погодные условия сред ней полосы России и Урала характеризуются высокой от носительной влажностью или условиями эксплуатации "Б", а значит , сорбционная влажность для изделий с высокой микропористостью, к таковым относятся пено- и газобетоны, не позволил- добиться равновесной влажности ниже 5-10% Естественно, что и теплопроводность в реальных условиях эксплуатации оказывается значительно выше той, которая декларируется.

Давайте посмотрим на фотографию структуры типичного газобетона, полученную методом сканирующей элек тронной микроскопии [фото 1). Очевидно, что структура твердого материала выглядит пористой. Помимо крупных ячеек, которые, собственно, и образуют "пену", сам мате риал пронизан огромным количеством микропор размером менее 10 мк.



Из курса физической химии хорошо известно, что даже при невысокой относительной влажности в капиллярах происходит конденсация влаги, что объясняет явление сор бционной влажности пористых тел. Именно такая структу ра пено- и газобетона делает неизбежной существенное значение сорбционной влажности. То есть в пено- и газо бетонах обязательно в естественных условиях присутствует сконденсированная в микропорах вода, причем значитель ное количество микропористости предполагает и значитель ную конденсацию влаги. А это приводит к снижению тепло изоляционных свойств. Но это еще часть беды.

Главные проблемы возникают при замерзании и отта ивании сконденсированной влаги. Естественно, что влага, заключенная в жестком капилляре, при замерзании увеличивается в объеме и разрушает капилляр. Поэтому моро зостойкость пено- и газобетонов не может быть высокой. Но мы переходим к одному из показателей долговечности. Поэтому, чтобы закончить с вопросом теплопроводности существующих материалов, вернемся к этой характерис тике минеральных ват и пенопластов

Надо признать, что теплоизоляционные свойства пенопластов и минеральных ват очень неплохие, особенно в момент испытаний непосредственно после изготовления. Но на этом все достоинства и заканчиваются, потому что долговечность и безопасность этих материалов вызывает больше вопросов, чем обоснованных ответов.

Если говорить о долговечности материалов, то следует предполагать, что теплоизоляция должна выдерживать экс плуатацию с неизменными характеристиками как минимум в течение жизни здания, то есть не менее ста лет. Есть, конеч но, и другой вариант — использовать теплоизоляционные материалы со сроком жизни, сопоставимым с периодом меж ду капитальными ремонтами. Но в этом случае возникает необходимость создания такой конструкции, которая допус кала бы смену отслужившего свой срок теплоизоляционного материала, что само по себе достаточно сложно технически, не говори о затратности такого решения.

Рассмотрим сначала свойства пенопластов с точки зрения физической химии. Прежде всего, по определению, пенопласты представляют из себя дисперсные полимер ные системы. Это означает, что в структуре пенопласта взаимно распределены в пространстве собственно полимер и газовая среда, которая вне зависимости от начального состава со временем неизбежно замещается возду хом. На фото 2 представлена фотография типичной струк туры пенополистирольного пенопласта (верхняя фотография). Хорошо видно, что ячейки воздуха разделены тонки ми пленками полимерного материала. Очевидно, что в свя зи с незначительной толщиной пленок, значительная доля материала полимера всегда доступна для газовой фазы. Но особенно интересно посмотреть, что случается с пенополистиролом даже после незначительного искусственно го старения Для этого материал выдержали в термостате при 60°С всего 10 часов (нижняя фотография). Хорошо видно, что многие пленки превратились в ажурную сетку- паутину. Естественно, что такое изменение необратимо и ни в коей мере не улучшает теплоизоляционные свойства материала. То есть даже при таком незначительном и не продолжительном тепловом воздействии полимерная пена изменила свою структуру, начался процесс разрушения, который со временем будет только усиливаться

Кроме того, пенопласты не только являются органи ческими соединениями, но и имеют весьма высокую степень контакта поверхности с кислородом воздуха. Из кур са химии известно, что возможность реакции определяет ся так называемой энергией Гиббса, а для любых, реакций органических соединений с кислородом значение этой энер гии будет отрицательным. Иными словами, если органи ческое соединение находится на воздухе, то оно будет не избежно окисляться кислородом. Причем, так как пенопла сты имеют максимально возможную поверхность, то и окис ляться они будут с максимальной скоростью по сравнению с аналогичными, но монолитными — массивными — поли мерами Поэтому для любого пенопласта неизбежно сле дует предположить некое конечное и весьма ограниченное время эксплуатации, когда его потребительские свойства будут еще в допустимых пределах. Естественно, что с рос том температуры скорость окисления будет только возрас тать. Поэтому все пенопласты являются пожароопасными материалами. И, наконец, если пенопласты неизбежно окисляются даже при комнатных температурах, то продук ты такого окисления негативно воздействуют на окружаю щую среду Исходя из изложенного, все пенопласты неизбежно обладают тремя негативными эксплуатационными свойствами: недолговечностью, пожаро- и экологической опасностью. Рассмотрим эти свойства подробнее.

Теоретически в вакууме, а лучше бы и при минималь но возможной температуре, время жизни пенопластов как дисперсных полимерных структур было бы практически неограниченным. На практике же мы всегда имеем дело с воздушной средой, содержащей кислород, и с температу рами, значительно отличающимися от абсолютного нуля. О принципиальной неизбежности этого процесса деструкции можно прочитать в классической "Энциклопедии поли меров" (Издательство "Советская энциклопедия", статьи "Деструкция полимеров", "Атмосферостойкость", "Долговеч ность" и др.), где указаны основные химические механиз мы и особенности деструкции полимеров

Вопросы окислительной деструкции полимеров рас сматривались многими авторами. Отмечу наиболее инте ресные и полные работы. Так, И С. Филатов не только приводит обширный экспериментальный материал по испытаниям различных полимеров в различных климатичес ких условиях, но и подробно рассматривает механизмы окисления и деструкции большинства из обычно использу емых полимеров. И. Н. Павлов систематизировал дан ные исследований советских и зарубежных исследовате лей в области старения полимерных материалов, рассмот рел влияние условий хранения и эксплуатации на измене ние свойств полимеров различных классов.

Помимо указанных монографий, системно рассматри вающих фундаментальные теоретические вопросы, связан ные со старением и деструкцией полимеров, в последние годы появились многочисленные публикации, в которых авторы останавливаются на частных вопросах долговечности конкретных полимерных материалов. Весьма показательна в этом смысле диссер тационная работа А.В. Ли. Разработанная на основе изучения эксплуатационного ресурса и естественного старения полимерных теплоизоляционных материалов мето дика позволяет определить долговечность энергоэффек тивных ограждающих конструкций в зависимости от кли матических условий района строительства и конструкции рассматриваемого ограждения. На практических примерах пенопластов конкретных производителей показано, что дол говечность ограждающих конструкций с использованием пенопластов варьируется от 13 до 43 лет.

Поэтому старение и деструкция полимеров являются неизбежными и необратимыми вследствие того, что в основе их лежат естественные процессы, в первую очередь, окисление. Естественно, что в таком случае продукты деструкции должны выделяться в окружающую среду, причем "окружающей средой" будут являться жилые помещения.

Вопросы экологической опасности пенопластов с тео ретической точки зрения непосредственно вытекают из возможности их окислительной деструкции, чему способ ствуют высокая удельная поверхность пен и выделения в ходе этого процесса различных продуктов, преимуществен но органического типа.

Гигиене и токсикологии полимерных материалов, во обще, и пенопластов, в частности, посвящен ряд моногра фий. Все авторы обсуждают состав и количества выделяемых продуктов, но сам факт обязательного газо выделения из полимерных материалов вообще не ставит ся под сомнение.

На практике необходимость тщательного экологичес кого контроля нашла свое отражение в методических ука заниях по санитарно-гигиеническому контролю полимер ных материалов, предназначенных для применения в стро ительстве жилых и общественных зданий (Министерство здравоохранения СССР утверждено зам. главного врача СССР В.Е. Ковшило, №02158-60, 25 марта 1980г.), где при веден перечень веществ, подлежащих обязательному определению при санитарно-химических исследованиях ос новных типов полимерных строительных материалов, вклю чая пенопласты. К сожалению, в настоящее время необхо димость такого контроля обычно игнорируется.

В научной периодике вопрос выделения токсичных компонентов из пенопластов также обсуждается. Например, Г. А. Васильев и В. В. Бояркина утверждают, что "ре зультаты предупредительно санитарного надзора за вне дрением полимерных материалов показывают, что многие химические соединения даже в минимальный количествах вызывают различные по течению и характеру действия (генетическое, токсическое, аллергенное, эмбриотоксическое, иммунодепрессивное и др.)".

Ф В. Илларионов приводит примеры экологичес кой опасности полимерных теплоизоляционных материалов, использованных при строительстве жилых зданий в Москве. В.И. Лудиков пишет, что из всех полимерных утеплителей при эксплуатации выделяются токсичные ком поненты.

Уже имеются первые случаи признания в судебном по рядке домов, не соответствующими санитарно-техничес ким нормам вследствие использования в строительстве экологически опасных теплоизоляционных материалов. Так. еще в 1995 году ордера на квартиры в Новокузнецке в доме на ул. Мира признаны недействительными. В 1996 году пострадавшим жильцам были предоставлены кварти ры в доме на ул. Авиаторов, 95. Однако было установлено, что дом и квартиры построены из тех же токсичных мате риалов. Второе судебное дело о признании недействитель ными ордеров дома на ул. Авиаторов, 95 и возмещении морального вреда находится в производстве.

Одной из основных причин выделения токсичных ком понентов из пенополистирола является окислительная де струкция органических соединений на поверхности поли мерной пены. Естественна, что в полном соответствии с законами химии скорость окисления с ростом температу ры растет, не просто быстро, а по экспоненте. Поэтому все гда при определенной температуре любое органическое соединение, и полимер в том числе, начнет окисляться са мопроизвольно, а попросту говоря — гореть.

Прежде всего, следует отметить, что в рекламе пено пластов авторы обычно, описывая данное свойство, не сколько лукавят, утверждая, что какой-либо пенопласт не горит или самостоятельно затухает. Факт такого поведения пенопласта не говорит о пожарной безопасности данного материала. Дело в том, что официально классификация всех строительных материалов на пожарную опасность производится согласно стандартной методике, в ходе которой учитывается убыль массы материала при нагрева нии на воздухе, а совсем не возможность самостоятельно гореть после удаления источника пламени. Подробное описание методики описано в соответствующем ГОСТе. Особо отмечу, следующую фразу из данного документа: "Строительные материалы относят к негорючим при сле дующих значениях параметров горючести.

• прирост температуры в печи не более 50 о С;

• потеря массы образца не более 50%.

• продолжительность устойчивого пламенного горе ния не более 10 с.

Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных значений параметров, относятся к горючим".

Причем температура в печи при испытаниях должна достигать 745-755 о С (пункт 6.4.3. указанного ГОСТа). Пока человечество не придумало органический соедине ний, которые бы на воздухе выдерживали такую темпера туру. Поэтому по классификации на пожарную опасность все пенопласты относит к классу "Г", то есть к горючим материалам.

Теоретические вопросы термического разложения по лимерных материалов подробно рассмотрены, например, в монографии С. Мадорского. На практике же пробле ма пожарной опасности пенопластов рассматривается обычно с двух сторон: опасность собственно горения полимеров и опасность продуктов термического разложения и окисления материала. Например, некоторые авторы утверждают, что основным поражающим фактором пожа ров являются летучие продукты горения. Они пишут, что в среднем только 18% людей гибнет от ожогов, осталь ные — от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и др. Имеются данные о том, что даже при сравни тельно небольшом пожаре в помещении, насыщенном полимерными материалами, происходит быстрая гибель на ходящийся там людей, главным образом от отравления ядо витыми летучими продуктами.

Исследования Российского научно-исследовательского центра пожарной безопасности ВНИИПО МВД РФ, пред ставленные на сайте http://www.aab.ru/sertif, однозначно говорят о высокой пожарной опасности полимерных материалов. Например, в приведенном отчете об испытаниях на пожар ную опасность полистирольного пенопласта указано, что значение показателя токсичности образцов близко к гра ничному значению класса высокоопасных материалов.

Эти известные в специальной литературе факты пе риодически находят отражение в конкретных примерах, отраженных в средствах массовой информации. Так, на пример, в телерепортаже (Е, Савицкая, М. Попцов Те лекомпания АС В, Екатеринбург. Пожар в строящемся доме) сказано, что «загорелось теплопокрытие из полистирола... Во время тушения пожара обнаружили трупы двух мужчин. Они лежали на два этажа выше источника огня с признаками удушения от дыма». Авторы утверждают что "пожарных заинтересовал полистирольный утеплитель, который сгорел в большом количестве и вызвал этот черный удушаю щий дым" (кадр из репортажа приведен на фото 3).


Вообще, если говорить о пожарной опасности пено пластов, то нельзя не упомянуть и такой весьма показа тельный факт, что полистирол является одним из компо нентов такого оружия как напалм, использование кото рого против населения было запрещено конвенцией ООН в 1960 году Более того, состав изобретенного в 1942 году напалма был после войны усовершенствован именно пу тем введения в его состав полистирола Такая композиция, очевидно, обладающая повышенными боевыми свойства ми стала называться напалм-В и широко использовалась в боевых действиях Причем количество полистирола в композиции, достигающее почти половины, не оставляет сомнений в том. что полистирол необходим не только для придания определенной структуры, но и как высокоэнерге тическое топливо, обладающее отличными характеристи ками горения. В Интернете даже есть рецепты изготовле ния напалма в "домашних условиях ( Home - Made Napalm ), например на сайте http://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Napalm. Начинается "рецепт" с слов "напалм домашнего изготов ления может быть изготовлен смешением пенополистиро ла с бензином. .."А у нас почему-то считается нормальным использовать составную часть напалма в жилищном стро ительстве.

Если суммировать те проблемы, которые возникают при использовании пенопластов в качестве теплоизоля ционных материалов в строительстве, то их можно свести к ограниченному сроку эксплуатации, неопределенности. с точки зрения экологической безопасности и высокой по жарной опасности в случае возникновения экстремальной ситуации. В основе всех этих проблем лежит органичес кая природа пенопластов, что дополнительно осложняет ся высокой поверхностью контакта полимера с кислоро дом воздуха.

Исходя из этого, вполне логичным представлялось решение по созданию теплоизоляционного материала из неорганических веществ. Такой материал должен также обладать высокой удельной поверхностью для вовлечения в свою структуру максимального количества воздуха, но при этом основу его должно составлять вещество, не взаимо действующее с кислородом воздуха Естественно, что таким материалом является большинство природных неор ганических соединений, преимущественно силикатной при роды Технологически при работе с силикатными распла вами наиболее простым способом создания высокой удель ной поверхности является получение тонких нитей Поэто му так получилось исторически, что наиболее широко исследованными и представленными на рынке теплоизоля ционных материалов оказались минеральные волокнистые материалы.

В представленной статье я намеренно не делаю акцента на химические отличия в составе минеральных во локнистых материалов, хотя спектр их происхождения достаточно широк: базальт, шлаки, стекла и т.д. Дело в том, что основные проблемы по использованию минеральных ват оказались связанными совсем не с их химическим стро ением или сырьевым происхождением, а со структурой.

Давайте посмотрим на фотографию типичной базаль товой ваты (фото 4). Хорошо видно переплетение многочисленных нитей, причем сами по себе нити выглядят глад кими. Последнее обстоятельство вполне объяснимо, учитывая использование расплава при формировании воло кон, то есть их поверхность оплавлена. Это хорошо с точки зрения микропористости — у оплавленных материалов мик ропор просто нет, поэтому минеральной вате не страшна капиллярная конденсация и связанная с ней низкая моро зостойкость. Но, к сожалению, это обстоятельство имеет и негативную сторону.

Отсутствие шероховатости на поверхности волокон приводит к крайне невысокому коэффициенту трения меж ду волокнами. Проще говоря, ничто не препятствует изменению формы изделия, наготовленного из волокон. А учитывая значительный объем воздуха между волокнами, очевидно, что изменять форму всего изделия достаточно просто. Поэтому волокнистые материалы без связки никогда не имеют такой характеристики, как прочность на сжатие. Вернее, они имеют такую характеристику, но она принципиально отличается от аналогичной характеристи ки для жестких материалов Если жесткий материал при испытаниях сжимают до момента разрушения, то волок нистый материал сжимают на какую-либо долю от началь ного объема и фиксируют при этом значение приложен ной силы. При сжатии волокна смещаются относительно друг друга и не возвращаются в исходное состояние. Ма териал необходимо тщательно закреплять на конструкции, но всегда существует ряд воздействий, смещающий вол окна друг относительно друга. Это может быть и вибра ция от проезжающего транспорта, и конвективные потоки в вентилируемых фасадах, и даже неизбежное сезонное термическое расширение и сжатие волокон. На практике это приводит к проседанию материала и появлению учас тков, свободных от теплоизоляции. Поэтому волокнистые минеральные материалы нельзя считать долговечной теп лоизоляцией.

При рассмотренной структуре волокнистого материала возникает понятное желание закрепить, связать волок на между собой в местах их соприкосновения для получе ния пространственно жесткого материала, который был бы не подвержен усадке со временем. И такое техническое решение было найдено и успешно использовано вскоре после получения первых волокнистых минеральных мате риалов. Действительно, добавление связки позволяет закрепить волокна в местах их пересечения и материал полу чается достаточно жестким. Фото 5 получено методом сканирующей электронной микроскопии жесткой минераловат ной плиты. Бесформенные "лепешки", в которых закреп лены игольчатые волокна, — это и есть та полимерная до бавка, которая призвана придать жесткость минераловат ному изделию. Хорошо видно, что полимер закрепил, хотя бы частично, волокна и препятствует их взаимному сме щению То есть, в принципе, жесткость достигнута.

По такой схеме создаются все жесткие и полужесткие минераловатные изделия Но беда состоит в том, что в качестве связки используют опять же полимерные материалы; причем характер их распределения в минераловатном изделии предполагает опять-таки высокую удельную поверхность этого полимера А о том, что такое полимер с высокой удельной поверхностью, уже сказано выше; это недолговечность, выделения в воздух и проблемы при пож арах, тем более, что количество вводимого полимера мо жет достигать значительных величин. При этом необходимо заметить, полимер внутри изделия распределяется не равномерно, что создает дополнительные проблемы и тре бует увеличения количества полимера для достижения при емлемой жесткости. Поэтому в научно-технической лите ратуре прогнозируемый срок эксплуатации для различных минераловатных плит не превышает, по данным моногра фии, тридцати лет.

Что касается экологических проблем, не связанных с полимерной связкой, а касающихся собственно минераль ных волокон, то в настоящее время идет дискуссия отно сительно влияния волокон, особенно супертонких. Я не являюсь специалистом в области санитарно-гигиенического воздействия волокон на организм человека и могу только отметить, что такая проблема существует, интересующие ся могут подробнее ознакомиться с ней по материалам пе риодической печати.

Подводя промежуточный итог сказанному, можно кон статировать, что ни один из трех типов наиболее широко используемых в настоящее время теплоизоляционных ма териалов — пено-, газобетон, пенопласты и минераловатные изделия — не может считаться качественным. Так, все перечисленные материалы нельзя признать долговечны ми, а минераловатные изделия и пенопласты имеют серьезные проблемы с точки зрения экологии и пожарной безопасности.

Особо подчеркну, что к таким выводам можно прийти, опираясь исключительно на знания о химическом строении и структуре да иных материалов. Однако анализ перечислен ных проблем позволяет сделать определенные выводы о том, какими же характеристиками и структурой должен обладать теплоизоляционный материал, лишенный указанных недостатков. Во-первых, такой материал не должен содержать в своем составе органических соединений, а, в идеале, может успешно существовать на воздухе при температурах 500-700 о С. во избежание возможных повреждений при по жарах. Этому условию, в принципе, удовлетворяют пено-га зобетоны, но они обладают нежелательной микропористостью. А минеральные волокна не имеют микропористости, но у них отсутствует пространственная жесткость. Вот если бы удалось совместить плавленую структуру минеральных волокон и пространственно-жесткую структуру ячеистых бето нов! Оказывается, это возможно, просто минеральная ячеи стая структура должна получаться из расплава, и тогда все необходимые условия будут соблюдены.

Но, оказывается, сделав вывод о структуре теплоизоляционного материала как минерального ячеистого мате риала, получающегося из расплава, мы тем самым при шли к выводу о том, что материалом, лишенным недостат ков пенопластов, ячеистых бетонов и минеральных ват, является пеностекло.

Какую теплоизоляцию надо использовать

Я, конечно, всех умней. Всех умней, всех умней! Дом я строю из камней. Из камней, из камней!

(С. В. Михалков. Три поросенка. По английской сказке)

Почему же пеностекло сегодня практически не имеет конкурентов на рынке теплоизоляционных материалов? Об основных причинах уже сказано выше, оно практически не имеет ограничении по срокам эксплуатации, потому что стекло не взаимодействует ни с воздухом, ни с водой, ни с подавляющим большинством известных веществ. А ячеи стая структура пеностекла не допускает изменения фор мы. Что касается возможных выделений твердых или газообразных компонентов, то непрерывность ячеистой струк туры исключает образование твердых микрочастичек, а термическая обработка материала при производстве при водит к завершению любых химических процессов, свя занных с газовыделением еще на стадии синтеза при 700-800оС.

На фото 6 показана структура пеностекла. Очевидно, что пленки стекла, разделяющие ячейки, получены в результате плавления материала и не обладают микропори стостью, а, значит, не могут сорбировать влагу, снижаю щую морозостойкость изделия. Другой особенностью плав леного материала, в отличие от полученного из вяжущего и поэтому микропористого, является его высокая прочность. Действительно, сравнение прочности пеностекла и ячеис того бетона одинаковой плотности показывает более вы сокое значение показателя прочности у пеностекла (как минимум, в три-четыре раза).

И единственным показателем, по которому пеностек ло уступает другим, описанным выше теплоизоляционным материалам, является его стоимость. Но теплоизоляцию мы покупаем не ради объема, а ради достижения опреде ленного термического сопротивлении ограждающих конст рукций. Вот тут и оказывается, что при существующем со противлении пеностекла количество материала, необходи мое для теплоизоляции квадратного метра, перекрывает эффект кажущейся высокой стоимости кубического метра. В результате стоимость квадратного метра теплоизоляции в ограждающей конструкции становится сопоставима со стоимостью других материалов, а в большинстве случаев и ниже их стоимости. А если прибавить к этому выигрыш от снижения массы конструкции, упрощения монтажа, по вышения безопасности, уменьшения толщины конструкций, то преимущества от использования пеностекла становятся совершенно очевидными

Использование тех или иных материалов в промышлен ности вообще и в строительстве, в частности, — вопрос времени и развития общества. Когда-то жилища утепляли соло мой и кизяком, потом им на смену пришли пенопласты и минеральные ваты. На мой взгляд, сегодня они не отвечают требованиям, предъявляемым к теплоизоляционным мате риалам, претендующим на использование в современном строительстве. Тем более, если мы хотим строить качествен ное и долговременное жилье, а не времянки.

Я не возьму на себя смелость утверждать, как это делают многие сторонники того или иного вида теплоизоля ции, что пеностекло является идеальным теплоизоляци онным материалом на все случаи жизни и на все времена. Может быть, проще теплоизолировать ящик с мороженым пенополистиролом или войлоком, а в будущем, может быть. создадут некий материал, превосходящий по теплоизоля ционным свойствам, плотности и устойчивости пеностек ло. Вполне возможно. Но сегодня, смею утверждать, что по комплексу эксплуатационных свойств пеностекло не имеет конкурентов.

Вместо заключения

Когда статья была написана, стали известны подробности обрушения кровли бассейна в Чусовом и спортзала школы на станции Григорьевская Пермской области, обрушении зданий в Германии, Италии, Польше. Везде помимо природных, внешних, причин фигурирует и утяжеление кон струкции вследствие использования теплоизоляционных материалов высокой плотности. Можно, конечно, доказать в суде, что все материалы были сертифицированы. Но, может быть, надо просто задуматься над тем, из чего строим и что будет с этими строениями завтра?

P.S. Данная статья может содержать некоторые орфографические ошибки, так как была распознана с фотокопий любезно предоставленных автором. Оригинал статьи: "Стройкоплекс Плюс" - приложение к журналу "Стройкомплекс среднего Урала", январь-февраль, 2006 года.