Пеностекло представляет собой материал из замкнутых стеклянных ячеек, имеющих сферическую и гексагональную форму. Среди всех представленных на рынке теплоизоляционных материалов пеностекло наиболее устойчиво к воздействию влаги и пара. Гигроскопичность пеностекла равна нулю. Его сорбционная влажность близка к нулю (менее 0,5%) даже в атмосфере со стопроцентной влажностью. Водопоглощение пеностекла при полном погружении в жидкость не превышает 5% от общего объема материала и обусловлено лишь накоплением влаги в поверхностном слое разрушенных при механической обработке ячеек. Причем стоит отметить, что водопоглощение пеностекла независимо от периода полного увлажнения не возрастает с течением времени, что позволяет эксплуатировать данный материал как при максимальной влажности атмосферы и почвы, так и непосредственно в воде. Влагопроницаемость и паропроницаемость пеностекла равны нулю, и данный материал не пропускает жидкости и пары ни одним из способов переноса вещества (конвекция, капиллярные явления, диффузия и т.п.). Значит, в отношении гидроизолирующих и пароизолирующих свойств пеностекла можно абсолютно достоверно утверждать: этот материал изолирует на 100%! Пеностекло, по химической структуре мало чем отличающееся от обычного оконного или посудного стекла, не разрушается под воздействием воды и пара. Пеностекло вообще имеет очень высокую химическую стойкость, о чем будет сказано ниже. И, наконец, такой физический параметр, как смачиваемость поверхности материала водой, у пеностекла весьма невысок по причине присущих ему гидрофобных свойств.

Теперь давайте посмотрим на другие типы теплоизоляционных материалов и их «взаимоотношения» с водой как одной из самых распространенных субстанций на нашей планете.

Волоконистые неорганические плиты и маты

Теплозащитные свойства минераловатных и стекловатных материалов основаны на простом физическом принципе: тонкие волокна во множестве расположены в объеме материала. Тем самым создается препятствие теплопередаче конвекционным способом (перенос тепла воздушными массами). Кроме того, потери тепла из-за теплопередачи незначительны за счет теплопроводности волокон по причине их тонкости и длины. Таким образом, теплозащитные свойства волоконных материалов целиком и полностью зависят от теплопроводности газовой среды, в которой данный материал используется. Более того: погрузив волоконный материал в жидкость, мы получим сопротивление теплопередаче волоконного мата, зависящее от теплопередачи в жидкости, в десятки раз более высокой, чем теплопередача в такой среде, как газ. Запомним этот факт. Гигроскопичность вещества, из которого состоят волоконные теплоизоляционные материалы, а также адсорбция незначительны и фактически близки к нулю, что положительно характеризует данный материал в отношении этих эксплуатационных параметров.

Иначе обстоит дело с волокнистыми теплоизоляционными материалами в отношении водо- и паропроницаемости, а также водопоглощения. Минераловатные и стекловатные материалы достаточно хорошо пропускают воду и пар (газ), что обусловлено природой материала, состоящего не из замкнутых ячеек, как пеностекло, а из волокон. В отношении водопоглощения следует отметить, что при погружении волоконных материалов в жидкость она занимает весь объем материала за исключением незначительного объема, занятого веществом волокон. Таковы свойства этого материала, и здесь интересно то, к каким эксплуатационным последствиям приводят подобные особенности волокнистых теплоизоляционных матов.

Использование в герметично закрытых для воздуха системах утепления минераловатных и стекловатных теплоизоляционных материалов приводит к развитию ситуации по следующему негативному сценарию с легко предсказуемыми отрицательными последствиями: понижение температуры ограждающей конструкции - влажность воздуха между волокнами достигает 100% -влага, содержащаяся в воздухе, выпадает на поверхность волокон (диаграмма «точки росы») -материал отсыревает и накапливает воду. Вода внутрь подобной системы поступает также за счет диффузных и капиллярных явлений через штукатурные слои. Соответственно повышается теплопроводность подобного теплоизоляционного материала (влажный воздух значительно более теплопроводен, нежели сухой), и теплозащитная конструкция перестает выполнять возложенную на нее функцию. Существенно изменяется микроклимат внутренних помещений — они начинают отсыревать. Но самое страшное заключается в том, что начинает происходить интенсивное разрушение как самой теплозащитной конструкции с использованием волоконного теплоизоляционного материала в герметично закрытой для воздуха теплоизоляционной системе, так и несущих конструкций здания. Это обусловливается значительным утяжелением конструкции (мокрая минераловатная или стекловатная плита весит в десятки раз больше, чем сухая) и расширением воды при замерзании с быстрым разрушением как самого теплоизоляционного материала, так и остальных конструкций здания.

Единственным способом, позволяющим избежать накопления влаги в волокнистом теплоизоляционном материале во время эксплуатации, является создание условий постоянной циркуляции воздуха (свободной или принудительной) внутри минераловатного или стекловатного материала. Для этого и создаются столь дорогие архитектурные решения, как вентилируемые фасады и кровли. В то же время материалы, состоящие из герметично замкнутых ячеек (такие, как пеностекло) могут использоваться при любых типах теплоизоляции, так как не отличаются значительным водопоглощением. Однако и среди теплоизоляционных материалов с замкнутыми ячейками существуют разновидности, очень чувствительные к воздействию воды. О них речь дальше.

Плиты из спекаемого и экструдированного полистирола

Технология производства пенополистирола (спекаемого или экструдированного) подразумевает использование воды. В результате готовое изделие уже содержит в себе до 6% этого вещества. Несмотря на то, что при рассмотрении невооруженным глазом пенополистирол состоит из герметично замкнутых ячеек, на самом деле в структуре материала существуют микропоры, через которые способны просачиваться жидкости. Данный факт особенно характерен для спекаемого пенополистирола. Водопоглощение пенополистирола исчисляется (в зависимости от срока пребывания материала в контакте с водой) десятками и сотнями процентов, то есть после длительного контакта пенополистирола с водой ее масса может в несколько раз превышать массу самого материала! Говорить здесь о каких-то теплоизоляционных свойствах уже не приходится, и если такой материал не сушить (используя вентиляцию воздухом) — негативные последствия неминуемы. Как и в случае с волокнистыми теплоизоляционными материалами, основными негативными последствиями высокого водопоглощения являются утяжеление материала с избыточным давлением на несущую конструкцию и его разрушение из-за расширения воды при замерзании. Более того, в отличие от волоконных неорганических материалов сырой и влажный пенополистирол как материал органический может служить хорошей основой для развития грибка, плесени, лишайников и прочей биологически активной среды.

Стоит ли на фоне вышеизложенного напоминать еще раз о том, что никаких негативных факторов во взаимоотношении пеностекла и воды не существует и существовать не может. Об этом очень хорошо знают люди, которым приходится эксплуатировать строения во влажном климате и на сырой почве. К примеру, очень высок уровень потребления пеностекла (в качестве теплоизоляционного материала) на душу населения в таком регионе, как белорусское Полесье с существующими там регулярными подтоплениями, дождями и наводнениями. Именно пеностекло фактически стало безальтернативным теплоизоляционным материалом, способным стойко переносить интенсивное воздействие воды в любых формах — от повышенной влажности почвы, дождей, шквальных ливней до интенсивных туманов и выпадения росы. Устойчивость пеностекла к воздействию воды стало причиной применения данного материала для теплоизоляции кровель и подвалов, а также сооружений с высокой влажностью — как промышленных, так и бытовых (бани, сауны, душевые, бассейны и т.п.).