Pěnové sklo | Tento. Co je pěnové sklo?

Obecné charakteristiky
Buňky mají kulovitý nebo šestiúhelníkový tvar, jejich velikost se může pohybovat od zlomků milimetrů až po centimetr. Barva materiálu se pohybuje od světle krémové po černou, obvykle zelenošedou. V závislosti na složení skla a nečistotách může pěnové sklo získat téměř jakoukoli barvu.
Při průměrném průměru buňky 2 um se tloušťka buněčných stěn pohybuje v rozmezí od 20 do 100 um.
Surovinou používanou při výrobě pěnového skla je skelná hmota, kterou lze svařovat z těchto výchozích materiálů: křemenný písek, vápenec, soda a síran sodný. Dále je možné využít odpad z výroby skla – rozbité sklo, čímž je současně vyřešena otázka recyklace skleněných obalů a rozbitého skla.
Používají se následující plynotvorné látky (% hmotnosti skla): antracit – 1,5. 2 %; koks – 2 %; rašelinový polokoks; vápencové nebo mramorové třísky – 3 %; lampa černá – 1. 1,5 %, dolomit. Teplota rozkladu nadouvadla by měla být o 0,2 – 0,5 °C vyšší než teplota měknutí skleněného prášku.
Pórovitost různých typů pěnového skla se pohybuje od 80 do 95 %.

Rozlišují se následující typy pěnového skla:
granulované pěnové sklo:
– štěrk;
— drcený kámen;
– písek;
blokové pěnové sklo:
— bloky;
– talíře;
— tvarované výrobky z pěnového skla (skořepina).

Hlavní výhody
Trvanlivost. Garantovaná životnost tvárnic z pěnového skla se při zachování fyzikálních vlastností materiálu rovná životnosti stavby a přesahuje 100 let.
Pěnové sklo nepodléhá stárnutí, protože jeho jedinečné vlastnosti odolávají aktivním faktorům, které se projevují v průběhu času:
oxidace – aktivní kyslík obsažený v atmosféře neovlivňuje pěnové sklo vzhledem k tomu, že tento materiál se skládá z vyšších oxidů křemíku, vápníku, sodíku, hořčíku, hliníku;
eroze – protože pěnové sklo nemá ve své struktuře rozpustné složky, materiál se nerozpouští a nesmývá vodou;
teplotní změny – pěnové sklo má velmi nízký koeficient lineární tepelné roztažnosti, což mu umožňuje odolávat denním a ročním teplotním výkyvům bez poškození struktury materiálu;
zamrzání vody – vysoká voděodolnost pěnového skla umožňuje dlouhodobě zabránit tvorbě ledu, poskytuje úplnou ochranu proti korozi a vynikající termoregulaci;
deformace – pěnové sklo je nedeformovatelný a pro svou hustotu velmi odolný materiál, který eliminuje možnost jeho smrštění, prohýbání, smršťování a další následky dlouhodobého působení gravitace a mechanického namáhání;
aktivita biologických forem – pěnové sklo má vysoký stupeň odolnosti vůči účinkům biologických forem, díky čemuž nepoškozuje strukturu materiálu.
Experimentální studie objektů izolovaných pěnovým sklem před více než 50 lety prokázaly absenci výrazných změn ve struktuře pěnového skla.
Pevnost. Pěnové sklo je poměrně odolný tepelně izolační materiál. Pevnost v tlaku pěnového skla je několikanásobně vyšší než u vláknitých materiálů a pěnového plastu. To je pro konstrukci velmi důležitá vlastnost, protože čím vyšší je pevnost v tlaku, tím méně se materiál stlačuje při působení vnějších vlivů. Stlačení tepelně izolačního materiálu zároveň vede ke zvýšení jeho tepelné vodivosti a snížení tepelně izolačních vlastností konstrukce.
Pěnové sklo je unikátní tím, že jde o absolutně nestlačitelný materiál. Navíc tepelně izolační materiál, který je méně odolný než pěnové sklo, vyžaduje kotvení a upevnění kolíky k nosné konstrukci konstrukce, čímž se zvyšuje počet cizích vysoce tepelně vodivých inkluzí, které vytvářejí další „studené mosty“. Pěnové sklo může nést část zatížení díky svým vlastním fyzikálním vlastnostem, což v některých případech umožňuje nepoužívat další kovové spojovací prvky, které snižují odpor izolační vrstvy při přenosu tepla.
Stabilita velikostí bloků. Pěnové sklo se skládá výhradně ze skleněných buněk, a proto se vlivem hmotnosti provozních zatížení v průběhu času nesmršťuje ani nemění geometrické rozměry stavebních konstrukcí. To umožňuje zachování provozních vlastností tepelně izolační vrstvy.

Přítomnost tohoto faktoru je důležitá, protože materiály, jejichž rozměry jsou nestabilní v důsledku tepelné roztažnosti/kontrakce nebo smršťování během provozu, mohou způsobit poškození hydroizolačních a dokončovacích vrstev a vytvářet „studené mosty“ v důsledku smršťování, prohýbání nebo smršťování během ochlazování.
Pěnové sklo má koeficient lineární tepelné roztažnosti srovnatelný s koeficientem lineární tepelné roztažnosti materiálů, které tvoří klasické nosné konstrukce: betonové, ocelové, keramické nebo silikátové zdivo z cihel. Tato blízkost hodnot zaručuje rozměrovou stálost pěnového skla položeného nebo namontovaného na ocelové nebo betonové konstrukci.
Stabilita fyzikálních parametrů. Pěnové sklo je materiál skládající se z uzavřených šestihranných a kulovitých buněk s malými (méně než mikron) otvory ve stěnách. Proto během provozu nedochází ke změně takových parametrů tvárnic z pěnového skla, jako je tepelná vodivost, pevnost, životnost, tvar atd.
Faktor zachování vlastností tepelně izolačního materiálu v čase je důležitý zejména při provozu budov a konstrukcí z důvodu nedostupnosti materiálu po dokončení prací.
Relevance zachování původních hodnot izolačních parametrů při provozu budovy má v moderní výstavbě prvořadý význam, a to jak z důvodu zvýšených požadavků na provozní kvality budovy, tak z důvodu architektonické náročnosti stavebních konstrukcí. kde náklady na velké opravy a výměnu izolace, která ztratila své vlastnosti, jsou srovnatelné se stavebními a stavebními náklady.
Odolnost proti chemickým a biologickým vlivům. Sklo, ze kterého je pěnové sklo vyrobeno, není ničeno chemickými činidly (kromě kyseliny fluorovodíkové), není živnou půdou pro houby, plísně a mikroorganismy a není poškozováno kořeny rostlin.
Odolnost proti chemickým a biologickým vlivům je důležitá zejména při použití pěnového skla v uzavřeném nevětraném prostoru střechy, stěn, základů a základů. Absence organických látek umožňuje zaručit předcházení situacím spojeným s destrukcí a destrukcí tepelně izolačního materiálu pod vlivem biologicky aktivního prostředí.
Velmi dobrým abrazivním materiálem je mimo jiné pěnové sklo. Příroda přitom dosud nevytvořila jedinou biologickou formu schopnou brousit brusivo bez rychlé ztráty přirozených adaptací. Tato vlastnost pěnového skla se aktivně využívá pro tepelnou ochranu sýpek, průmyslových ledniček na potraviny a skladů, protože při použití pěnového skla je kromě tepelně ochranné vrstvy možné vytvořit spolehlivou bariéru proti škůdcům.
Nehořlavost a požární odolnost. Pěnové sklo je nehořlavý materiál, který neobsahuje oxidační složky. Technologie výroby pěnového skla je taková, že hotový výrobek se získává jako výsledek výroby v pecích při teplotách blízkých 1000 °C, takže když se pěnové sklo zahřeje na vysoké teploty, taví se pouze jako běžné sklo, aniž by se uvolňovaly toxické plyny nebo páry. Tento faktor je důležitý pro vlastnosti požární odolnosti konstrukce.
Vodotěsné, voděodolné a nehygroskopické. Vzhledem k tomu, že pěnové sklo sestává z uzavřených (ne hermeticky uzavřených) buněk, prakticky neabsorbuje vlhkost a neumožňuje průchod vlhkosti, a proto vytváří další vodní bariéru. Pokud je hydroizolace poškozena, nedovolí, aby se voda šířila vertikálně ani horizontálně.
Čistota životního prostředí a hygienická bezpečnost. Ekologická a hygienická nezávadnost pěnového skla umožňuje izolaci obvodových konstrukcí nejen pro prostory vyžadující zvýšenou čistotu vzduchu (školské a zdravotnické budovy, sportovní zařízení, muzea, high-tech výroba atd.), ale i pro objekty se speciálními hygienickými a hygienickými požadavky (potravinářský a farmaceutický průmysl, lázně a sauny, bazény, kavárny, restaurace, jídelny atd.). Navíc díky přítomnosti mikrootvorů ve stěnách bublin mají stavební konstrukce z nich nejen dobrou tepelnou izolaci, ale také schopnost „dýchat“. To je důležité zejména pro vytvoření příjemného mikroklimatu v obytných prostorách.

Hlavní nevýhody
Nevýhody pěnového skla jsou:
– nákladná výroba;
— větší hmotnost ve srovnání s jinými typy tepelně izolačních materiálů (kvůli vysoké hustotě pěnového skla);
– nestabilita vůči nárazům – protože pěnové sklo sestává ze skla, vždy existuje riziko jeho rozbití;
— k výrobě skořepin nebo bloků je zapotřebí další zařízení, což vede ke zvýšení nákladů na blokové pěnové sklo;
— nevhodnost použití pěnového skla v nízkopodlažní výstavbě, protože v průměru po 50 letech stavba vyžaduje rekonstrukci a často je vhodnější použít levnější a snadněji instalovatelné tradiční materiály.
Až donedávna byl jednou z nevýhod zápach sirovodíku (zápach „shnilých vajec“) – používal se k pěnění. V dnešní době výrobci většinou upustili od „klasické“ technologie, takže problémy spojené s nepříjemným zápachem pěnového skla nevznikají.

přihláška
Vlastnosti pěnového skla umožňují poměrně široké použití tohoto materiálu.
Hlavní oblastí použití pěnového skla je vytvoření tepelné a zvukové izolace. Jako tepelný izolant najde uplatnění v průmyslových, stavebních a bytových a komunálních komplexech služeb, dále v zemědělství a individuální výstavbě (kde kromě tepelné izolace hraje důležitou roli i její šetrnost k životnímu prostředí).
Existují oblasti, ve kterých je použití pěnového skla efektivnější než použití jiných tepelně izolačních materiálů:
— výšková konstrukce (kvůli vysoké pevnosti a požární odolnosti materiálu);
— tepelná izolace velkoplošných střech i střech používaných a složitých geometrických tvarů;
— vytváření tepelně izolačních konstrukcí v budovách provozovaných ve složitých teplotních a vodních podmínkách (přístavní zařízení, koupaliště, aquaparky, lázně atd.);
— restaurování starých budov;
— tepelné izolace podzemních staveb a budov;
— zařízení tepelné ochrany v průmyslu, zejména potravinářském a farmaceutickém (kvůli hygienické nezávadnosti a čistotě pěnového skla);
— tepelná izolace potrubí a topných jednotek (kvůli širokému teplotnímu rozsahu použití);
— chemická a petrochemická výroba (kvůli odolnosti vůči acidobazickým vlivům, jakož i vůči vlivu aktivních uhlovodíkových kapalin a plynů);
— pěnové sklo je prakticky jedinou alternativou v jaderném průmyslu, protože má nejvyšší třídu požární bezpečnosti a požární odolnosti ze všech klasických stavebních tepelně izolačních materiálů.
Každý typ pěnového skla má své vlastní prioritní oblasti použití. Blokové pěnové sklo se používá pro izolaci a zvukovou izolaci vnějších stěn budov, vnitřních stropů, izolace základů, tepelné izolace pecí a potrubí. Granulované pěnové sklo se používá především k izolaci střech a půdních podlah a také jako zásypový materiál pro stěny. Nízká hustota v kombinaci s vysokými tepelně izolačními vlastnostmi navíc umožňuje použití granulovaného pěnového skla jako výplně do lehkých panelů, lehkých betonů, suchých stavebních směsí a tepelně izolačních omítek a díky vysoké mrazuvzdornosti jako tepelně izolační vrstva povrchu vozovky. Použití pěnového skla v konstrukcích vozovky snižuje deformaci vztlaku při zamrznutí konstrukce a eliminuje možnost sesedání tkaniny při rozmrzání základny. Tato technologie je široce používána při stavbě silnic v Norsku, Německu a USA.
Stávající technologie umožňují vyrábět pěnové sklo různých textur a barev, což umožňuje jeho použití jako obkladový materiál.

buněčný materiál získaný slinováním jemně mletého skleněného prášku a nadouvadla (koks, křída atd.). Vysoké tepelně a zvukově izolační vlastnosti, nízká hustota, snadné opracování a lepení. Používá se pro tepelnou izolaci jako plovoucí materiál. Filtry pro kyseliny a zásady jsou vyrobeny z pěnového skla s otevřenými póry.

FOAM GLASS, buněčný materiál získaný ze skla (cm. ANORGANICKÉ SKLO). Lehký, porézní materiál, jehož struktura připomíná pevnou mýdlovou pěnu. Velikost pěnových buněk se může pohybovat od zlomků milimetru až po centimetr. Barva materiálu se pohybuje od světle krémové po černou (obvykle zelenošedou), ale v závislosti na složení skla a nečistot může získat téměř jakoukoli barvu. Vysoké tepelně a zvukově izolační vlastnosti, nízká hustota, snadné opracování a lepení. Používá se pro tepelnou izolaci jako plovoucí materiál. Filtry pro kyseliny a zásady jsou vyrobeny z pěnového skla s otevřenými póry. Vyvinutý ve 1930. a 40. letech XNUMX. století.
Příjem
K výrobě pěnového skla se používá skleněný odpad a různé odpady z výroby skla. Přidávají se do nich pěnidla (koks, křída atd.), které při vysokých teplotách tvoří plyny. Skleněný odpad a pěnidla jsou jemně rozemleta a dobře promíchána. Směs se umístí do železných forem a zahřívá v peci na teploty kolem 700–800 °C, kdy se skleněné granule slinují a tvoří dutiny. Při dalším zvyšování teploty vedou pěnidla ke vzniku plynů, které protahují skleněné dutiny (proces pěnění). Následuje dosti prudké ochlazení, v jehož důsledku se zvýší viskozita skleněné hmoty, pěna se ustálí a dalším ochlazením nakonec ztvrdne. Výsledkem je pevný buněčný materiál se stovkami tisíc vzduchem naplněných izolovaných buněk o objemu 1 dm3. Po vyjmutí forem se tvárnice z pěnového skla nařežou na požadované rozměry.
Vlastnosti
Pěnové sklo má vysoké tepelné a zvukové izolační vlastnosti. Jako každé sklo je nerozpustné ve vodě a odolné vůči působení většiny kyselin a organických rozpouštědel, t.j. je inertní ve všech prostředích kromě roztoků silných alkálií a kyseliny fluorovodíkové. Odolává vysokým teplotám. Hlavní jedinečné vlastnosti pěnového skla ve srovnání s tradičními tepelně izolačními materiály jsou nízká tepelná vodivost s vysokou pevností a snadná zpracovatelnost a instalace s ekologickou nezávadností a trvanlivostí.
Hustota pěnového skla je 100-600 kg/m3, skládá se z velkého počtu skleněných buněk, z nichž mechanické zničení ani některých nevede ke ztrátě jeho vztlaku. Vzhledem k buněčné struktuře a vlastnostem skla je pěnové sklo tuhý a nesrážlivý materiál. Pevnost v tlaku závisí na hustotě materiálu a pohybuje se od 5 do 75 kg/cm2. Pěnové sklo se navíc snadno zpracovává, což umožňuje vytvářet výrobky libovolného tvaru. Koeficient voděodolnosti (měknutí) pěnového skla se blíží 0,95, což odpovídá charakteristikám žuly. Limit požární odolnosti pro ztrátu tepelně izolační schopnosti při tloušťkách 40, 80 a 100 mm je 30, 45 a 60 minut.
přihláška
Chemická odolnost materiálu spolu s jeho tuhostí, nehořlavostí a lehkostí jej činí nepostradatelným pro použití jako tepelná izolace v agresivním prostředí. Pěnové sklo má nízkou hustotu, neklesá ve vodě, a proto se používá k vytváření plovoucích konstrukcí pro různé účely: pro výrobu pontonových mostů a záchranného vybavení. Váží přibližně stejně jako korek a používal se jako náhražka korku během 425. světové války, stejně jako korkové dřevo a pěnová pryž. Stejně jako korek je pěnové sklo výborným izolantem. Na rozdíl od korku jej však neovlivňuje vlhkost a kondenzace vlhkosti, takže je velmi vhodný pro obložení chladných místností a domácích ledniček. Pěnové sklo lze stejně úspěšně použít pro vysokoteplotní tepelnou izolaci až do 99 °C, protože nejen že nehoří, ale také potlačuje požár. Nové druhy pěnového skla obsahují až 1200 % oxidu křemičitého a lze je používat při teplotách až XNUMX °C. . Protože pěnové sklo je chemicky inertní a má vysokou odolnost proti korozi, používá se při výrobě opakovaně použitelných izolací, při stavbě nádrží a potrubí na kyseliny a ropné produkty.
Hlavní oblastí použití pěnového skla je stavebnictví. Pěnové sklo je materiál, který se nesráží, to znamená, že si zachovává dlouhodobou rozměrovou stálost. Jeho provozní doba je prakticky neomezená. Tuhost a odolnost proti smršťování pěnového skla umožňuje jeho použití pro tepelnou izolaci střech, při vytváření vytápěných podlah, chodníků a parkovišť. Tento materiál lze použít pro současnou hydro- a tepelnou izolaci (střechy, parkoviště, rampy atd.). Pěnové sklo propustné pro páry umožňuje vytvářet uzavírací struktury, které poskytují komfortní mikroklima v místnosti. Pěnové sklo nepropustné pro páry zajistí parotěsnou a hydroizolaci jakýchkoli povrchů.
Pěnové sklo je mimořádně účinný materiál pro výplně vnitřních a vnějších stěn budov. Pěnové sklo je účinné při ochraně skladů obilí, technických místností a obytných prostor, protože je neničí hlodavci a hmyz. V klimatických podmínkách s výraznými teplotními výkyvy a vysokou vlhkostí je pěnové sklo nejodolnějším materiálem, prakticky bez omezení životnosti. Na rozdíl od tradičních tepelně izolačních materiálů (pórobeton, pěnové plasty) má pěnové sklo vylepšené montážní a konstrukční vlastnosti: snadno se zpracovává řeznými nástroji, vrtákem, hřebíky a lepidlem. Vzhledem k tomu, že vnější povrch materiálu sestává z mnoha řezaných buněk, pěnové sklo se snadno a pevně lepí tmelem, dobře se omítá a je kompatibilní s hlinitokřemičitými pojivy (cement, vápenocementové malty).
Ekologická bezpečnost pěnového skla jej předurčuje pro jakýkoli typ konstrukce nádrží a procesních linek v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Samotná výroba pěnového skla má navíc ekologické zaměření, neboť umožňuje využití jakéhokoliv skleněného odpadu a odpadu z výroby skla a použití pěnového skla nám umožní opustit ekologicky nebezpečné tepelně izolační materiály, jako jsou vláknité materiály, nebo ekologicky závadný a požárně nebezpečný pěnový plast apod.

Encyklopedický slovník . 2009