ПЕНОСТЕКЛО: ВРЕМЯ ПЕРЕХОДИТЬ ОТ СЛОВ К ДЕЛУ

А.А. Кетов, д.т.н., профессор

Проблемы энергосбережения вообще и энергоэффективного жилья, в частности, не могут быть решены без использования качественных и безопасных теплоизоляционных материалов. При этом наиболее широко используемые в настоящее время минераловатные и полимерные теплоизоляционные материалы перестают устраивать потребителей в связи с рядом претензий с точки зрения пожарной безопасности, недостаточной долговечности и экологической безопасности. Поэтому все большее внимание как исследователей, так и практиков занимает пеностекло – неорганический силикатный материал ячеистой структуры.

Впервые в мире о пеностекле как о строительном материале упомянул в своем докладе академик И.И. Китайгородский на Всесоюзной конференции по стандартизации и производству новых материалов в Москве в 1932 году. Вскоре в СССР была предложена технология и намечены области применения пеностекла.

В 30-е годы прошлого века начаты интенсивные работы и получены патенты на производство пеностекла во Франции, Чехословакии, США, Англии и Германии. В годы второй мировой войны исследования и технологические работы были свернуты повсеместно за исключением США. Это позволило Соединенным Штатам в период войны освоить крупнотоннажное производство пеностекла, преимущественно для нужд военно-морского флота, а затем на многие годы выйти в лидеры в производстве и исследованиях в данной технологии.

Тем, кто интересуется подробной историей и технологическими особенностями существовавшей технологии пеностекла, рекомендую ознакомиться с монографиями Б.К. Демидовича – признанного авторитета в этой области. В результате планомерных исследований в Советском Союзе в 70-е годы работало четыре завода по производству пеностекла. Технология была хорошо отлажена и ее описания приводились в ряде изданий.

Нельзя сказать, чтоб о пеностекле в тот период времени строители слышали только как о каком-то фантастическом материале. Общий объем выпускаемой продукции еще в начале 70-х годов превышал 100 тыс. м3 в год, что в тот период времени было неплохим показателем. Материал пользовался заслуженным спросом и широко использовался в промышленности и строительстве, преимущественно на особо ответственных участках.

К сожалению, сложность поддержания технологических параметров, приводившая к невысокому выходу товарного продукта, и высокая энергозатратность существовавшей технологии привели к нерентабельности и закрытию в период кризиса конца 80-х годов трех заводов, находившихся в России. Единственный функционирующий на сегодняшний день из существовавших в бывшем Советском Союзе заводов находится в Белоруссии – в Гомеле и успешно работает и наращивает объемы выпуска пеностекла.

Необходимо отметить, что крупнейшим производителем пеностекла в мире является фирма Питтсбург Корнинг (Pittsburg Corning) сайт которой http://www.foamglas.com/ имеет многочисленные ссылки на представительства по всему миру. В частности, на российское, с собственным сайтом www.foamglas.ru.

Таким образом, история сыграла злую шутку с Россией, и в стране, климатические условия которой просто требуют пеностекла, в стране, которая фактически является родиной этого материала, не оказалось собственного производства. Однако с конца 90-х годов прошлого века вопрос создания производства пеностекла встал особенно остро: суровые климатические условия и рост цен на энергоносители вызвали ужесточение теплотехнических требований к ограждающим конструкциям. И вообще просто здравый смысл заставлял рачительных хозяев переходить к эффективным системам теплоизоляции. При этом единственный безопасный и практически не имеющий ограничений по срокам эксплуатации теплоизоляционный материал – пеностекло – в России не производился. Однако техническая мысль не стояла на месте – ежегодно количество российских патентов на изобретения по процессам, связанным с получением пеностекла, исчислялось десятками. Появилось несколько опытно-экспериментальных производств, а количество инвестиционных проектов и бизнес планов исчислялось, наверное, сотнями. Не обходилось без курьезов и откровенного мошенничества, когда предпринимателям «впаривали» откровенные «пустышки» в виде якобы описания технологии пеностекла. А в качестве иллюстраций, особенно в последние годы, стало весьма популярно перепечатывать фотографии с сайта нашего предприятия. Количество же статей и страниц различных сайтов, где используются тексты, «заимствованные» с нашего сайта (правда часто под чужими именами), уже просто не поддается учету. Тем не менее, мы не предъявляли до недавнего времени претензий ни к кому по простой причине – рекламируя пеностекло, такие «специалисты» объективно рекламировали наше предприятие, потому что реальное производство и системный подход к его совершенствованию, включающий глубокую научно-техническую проработку, существуют на сегодняшний день в России только на нашем предприятии. До промышленных образцов потребительского размера, а тем более до крупнотоннажного выпуска продукции, чтоб можно было просто приехать и купить пеностекло, дело до недавнего времени не дошло ни у кого. В результате потребители, заинтересованные в материале или технологии, все равно рано или поздно находили нас.

Поэтому я с особым удовольствием имею честь представить уважаемым читателям Пермский завод пеностекла. Вы можете ознакомиться с нашим предприятием на сайте www.penosytal.ru или приехать к нам по адресу Пермь, улица Промышленная, 115 и купить необходимое вам количество пеностекла. Пока мы продаем плитное пеностекло и насыпное (щебень и гравий). Мы располагаем полным комплектом разрешительных документов на использование производимого на нашем заводе пеностекла и разработали собственные технические условия на продукцию. В зависимости от требований заказчика, мы можем также выпускать партии материала с различной плотностью, что позволяет находить более эффективные конструктивные решения.

Сегодня мы имеем уже опыт использования нашего пеностекла в строительстве и можем сделать некоторые выводы. Использование плитного пеностекла в существующих строительных технологиях не вызвало затруднений. Во-первых, применяемые в строительстве теплоизоляционные материалы имеют преимущественно плитное строение, поэтому согласование в уже существующих проектах нового материала, обладающего улучшенными характеристиками, не вызывает существенных затруднений. Во-вторых, во многих строительных и проектных организациях имеются специалисты, работавшие с импортным пеностеклом или еще помнящие советское пеностекло.

Интересно сложилась судьба выхода на строительный рынок гранулированного пеностекла. Этот материал не производился в промышленных количествах в бывшем Союзе. Близким к нему материалом по комплексу потребительских свойств является керамзитовый гравий. Наиболее широко выпускаемым является керамзит плотностью 600 кг/м3. Сравнение его технико-экономических характеристик с пеносиликатным гравием, выпускаемым нами с наиболее востребованной плотностью 250 кг/м3, приведено на рисунке. Очевидно, что применение пеностекла при одинаковом термическом сопротивлении с керамзитовым гравием дает при практически одинаковой стоимости необходимого материала значительный выигрыш в массе и объеме.

Поэтому материал сначала использовался потребителями преимущественно для использования в виде засыпок – для утепления чердачных и межэтажных перекрытий. На диаграмме можно увидеть использование пеностеклянного гравия для теплоизоляции чердачного перекрытия. Обратите внимание на небольшую расчетную толщину слоя материала. Причем опыт эксплуатации этого здания в зимних условиях (дополнительно отметим экстремально низкие температуры прошедшей зимы 2005/2006 года) показал высокую эффективность такого решения.

Неожиданно для нас оказался высоким спрос на материал для засыпки технологического оборудования. Традиционно используемые для этих целей минераловатные материалы небезупречны с экологической точки зрения при монтаже и достаточно быстро дают усадку под воздействием вибрации, влаги и температурных перепадов. Необходимость изготовления бандажей при использовании же насыпного пеностекла с успехом компенсируется простотой изготовления конструкции, отсутствием отходов и высокой ремонтопригодностью по сравнению с блочным пеностеклом, изготовленным по требуемым формам и монтируемым непосредственно на оборудовании. Пример использования нашего гранулированного пеностекла на технологическом оборудовании можно увидеть на фотографии.

По мере знакомства потребителей с пеностеклянным гравием стала возрастать доля материала, используемого в виде композиционного материала с цементным раствором. Принципиальную возможность создания такого композита все, наверное, помнят еще по опыту широко распространенного ранее керамзитобетона. Однако последний не выдержал новых теплотехнических требований, прежде всего вследствие высокой плотности и теплопроводности керамзита. Оказалось, что пеносиликатный гравий, имеющий более высокие теплоизоляционные свойства, может с успехом использоваться для создания композиционных материалов типа пеностеклобетон.

Для специалистов, знакомых с проблемой щелочно-силикатного взаимодействия (alkali-silica reaction), сущность которой заключается во взаимодействии свободного гидроксида натрия с аморфным кремнеземом заполнителя бетонов, замечу, что эта проблема была также решена и наш пеностеклянный гравий может без ограничений использоваться в любых композициях с цементом.
Потребители к настоящему времени используют пеностеклянный гравий как наполнитель в трех видах материалов на цементном вяжущем: высоконаполненный бетон (легкий бетон), блоки полусухого прессования и композиционные блоки с пенобетонной связкой.

Очевидно, что все эти материалы могут быть получены как непосредственно на строительной площадке, так и в заводских условиях домостроительного комбината. Следует особо отметить, что использование таких материалов позволяет строить ограждающие конструкции, удовлетворяющие современным требованиям теплозащиты при прочности, обеспечивающей крепление облицовочного слоя или штукатурки непосредственно на поверхность стены, избегая дорогостоящих навесных фасадных систем.

Таким образом, использование пеностекла оправдано всегда, когда температура среды ниже 0 °С или выше 50–60 °С, когда относительная влажность окружающей среды выше 50–60 % и когда в используемых в строительстве материалах или при эксплуатации возможно наличие органических растворителей или неорганических кислот. Но трудно найти условия эксплуатации, где бы выполнялись все эти условия, поэтому пеностекло можно и нужно использовать для теплоизоляции практически любых конструкций и оборудования. Однако в связи с явной нехваткой данного материала на рынке, использование его пока ограничено конструкциями, работающими в наиболее жестких условиях или требующих высокой надежности и долговечности.

Поэтому, можно заключить, что наконец на российском рынке появился теплоизоляционный материал, который давно ждали. И выход его на российский рынок не остановить, потому что пеностекло – это экономия в затратах на теплоизоляцию, снижение затрат на монтажные работы, увеличение полезного объема помещения, снижение нагрузок на фундамент и несущие конструкции, повышение безопасности жилья, а, значит, и спроса на него. Потому что как материал пеностекло идеально подходит для климатических условий России.

Пенокрошка Гранулированное пеностекло

Общероссийский выпуск газеты "Стройка" №6 от 11.02.2008