Главная | Архитектура и строительство | Статьи | Технологии | Огнестойкое стекло в эпоху импортозамещения

Технологии

Огнестойкое стекло в эпоху импортозамещения

ais4154vn_32

ais4154vn_33

КЛИМИН Н. Н., к. ф.­м. наук, генеральный директор ООО «Бренд Гласс»

Огнестойкое стекло в эпоху импортозамещения

Огнестойкое стекло используется в качестве светопрозрачного заполнения в противопожарных дверях на путях эвакуации, а также в перегородках, разделяющих пространство внутри зданий на отсеки. Применение огнестойкого стекла растет, и, по нашим оценкам объем рынка противопожарного стекла в России в натуральном выражении составляет порядка 63 тыс. кв. м в год.

В последние годы строительная отрасль оказалась в непростом положении. Рост курса валют привел к подорожанию импортных материалов и комплектующих изделий. В то же время бюджеты строительства и планы по вводу объектов практически не изменились. Если в 2013 – 2014 годах основную долю огнестойкого стекла составляла продукция европейских производителей, то сейчас строители не готовы покупать импортное огнестойкое стекло, и оно осталось только в тех проектах, где для него нет отечественной замены.

Эти процессы привели к тому, что средняя стоимость 1 кв. м противопожарного стекла российского производства снизилась с 10 000 – 12 000 рублей до 8 000 – 9 000 рублей и стала более чем в два раза ниже цены импортного стекла. Попробуем разобраться в этом феномене.

Классическая технология изготовления огнестойкого стекла
на основе силикатов щелочных металлов основана на следующей технологии: на тонкие листы стекла равномерно наносится состав, основной компонент которого представляет собой силикат натрия или калия, высушивается при специальных условиях и собирается в многослойное огнестойкое стекло. По этой технологии изготавливается листовое огнестойкое стекло компаниями Pilkington, AGC, Glass Trösh. Для обеспечения технологических требований необходимо профессиональное оборудование,  просторные чистые обеспыленные помещения и большие затраты времени. Быстро нарастить объемы производства и уменьшить себестоимость огнестойкого стекла в этой технологии невозможно.

В начале двухтысячных годов был придуман способ получения огнестойкого стекла с использованием силикатной заливной композиции на базе жидкого стекла. Само по себе жидкое стекло является стабильной вязкой жидкостью, чтобы приготовить из него твердое прозрачное огнестойкое заполнение, необходимо приготовить раствор с заданной концентрацией силиката натрия и pH и уменьшить диэлектрическую проницаемость водной фазы путем добавления неорганических солей или спиртов. Раствор заливают между слоями стекла и помещают в печь. При выдержке стекла в печи при температуре около 60 °С происходит реакция поликонденсации и образуется твердый прозрачный силикатный гель.  Данный метод требует значительно меньших капитальных затрат на производство, но обладает целым рядом недостатков.

Синерезис. В процессе старения силикатного геля может возникнуть уплотнение пространственной структуры сетки молекул, образующих гель. В результате гель уменьшается в размерах, а жидкость выделяется наружу. Если герметичность стекла не нарушена и жидкость не вытекла, то синерезис геля может быть внешне не виден, хотя стекло полностью теряет пожаростойкость.

Старение стекла. Конечной стадией поликонденсации силикатного геля является силикагель – непрозрачное или полупрозрачное твердое вещество.  Прозрачный силикатный гель, полученный описанным выше способом, находится в  метастабильном  состоянии и при определенных условиях или просто с течением времени переходит в стабильное состояние – силикагель.

Замерзание стекла. Температура замерзания жидкого стекла составляет от ­2 до ­11 °С. При понижении температуры ниже точки замерзания резко увеличивается скорость поликонденсации геля. Благодаря выделению кристаллов льда и хлопьевидных частиц гель превращается в опаловидные беловатые массы. При повышении температуры стекло не восстанавливает свои свойства.

Несомненным достоинством огнестойкого стекла на силикатном заливном геле является низкая цена производства. Все химические компоненты доступны на местном рынке. Стекло выдерживает огневые испытания. Однако его долговечность не выдерживает никакой критики.

Несколько лет назад компанией Evonik Industries из Германии был предложен новый рецепт для создания гелезаливного пожаростойкого стекла с силикатным гелем. Основу рецепта составляет специальный аэросил, состоящий из тонкодисперсных частиц двуокиси кремния вместе со стабилизирующими добавками. В охлаждаемый реактор с якорной мешалкой загружают концентрированный раствор щелочи и аэросил. Перемешанный состав заливают в заранее подготовленные стеклопакеты, изготовленные из закаленного стекла, герметизируют и направляют в печь, где они находятся при температуре 75 оС до достижения прозрачности.  Достоинством технологи, предложенной Evonik, является то, что силикат калия образуется в уже залитом стекле и может иметь изначально высокую вязкость при низкой степени полимеризации. Низкая степень полимеризации силиката делает стекло стойким к ультрафиолету. Однако это преимущество оборачивается следующими проблемами. Фактически силикатный гель в стеклах, залитых по технологии Evonik, остается очень вязкой жидкостью, которой присуща текучесть. Плотность силикатного геля приблизительно в 1,5 раза больше плотности воды, с течением времени гель начинает скапливаться в нижней части стекла, создавая утолщение внизу и утоньшение вверху. Помимо оптических искажений более тонкий слой геля может ухудшить защитные свойства стекла.

Из­за высокой цены импортного аэросила себестоимость данного состава не может быть низкой.

Стекла с теплопоглощающим слоем

Идея использовать теплопоглощающие антипирены вместо теплоизолирующего прозрачного силиката возникла практически одновременно с появлением стекла Pyrostop. Такое стекло было представлено в 1980 году компанией Vegla­Werk Aachen под названием Contraflam. Стекло представляло собой конструкцию из двух закаленных стекол, собранных в специальный стеклопакет, заполненный гидрогелем на полимерной органической основе, содержащим прозрачный антипирен. При пожаре закаленное стекло, обращенное в сторону пожара, разрушается от перегрева, открывая доступ к пожаростойкому гелю. После этого вступает в действие антипирен – стекло охлаждается испаряющейся из гидрогеля водой, пламя тушится выделяющимся при кристаллизации геля азотом и дополнительно охлаждается за счет скрытой теплоты фазового перехода. Огнестойкость стекла пропорциональна толщине слоя геля.

Первое поколение стекол с теплопоглощающим слоем имело существенный недостаток: в процессе производства гидрогеля использовались токсичные материалы – формальдегид и акриламид. Акриламид является сильно токсичным веществом, поражает нервную систему и является канцерогеном. Он проникает в организм через кожные покровы, и работа с этим веществом требует применения специальных мер защиты, включающих одноразовые защитные костюмы, специальные перчатки, защитные очки, наличие специальной вытяжки. Такой гель на основе акриламида производится в России. Интересно, что производитель геля, профессиональный химик, безусловно знающий о правилах обращения с опасными химикатами, в сопроводительной документации нигде не упоминает об опасных свойствах своей продукции.

Огнестойкое стекло с использованием гидрогеля на базе акриламида не имеет отрицательных черт, свойственных силикатному гелю. Оно стойко к ультрафиолету, стабильно в широком диапазоне температур, не меняет своих свойств со временем. Единственным известным недостатком огнестойкого стекла с гидрогелем является его склонность к деламинации. Причиной деламинации могут быть как  технологические нарушения в процессе производсва огнестойкого стекла, так и ошибки при монтаже, в основном связанные с пережатием стекла.

В 2004 году было разработано новое поколение гидрогеля, не содержащее токсичных компонентов. Этот вид геля получил название Парафлам.

Стекла Парафлам, так же как и стекла, изготовленные с использованием акриламидного геля, требовали осторожного обращения – из­за отсутствия адгезии геля и стекла при переноске и монтаже могла возникнуть деламинация и в стекле появлялись пятна, напоминающие пузыри. Это явление было особенно заметно на стеклах больших размеров. В последние годы технология производства была усовершенствована и этот недостаток геля Парафлам в значительной степени устранен.

Цена огнестойкого стекла Парафлам была выше стоимости других огнестойких стекол отечественного производства в связи с тем, что гель производился в Германии. В этом году производство геля было перенесено в Россию, и цена стекла Парафлам практически сравнялась со стоимостью других видов отечественных огнестойких стекол.

ООО «Бренд Гласс»

195248, г. Санкт­Петербург,

Ириновский пр­т, д. 1, лит. Ф

+7 (812) 944­20­67,

+7 (812) 416­54­92

Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

огнестойкоестекло.рф

AiS 4(154) 2019

 
 
 
Баннер
Баннер
Баннер
Баннер
Закрыть

У нас новый сайт!

Вся актуальная информация на новом сайте!

idsmedia.ru

Перейти