От космических ракет до архитектурного декора и от фильтров до фасадов. История самого практичного строительного материала

Новый раздел «Архитектурные неизлишества», в котором мы будем собирать всю полезную информацию о том, как создаются современные фасады, открываем рассказом о незаслуженно мало известном, но очень многофункциональном материале. Между тем, у пенокерамики удивительная судьба: ее изобрели в России, усовершенствовали в Китае и США, использовали в военной и космической промышленности — а теперь она «взорвала» мировой строительный рынок и триумфально возвращается на родину.

1932

Советский физик-химик Исаак Китайгородский известен тем, что всю свою научную и экспериментальную деятельность посвятил разработке химического состава и технологий изготовления стекла с различными характеристиками. Именно он, например, создал новый класс стекла под названием «ситалл». Но наиболее востребованным во многих отраслях промышленности — прежде всего в в качестве изоляционного и строительного материала — оказалось другое его изобретение: пеностекло.

О его создании Китайгородский рассказал в 1932 году на Всесоюзной конференции по стандартизации и производству новых строительных материалов, которая проходила в Москве. Технология, разработанная И. И. Китайгородским и Л.М. Буттом в Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева, предполагала добавление к стеклянному порошку с размером частиц менее 0,09 мм известняка, а позже угля, которые выступали в качестве газообразователей. Эта смесь запекалась при температуре порядка 1000 °С, в результате чего внутри него образовывались замкнутые поры. Новый материал отличала прочность, долговечность, водонепроницаемость, водо- и морозостойкость, отличная теплоизоляция, устойчивость к химическому и биологическому воздействию, негорючесть и огнестойкость, а также простота обработки (и это еще не весь список!).

1936

На Втором Международном конгрессе по стеклу в Лондоне Б. Лонг представил экспериментальные образцы, созданные в лабораториях французской стекольной корпорации «Сен-Гобен». На какое-то время они так и остались опытными образцами из-за высокой энергоемкости производства и технологических трудностей.

1939

На заводе «Автостекло» в городе Константиновка (УССР) впервые в мире в промышленных условиях изготовлено пеностекло размером 475×380×120 мм. Ранее образцы со стабильными параметрами и такого крупного формата удавалось получать только в ходе ручного эксперимента.

1942

Во многих лабораториях мира ученые занимаются поиском оптимальных рецептов получения уникального материала. Серийный выпуск пеностекла Foamglas на первом заводе этой компании в США начался в 1942 году.

1943

В США публикуется подробный обзор методов производства пеностекла, сделанный на основании патентов об изобретениях со всего мира.

1944

Запущено производство пеностекла на заводах еще одной американской компании — «Корнинг». В первую очередь в материале заинтересована военная промышленность.

1946

Не прекращая все эти годы работу по усовершенствованию своего изобретения, Китайгородский получает патент за идею использования при его изготовлении вместо предварительно сваренного и измельченного стекла — природных горных пород и силикатов. Согласно его замыслу, в смесь горных пород добавлялись присадки в виде известняка или доломита и карбидов в качестве газообразователей. Пенообразование происходило при температуре менее 1000 °С. Такой способ упрощал, удешевлял и ускорял процесс производства пеностекла. Можно сказать, что это был еще один серьезный шаг к созданию пенокерамики, в составе которой тоже содержатся природные материалы (глиноземы).

1949

Третьей страной, которая наряду с СССР и США вплотную занялась усовершенствованием производства пеностекла, становится Польша. Именно поляк Я. Хмеленьский разрабатывает и описывает метод, предполагающий вспенивание стекла с добавлением глиноземлесодержащего сырья: каолина, глины и бокситов. Однако какими бы замечательными свойствами не обладало пеностекло, для его массового применения в строительстве себестоимость материала на тот момент оказывается все еще слишком высока. Кроме того, его производство требует развитой промышленности, причем сразу в нескольких отраслях. Поэтому пеностекло производят в первую очередь в России, Японии, Китае и США, включая заводы в Бельгии, Чехии и Германии, а используют в основном в стратегически важных областях.

2011

Этот перекос исправляют китайские специалисты Чжан Ю и Ян Чжэн: они разрабатывают новый теплоизоляционный и отделочный материал, в котором вспенивается не стекло, а глинозем —  алюмосиликатные минералы группы полевых шпатов или глины. Китайцы же спроектировали и высокопроизводительные туннельные печи для запекания керамической массы. Так получилась пенокерамика, которая характеризуется низкой теплопроводностью, негорючестью, высокой термостойкостью и звукоизоляцией, хорошей адгезией к цементным растворам и бетонными покрытиями, низким водопоглощением и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Поскольку при производстве пенокерамики используется первичное сырье, по сравнению с пеностеклом ее  себестоимость значительно ниже. 

Назад в 60-е

Но справедливости ради надо упомянуть о планах по применению пенокерамики советскими инженерами еще в 1966 году. Тогда в рамках развития воздушно-орбитального проекта «Спираль» в лабораториях ВИАМ (Всесоюзного научно-исследовательского института авиационных материалов) выбирались жаростойкие теплозащитные материалы, способные выдерживать температуры более 1600  °С. В аванпроекте «Конструкция самолета и применяемые материалы» есть привлекающие внимание строки: «...жаростойкие теплозащитные материалы типа пенокерамики в настоящее время разрабатываются». Советские конструкторы рассчитывали применить именно это исключительно легкое теплозащитное покрытие еще за 15 лет до полетов «Спейс Шатла» с теплозащитой из керамических плиток и за 22 года до первого полета «Бурана»!

... и снова в будущее

Пенокерамике доверяются самые ответственные проекты, рассчитанные на будущее, на обеспечение безопасности и высокое качество конечного продукта. Она используется в охлаждающих конструкциях атомных станций и космических кораблей. Из пенокерамики изготавливаются высокопроизводительные фильтры и другие изделия для добывающей и обрабатывающей промышленности. Используется этот замечательной материал и в гражданском строительстве.

В России миссию по производству уникального энергоэффективного и эстетичного материала и знакомству с ним потребителя взяла на себя компания «Кералайт». «Кералайт» представляет надежную и эстетичную пенокерамическую фасадную облицовку «Омнифактор» с финишным покрытием поверх теплоизоляционной панели. Благодаря низкой теплопроводности и водопроницаемости пенокерамика позволяет сократить количество слоев в пироге фасада, легкость материала и отличное сцепление с различными поверхностями гарантируют простоту монтажа, а стойкость к климатическому воздействию и агрессивным средам гарантирует долговечность. Это свойство критически важно и для фасадного декора, который обычно требует регулярного ухода и ремонта. Тогда как декор из пенокерамики избавляет собственников и управляющие компании от трудоемкого и дорогостоящего занятия.

То, что за пенокерамикой будущее, подтверждает и отчет «Рынок керамической пены», опубликованный Allied Market Research: в 2021 году рынок керамической пены оценивался в 419,4 млн. долларов, а к 2031 году должен вырасти почти в два раза, достигнув 797,6 млн долларов. Увеличение инвестиций в строительную инфраструктуру в США, Китае, Японии, Мексике, Таиланде и Индии привело к значительному росту строительного сектора, где пенокерамика используется для декоративных работ, в отделке внутренних и наружных стен, тепло- и звукоизоляции. Есть шанс, что этот подъем затронет и строительную отрасль в России, тем более что для пенокерамики это историческая родина. Пока что «Кералайт» поставляет пенокерамику из Китая, однако прямо сейчас запускает первое подмосковное производство нового уникального утеплителя с добавлением еще одного «космического » материала. Что это за материал, какие архитектурные декоры актуальны сегодня и чем отделывают фасады современных школ — читайте в наших будущих статьях.

Реклама. ООО «Кералайт». Erid: 2RanynBvTNG