Пеностекло (ячеистое стекло) (ТУ 21 БССР 290-87) представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя. Как следует из определения, было бы правильным называть этот материал газостеклом, но название "пеностекло" уже достаточно прочно закрепилось за ним.

В качестве сырья при получении пеностекла используют те же материалы, что и при производстве обычного стекла: кварцевый песок, известняк, соду или сульфат кальция. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей - трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор.

Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты -сообщающиеся. Температура разложения газообразователя должна быть на 50-70°С выше температуры размягчения стеклянного порошка. Технологический процесс производства пеностекла складывается из следующих основных операций. Кварцевый песок и измельчённый известняк сушат, размалывают в порошок, смешивают с содой и в ванных печах получают стекломассу, которую подают в бассейн с водой для грануляции.

Полученный гранулят размалывают в смеси с газообразователем (1-5%) в тонкий порошок и загружают в формы из жароупорного материала с меловой обмазкой. Формы на вагонетках или по роликовому конвейеру подают в туннельную печь. Максимальная температура обжига - в зависимости от вида сырья - составляет 600-1000°С . Характерной особенностью режима обжига пеностекла является быстрый, за 2-3 часа, подъём температуры до максимальной с последующим медленным охлаждением до 20 ч. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании или разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой.

Медленное охлаждение (отжиг) способствует равномерному остыванию изделий по всему объёму. Поэтому в них не возникают внутренние напряжения и не образуется трещин. Охлаждённые изделия распиливают и оправляют на циркульных пилах. При использовании в качестве сырья стеклянного боя или стекловидных горных пород в технологии производства пеностекла отсутствуют варка стекломассы и грануляция. Технические характеристики. Пеностекло выпускают в виде плит размерами 500(400 мм при толщине 80, 100, 120, и 140 мм. Пористость обычно применяющегося пеностекла составляет 80-95 %. Размеры пор - от 0.1 до 2-3 мм. Марки 200 и 300, R(сж) 0.5-1.0 Мпа, 0.09-0.10 Вт/мК. Выпускают пеностекло и с большей средней плотностью - до 700 кг/кв.см, при прочности на сжатие до 15.0 Мпа. По прочности пеностекло превосходит все другие минеральные теплоизоляционные материалы. Пеностекло обладает малым водопоглощением, очень низкой гигроскопичностью.

Изделия с замкнутыми порами выдерживают до 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Предельная температура применения обычного пеностекла 300-400°С. Из стекла особого состава возможно получение изделий с температуростойкостью до 800-1000°С. Положительным свойством пеностекла является его высокая водостойкость. При использовании цветной стекломассы получают декоративно-теплоизоляционное стекло. Этот материал легко поддаётся обработке.

Недостатком ячеистого стекла является высокая стоимость. При его производстве больше удельные затраты труда, электроэнергии и топлива, чем при производстве других теплоизоляционных материалов. При распиловке и оправке пеностекла существенно уменьшается выход готовой продукции. Применяют пеностекло для тепловой изоляции ограждающих конструкций, холодильников, промышленного оборудования, работающего при повышенных температурах, в качестве отделочного материала. Например, фирма "Гомельстекло" (Белоруссия) выпускает блоки и плиты плотностью не более 200 кг/куб.м. по цене от 200 ус.ед. за куб.м.

При низкой плотности (140 кг/куб. м), водопоглощение составляет до 2-4% обьема, что облегчает хранение и транспортировку данного продукта, а также повышает качество утепления. Влагоустойчивость обеспечивается замкнутоячеистой структурой материала и усиливается вследствие гидрофобного эффекта от остаточного углерода на поверхности его ячеек. Содержание сообщающихся ячеек в углеродистом пеностекле соответствует объему 1-2 поверхностных слоев ячеек, нарушенных при механической обработке изделий, что и обуславливает величину влагопоглощения равную 2-4% от обьёма. Величина сорбционной влажности 0,2-0,5 масс. % при относительной влажности среды 97% достигается за счёт незначительной адсорбции и свидетельствует, что материал не поглощает влагу из окружающей среды.

Благодаря своей негигроскопичности, пеностекло широко применяется при теплоизоляции бассейнов, резервуаров, кораблей, понтонных мостов, нефте­платформ и спасательных приспособлений.

Характер изменения водопоглощения качественного пеностекла, погруженного на очень долгое время в дистиллированную воду при незначительном колебании температуры в лаборатории.

Пеностекло является превосходным теплоизоляционным материалом. Так, например, блок толщиной 120 мм обладает такими же теплоизоляционными свойствами, как кирпичная кладка толщиной до 950 мм. Кроме того, пеностекло обладает коэффициентом теплоплопроводности от 0,035 до 0,080 ВТ /I[M /* к) В зависимости от температуры использования. Следует отметить, что температурный интервал может варьироваться от-200 до+5000С.

Материал является экологически чистым и пожаробезопасным, негорючим, не выделяет токсичных веществ в силу своего неорганического состава, тогда как минераловатные плиты, пенополистирол, пенополиуретан содержат в своём составе органическое связующее, которое выделяет токсичные вещества, особенно при нагревании.

Герметичная замкнутость стеклянных ячеек материала обуславливает его непроницаемость для пара и влаги, постоянство теплопроводности и прочности, высокую сопротивляемость выдуванию ветром в течение многих десятков лет (по предварительным расчётам, срок службы пеностекла может достичь ста лет). Кроме того, прочная ячеистая структура пеностекла делает его пригодным для изоляции поверхностей, находящихся под нагрузкой, предотвращая расслоение, усадку и набухание материала, а также коррозию, гниение, разрушение материала грибком, вредителями и грызунами.

Тепло- и гидроизоляционный материал пеностекло лёгок в обработке: он легко поддаётся распилу и сверлению, при этом не крошится и не ломается.

Пеностекло легко связывается с другими строительными материалами как-то: цементом, алебастром, бетоном, камнем, кирпичом, строительной керамикой, железом. При креплении пеностекла к силикатным поверхностям (бетон, глиняный, силикатный кирпич и пр.) широко применяются клеящие модифицированные составы * .

Пеностекло легко связывается с прочими строительными материалами, как-то: цемент, алебастр, бетон, камень, кирпич, строительная керамика, железо, железобетон. Исходя из этого, материал можно применять в качестве заполнителя, что позволяет резко снизить вес наружных стен и нагрузку на фундамент, и, что немаловажно, удешевить строительство. С этой точки зрения интересен материал пенокрошка, получаемый при обпиле пеностекла, и обладающий аналогичными техническими характеристиками.

Применение пеностекла в наружных ограждениях (в качестве теплоизоляции трехслойной стеновой панели) отапливаемых зданий по сравнению с традиционными материалами - полнотелым красным КИРПИЧОМ,керамзито­бетоном, ячеистым бетоном - позволяет при прочих равных условиях снизить расход топлива в год на 1 м2 стены с 1 8-21 до 11 кг.

Таким образом, уникальное сочетание стабильных во времени характеристик (неорганический состав, экологическая чистота, негорючесть и негигроско­пичность) обуславливает неоспоримые конкурентные преимущества пеностекла в сравнении с прочими теплоизоляционными материалами.