Бетон
на стекле

Продолжаем разговор:

 «Полимеры в теплоизоляции — вчерашний день строительства»

Мы уже писали (см. Отраслевой журнал Строительство №5-2025, статья «Бетонные инновации») о том, что ученые НИИЖБ разработали новый материал — бетоны на стеклогранулятах, которые стали новым словом в науке. Из этого материала, благодаря его уникальным свойствам, можно изготавливать однослойные стеновые панели, которые вполне могут придти на смену нынешним трехслойным, использующим полимерную теплоизоляцию.

Печальный конец керамзита…

Старожилы домостроения прекрасно помнят, сколь популярен в свое время в качестве стенового материала был керамзитобетон. Он позволял делать однослойные наружные панели, которые обладали достаточной теплоизоляцией и полностью соответствовали тогдашним нормам по теплосбережению.

Однако когда в конце прошлого века ввели новые нормы по теплозащите зданий — подняли сопротивление теплопередаче сразу в два, а затем и в три раза (целесообразность этого шага — разговор отдельный) — оказалось, что легкий бетон на основе керамзита, на традиционных обжиговых заполнителях — уже не удовлетворяет этим новым требованиям.

И в одночасье та самая знаменитая и любимая домостроителями однослойная панель (которая прекрасно работала, имела нормальный тепловлажностный режим работы, не промерзала, не была подвержена заражению грибком) стала невостребованной. А керамзитовые заводы, что называется, «легли».

На смену керамзитобетону пришли трехслойные ограждающие конструкции с различной, в том числе полимерной теплоизоляцией…

И лучше, и доступнее

Однако наука не стоит на месте — и вот появился принципиально новый материал, который можно в какой-то мере назвать потомком керамзита. Только гораздо более «продвинутым» потомком. Речь идет о бетоне на основе пеностеклогранулятов. Его разработали ученые НИИЖБ им. А.А. Гвоздева.

Почему они так называются?

Рассказывает директор НИИЖБ им. A.A. Гвоздева, доктор технических наук, заслуженный строитель России, лауреат премии Правительства России Алексей Давидюк:

— Такое название материал получил потому, что он представляет собой структуру, которую можно назвать псевдостеклом. Поскольку это не то стекло, которое мы все знаем, а стекловидный материал, на основе щелочи и кремнеземистых пород. А соды и других компонентов, которые есть в обычном стекле и придают ему прозрачность и делают нерастворимым, здесь нет.

По определенной технологии пеностеклогранулят проходит обжиг во вращающихся печах, это очень похоже на то, что происходит при производстве керамзита, только на другом сырье.

В свое время месторождений легковспучивающейся глины было немало в стране, но потом они истощились. И это теперь тоже — факт не в пользу керамзита. Кремнеземистые породы же буквально лежит под ногами повсеместно, что называется, бери — не хочу! Кроме того — если продолжать сопоставление этих двух материалов — получить достаточно легкий керамзит, например, плотностью 300 кг/куб. м (как раз то, что практически идеально для наружных стен) было весьма непросто. А что касается пеностеклогранулятов, то уже сегодня ученые из АО «НИЦ «Строительство» (ЦНИИСК, НИИЖБ) реально создали такие материалы, насыпная плотность которых — 100—200 кг/куб. м, а бетоны на их основе имеют плотность 500-600 кг/куб. м с прочностью 4,0—7,5 МПа.

Иначе говоря, мы имеем дело с совершенно уникальным материалом, который позволяет за счет своей низкой плотности и высокой прочности реализовать все необходимые качества, которые требуются для наружной стеновой панели.

В чем же «фокус»?

Стеклогранулы обладают в основном аморфизированной, беспорядочной, и в гораздо меньшей степени кристаллической структурой. Такая структура помимо того, что сама по себе весьма прочная, к тому же за счет беспорядочного расположения молекул рассеивает тепло. Поэтому у стеклогранулята выигрыш по теплоизоляции примерно в 10—15 % по сравнению с керамзитом той же плотности. А если вспомнить, что сегодня плотность стеклогранулята удалось снизить почти в два раза по сравнению с керамзитом (о чем было упомянуто выше), выигрыш становится еще более очевидным.

Кстати, что представляет собой в целом такой бетон? Почему в названии этого материала слову «стеклогранулят» предшествует приставка «пено»?

Говорит Алексей Давидюк:

— Приставка появилась потому, что при обжиге происходит вспучивание и в результате образуется замкнутая ячеистая структура.

Если же говорить о материале в целом, то в качестве связующего в этих бетонах используется цемент, все остальное — заполнитель — пеностеклогранулят различных фракций. И, конечно же, присутствуют различные добавки к цементу, которые и дополняют комплекс «ноу-хау» данного материала. Так что фактически — это цементный сверхлегкий бетон.

Что касается оборудования, то для производства пеностеклогранулята нужны обжиговые печи — примерно такие же, как и для производства керамзита. При этом важно, что все оборудование может быть исключительно отечественным!

По стоимости бетон на пеностеклогранулятах хоть и стоит при производстве несколько дороже керамзита (за счет щелочного компонента), зато благодаря фантастическим теплоизолирующим свойствам в целом дает экономию около 150—250 рублей на кв. м стены — опять же, по сравнению с классическим керамзитобетоном.

Начинали с битого стекла…

Строители еще в советские времена старались найти применение стеклобою, особенно в городах с развитой стекольной промышленностью. В одном из среднерусских городов (признаться, не помню, в каком именно) на ДСК начали применять мелкобитое разноцветное стекло для наружной отделки стеновых панелей. Дома из таких панелей играли и искрились на солнце всеми цветами радуги. Но вскоре от этой затеи отказались: как рассказали мне тогда на комбинате, восстали женщины. Когда в день получки их мужья шли домой сильно навеселе, «по стеночке», они нередко приходили домой с окровавленными лицами и руками — острые гранулы этой симпатичной отделки не допускали «вольного» с ними обращения.

Тем не менее попытки использовать битое стекло на этом не прекратились. Именно с использования стеклобоя начали и изобретатели нового материала — пеностеклогранулята. Это был наиболее простой, понятный и легкодоступный способ его изготовления. Кстати, его и сегодня применяют в ряде городов, например во Владимире. Там используют различное стекло (стеклобой, понятное дело), в том числе строительное, оконное и т.д.

Однако стеклобой — лишь небольшой и, конечно же, локальный источник сырья. Серьезное, промышленное производство стеклогранулятов возможно лишь при использовании кремнеземистых пород, которых, как уже было сказано, в России немало в любом регионе — десятки миллионов тонн. При этом технология, разработанная в АО «НИЦ «Строительство», позволяет использовать и то, и другое сырье. Много в регионе стеклобоя — запускайте в производство его, немного или вовсе нет — применяйте кремнеземистый грунт. Кстати, оборудование, в частности, печи можно использовать те же самые, которые работали на керамзитовых заводов — нужно лишь добавить стадию со щелочным компонентом. Кроме того в АО «НИЦ «Строительство» (ЦНИИСК, НИИЖБ) уже сегодня имеются проекты на производство пеностеклогранулянтов и технологии сверхлегких бетонов в объеме 10—30 тыс. куб.м в год, которыми в любой момент могут воспользоваться креативные инвесторы практически в любом регионе России. Повторюсь, что сырьевая база повсеместно неисчерпаема.

И для Москвы, и для Норильска…

Бетон на пеностеклогрануляте позволяет сделать однослойную стену с отличными теплоизоляционными свойствами толщиной в 40—45 см (для климата Московского региона, например). Этого по сегодняшним теплотехническим требованиям вполне достаточно, если, конечно же, не продолжится лоббистская вакханалия с дальнейшим безудержным ростом требований к сопротивлению теплопередаче (в частности для Москвы).

Рассказывает Алексей Давидюк:

— В свое время мы были в Норильске, внедряли однослойную панель толщиной 45 см, изготовленную на своего рода прообразе стекловидных заполнителей. Технология была несколько иной, чем нынешняя, тем не менее панель прекрасно показала себя в жестком климате Норильска.

Сегодня в опытном варианте бетон на пеностеклогрануляте применяется в нескольких городах, в частности в уже упомянутом Владимире, а также в Перми, Калуге и других городах.

Однако широкое применение материала начнется тогда, когда о нем будут знать архитекторы, проектировщики, застройщики и, соответственно, начнут закладывать его в свои проекты.

Сегодня они знают об этом материале в основном по нашим выступлениям на различных конференциях и по публикациям в специализированных изданиях. В нормативных документах он представлен недостаточно полно. И во многом потому, что нет пока промышленного производства этого материала. Однако, мы надеемся, скоро будет. Одна из строительных компаний московского региона собирается в скором времени запустить завод-стотысячник по производству бетона на пеностеклогрануляте.

С целью дальнейшего продвижения нового перспективного материала разработчики намереваются обратиться в Российский фонд технологического развития, а также в технологическую платформу «Строительство и архитектура». Редакция надеется, что эти уважаемые структуры не отвернуться от перспективного и безопасного строительного материала и сумеют противостоять натиску лоббистов-теплоизоляционщиков. Мы же, в свою очередь, намерены следить за тем, как этот материал будет внедряться в практику строительного производства.

Михаил ЗИБОРОВ

Этот материал опубликован в августовском (7—8) номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.