Перспективы использования пеностекла в строительстве в донецком регионе

 

Постановка проблемы. Проблема качества термоизоляции является неотъемлемой равнозначно как для частных построек, так и для крупных предприятий и для целых промышленных регионов. Все больше человечество задумывается о целесообразности «обогревания» всей атмосферы планеты и принятии действенных мер по экономии тепла и денег.

Цель работы. Целью данной работы является изучение характеристики свойств изоляционного материала- пеностекла, и выявление перспектив его использования в различных отраслях промышленности в Донецком регионе.

Основная часть. Стекло с давних времен служит человеку. Сочетая такие свойства, как прозрачность, твердость, стойкость против разъедания минеральными кислотами и жаропрочность, а также способность изменять эти свойства, легко окрашиваться в разные цвета и формоваться разнообразными способами, стекло стало незаменимым материалом.Родиной искусственного стекла ученые называют Месопотамию и Древний Египет. Древнеегипетские стеклоделы не умели получать прозрачное стекло, ведь для этого нужна высокая температура в печи (1500°С), а для изготовления цветного стекла мастера примешивали железо, медь или марганец. Исходным сырьем для изготовления стекла служили песок, известь и щелочь - органическая (зола растений) либо неорганическая (сода). В эллинистический период произошло дальнейшее развитие технологии стеклоделия, что позволило производить стеклянные изделия большого размера (столовую посуду). В этот период бесцветное стекло начало цениться больше цветного, поэтому были усовершенствованы и технологии его изготовления.

К концу I тысячелетия существенно изменились методы производства стекла в Европе, особенно это коснулось состава сырья. Учитывая трудности с доставкой такого компонента смеси как сода, его заменили на поташ, получаемый при сжигании дерева. Впервые стекло как строительный материал предложили использовать конструктивисты в конце прошлого века.

В наши дни стекло стало доступным и очень часто используется как для наружной отделки, так и в дизайне помещений. Несмотря на постоянно меняющиеся тенденции моды и появление новых стилей, стекло не сдает своих позиций, органично вписываясь как в классический интерьер, так и в комнату в стиле хай-тек.

Однако, в 30-х годах прошлого столетия был изобретён материал, который не только сочетает в себе все преимущества стекла, но и дополняет их необходимыми свойствами, которые возникают с учетом возросших требований человечества. Этот материал – пеностекло, которое было изобретено в 1930-х годах советским академиком И. И. Китайгородским и в США — в начале 1940-х фирмой Corning Glass Work. Предполагалось применять пеностекло в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что дополнительно оно обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Впервые бетонные плиты с теплоизоляционной прослойкой из пеностекла были применены в 1946 г. при строительстве одного из зданий в Канаде. Опыт этого строительства оказался настолько удачным, что материал сразу же получил всеобщее признание как долговечная изоляция для кровли, перегородок, стен и полов для всех видов построек. Как же происходит процесс производства пеностекла? [1]

Основной технологией производства пеностекла в настоящее время является «порошковая»: тонкоизмельчённое силикатное стекло (частицы 2 — 10 мкм) смешивается с газообразователем (обычно — углеродом), получившаяся однородная механическая смесь (шихта) в формах, либо на конвейерной ленте поступает в специальную туннельную печь. В результате нагрева до 800—950°С частицы стекла размягчаются до вязко-жидкого состояния, а углерод окисляется с образованием газообразных СО2 и СО, которые и вспенивают стекломассу. Механизм реакции газо- и пенообразования достаточно сложен и не ограничивается только реакцией окисления углерода кислородом воздуха, более важную роль играют окислительно-восстановительные процессы взаимодействия углерода с компонентами размягчённого стекла. 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.

Менее сложным является производство гранулированного пеностекла. Его производство менее требовательно к качеству сырья и поэтому дешевле блочного пеностекла. Однако гранулированное пеностекло уступает блочному пеностеклу по теплоизоляционным свойствам. Гранулированное пеностекло, благодаря более низкой цене, находит широкое применение как компонент легкого бетона, для звукоизоляции и для изготовления теплоизоляционных засыпок. При обработке блоков пеностекла получаются отходы в виде крошки, которая используется в качестве дешевого теплоизолятора, как и гранулированное пеностекло. Например, вместо керамзита.[2]

Пеностекло – универсальный качественный теплоизоляционный строительный материал, не имеющий аналогов. Его основными особенностями являются - отличные теплоизоляционные свойства, полная экологическая и гигиеническая безопасность, высокая прочность и морозостойкость, безусадочность, низкая плотность, негорючесть, удобство обработки, простота монтажа и долговечность. Первое в Украине предприятие по производству качественного ячеистого стекла было открыто в Шостке. Пеностекло широко используется в строительстве, сельском хозяйстве, машиностроении, энергетике, нефтехимической и химической отрасли, пищевом, фармацевтическом, бумажном и других производствах, в качестве универсального теплоизолятора.[3]

Актуальность применения пеностекла в нашем регионе обусловлена несколькими факторами. Во - первых наличие ресурсов и необходимого оборудования. На территории Донецкой области расположены крупнейшие производители стекла: Константиновский стекольный завод и Макеевский стекольный завод. Во – вторых, наличие природных газообразователей (антрацита, кокса и угольной пыли), удешевит производство пеностекла и сделает его привлекательным для инвесторов, а стекольные заводы смогут грамотно реализовывать излишки или брак производства. Тем самым предприниматели избавятся от проблемы затаривания складов, ведь их продукция будет востребована в производстве пеностекла. В-третьих, учитывая экологическую ситуацию, которая на сегодняшний день сложилась в нашем регионе, важно уже сейчас заботится о будущем, а пеностекло является абсолютно экологически чистым материалом, безопасным для здоровья человека.

При применении базальтового утеплителя существует опасность попадания в легкие базальтовой пыли. Также, из-за хорошей способности пропускать пар, использовать данный утеплитель в некоторых случаях не целесообразно. При использовании относительно дешевого пенополистирола важно помнить, о его горючести, влагопроницаемости, а постоянная повышенная влажность приводит к образованию грибка и плесени. Поэтому, среди утеплителей самым надёжным и экологически чистым материалом является пеностекло. [4]

Определим средние затраты на производство пеностекла и сроки окупаемости такого предприятия. Минимальный набор оборудования будет выглядеть так:

1. Моечные автоматы.

2. Дробилка для стеклобоя.

3. Смеситесь компонентов.

4. Печь для обжига.

5. Конвейерные механизмы.

6. Упаковочный автомат.

Приведем некоторые показатели доходности. В данном случае мы рассматриваем минимальные затраты и прибыль. Чтобы запустить цех потребуется затратить:

· Оформление ООО – 31407 грн.

· Закупка оборудования – 942210 грн.

· Подготовка помещения (ремонт, подведение коммуникаций) – 157035грн.

· К переменным расходам можно отнести:

· Аренда помещения (100 м2) и офиса – 62814 грн.

· Заработная плата производственным сотрудникам (4 чел) – 25125 грн.

· Закупка сырья –219849 грн.

· Прочие расходы – 15703 грн.

Несмотря на то что цена оборудования для производства пеностекла и ежемесячные затраты довольно высоки, все расходы можно окупить уже через 1,5-2 года. Но это при условии полной отгрузки со складов готовой продукции. Продавать материал можно оптом по средней цене 2198 грн./м3.

Таким образом, можно сделать вывод, о том, что для нашего региона, обладающего уникальными природными ресурсами, и наличием заводов, производящих стекло, которое являет основой для производства пеностекла, строительство заводов по производству пеностекла и освоение этой новой отрасли, является выгодным проектом.

Подведение итогов. Проведя анализ необходимости развития такой отрасли как производство пеностекла на территории Донбасса можно сделать вывод, о том, что это проект является быстро окупаемым, приносит выгоду как со стороны производителей стекла, так и тех, кто участвует в его переработке так и потребителям. Ведь переработка отходов стекольной промышленности, которая в природных условиях разлагается от 70 до 250 лет, является природосберегающей, а изоляционный материал поможет сохранить деньги и меньше расходовать энергию на обогрев жилья. Несколько высокая стоимость этого теплоизоляционного материала со временем снизится, однако мы должны помнить, что инвестиции направленные в будущее ради нашего здоровья и здоровья наших детей, безусловно, принесут пользу.

 

Литература:

 

1. Пеностекло [электронный ресурс].-Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/es.

2. Три причины, почему стоит использовать пеностекло. [электронный ресурс].Режим доступа: http://www.penosteklo.kiev.ua

3. Преимущества и недостатки пеностекла. [электронный ресурс].-Режим доступа:

4. http://mainstro.ru/articles/material/Рынок пеностекла [электронный ресурс].-Режим доступа: http://www.stroyka.ru/Rynok/

 

 

Синицина К.І.

Кондрашова О.О.

Донецький національний університет