Особенность применения вспученного перлита

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Песок перлитовый вспученный на сегодняшний день является одним из самых высокоэффективных утеплителей в мире. Биологически стойкий, инертный, негорючий, легкий, сыпучий материал получают высокотемпературным обжигом водосодержащего вулканического стекла - перлита.

Более полувека вспученный перлитовый песок используется в качестве утеплителя, как в чистом виде, так и в теплоизоляционных изделиях. Уникальные свойства вспученного перлита обусловили широкое применение этого материала в промышленности и строительстве.

Легкий (50-250 кг/м3), негорючий, пористый песок-щебень сегодня используется для тепловой изоляции зданий, сооружений, оборудования. Он работает при температурах от -273 до +900°С. С его помощью решают вопросы огнезащиты, акустической изоляции, его используют в качестве наполнителя в легких бетонах, красках, линолеуме и др.



1. ПЕРЛИТ И ЕГО СВОЙСТВА

Перлит -- горная порода вулканического происхождения.

На кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы формируется вулканическое стекло -- обсидиан. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образование гидроксида обсидиана -- перлита.

Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород перлит отличается наличием конституционной воды (более 1 %). Пористость может составлять 8-40 %.

Перлит может иметь чёрную, зелёную, красно-бурую, коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие. По текстурным признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и пемзовидный перлиты.

Рис.1 Перлит. Месторождение Хакаюко. Эльбрус

В промышленности наиболее широко используется вспученный перлит, который получают путём обжига сырого перлита в вертикальных и вращающихся печах при температуре 900-1100°С. Вспучивание происходит за счёт выделения структурной воды и гидроксила в тот момент, когда стекло становится пластичным. Такой перлит имеет насыпную плотность от 30-40 до 350-400 кг/м3. Огнестоек: температура применения -- от минус 200 до 900° С. Обладает тепло- и звукоизолирующими свойствами, высокой впитывающей способностью: способен впитать жидкости до 400% собственного веса. Биологически стоек: не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является благоприятной средой для насекомых и грызунов. Химически инертен: нейтрален к действию щелочей и слабых кислот. Перлит является экологически чистым и стерильным материалом, не токсичен, не содержит тяжелых металлов.

Наиболее широко перлиты распространены в районах развития продуктов палеоген-четвертичного вулканизма (например, в Закарпатье, на полуострове Камчатка), реже встречаются среди кислых вулканических пород мезозойского возраста (Забайкалье, Дальний Восток, северо-восток CCCP). Среди вулканических пород палеозойского и более древнего возраста перлиты встречается редко.

Рис.2 Месторождение Хакаюко. Эльбрус



2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Песок и щебень должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утверждённым в установленном порядке.

2.1 Основные параметры

Песок в зависимости от зернового состава подразделяют на группы:

· рядовой - от 0,16 до 5,0 мм

· крупный - от 1,25 до 5,0 мм

· средний - от 0,16 до 2,5 мм

· мелкий - от 0,16 до 1,25 мм

· пудру - до 0,16 мм

В песке каждой группы содержание зерен крупнее наибольшего и мельче наименьшего номинального размера должно быть не более 15% по объему, при этом в рядовом песке, применяемом для приготовления легких бетонов, содержание зерен размером менее 0,16 мм должно быть не более 10% по объему.

Щебень изготовляют следующих основных фракций: от 5 до 10 мм, св. 10 до 20 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается выпуск щебня фракции от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм, при этом содержание зерен размером от 5 до 10 мм должно быть от 30 до 45% по массе.

Зерновой состав щебня каждой фракции должен соответствовать указанному в таблице 2.1.



Диаметр отверстий контрольных сит, мм	D	D	2D
Полный остаток на сите, % по массе	От 85 до 100	До 10	Не допускается

Примечание. D и d - соответственно наибольший и наименьший номинальные диаметры контрольных сит.

2.2 Характеристики

В зависимости от насыпной плотности песок и щебень подразделяют на марки, указанные в таблице 2.2.1.

Марка по насыпной плотности	Насыпная плотность, кг/м3
75	Св. 50 до 75 включ.
100	>> 75 >> 100 >>
150	>> 100 >> 150 >>
200	>> 150 >> 200 >>
300	>> 200 >> 250 >>
350	>> 300 >> 350 >>
400	>> 350 >> 350 >>
500	>> 400 >> 500 >>

Примечания:

1. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем при соответствующем технико-экономическом обосновании для конструкционных легких бетонов:

· выпуск песка марки по насыпной плотности 600

· выпуск щебня марок по насыпной плотности 600, 700

2. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем выпуск песка насыпной плотности до 50 кг/куб.м теплопроводностью не более 0,043 Вт/(мХград.С).

Физико-механические показатели песка должны соответствовать указанным в таблице 2.2.2.

Наименование показателя	Марка песка по насыпной плотности
	75	100	150	200	250	300	400	500
Теплопроводность при температуре (25+/-5) град.С, Вт/(мХград.С), не более	0,043	0,052	0,058	0,064	0,070	0,076	0,081	0,093
Прочность МПа, не менее	Не нормируется	0,10	0,15	0,30	0,40	0,60

Примечания:

1. Прочность при сдавливании в цилиндре определяют на фракции от 1,25 до 2,5 мм для песка, применяемого для приготовления легких бетонов.

2. Прочность песка марки по насыпной плотности 600 должна быть не менее 1,0 МПа.

Марка по прочности	Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа
П15	0,3
М25	Св. 0,3 до 0,5 включ.
П35	>> 0,5 >> 0,7 >>
П50	>> 0,7 >> 0,9 >>
П75	>> 0,9 >> 1,2 >>
П100	>> 1,2 >> 1,5 >>
П125	>> 1,5 >> 1,8 >>
П150	>> 1,8 >> 2,0 >>
П200	>> 2,0

Примечание. Соотношение между маркой по прочности и прочностью при сдавливании в цилиндре допускается уточнять на основании испытания в бетоне по ГОСТ 9758.

Наименование показателя	Марка щебня по насыпной плотности, МПа
	200	250	300	350	400	500	600	700
Марка по прочности, не менее	П15	П25	П35	П35	П50	П75	П100	П150
Водопоглощение, % по массе, не более	125	100	75	65	50	30	25	20



Марки по прочности и водопоглощение щебня для различных марок по насыпной плотности должны соответствовать указанным в таблице 2.2.4.



3. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПЕРЛИТОВОГО СЫРЬЯ

Дробление и фракционирование перлитового сырья осуществляют на карьере или в непосредственной близости от него. При этом в зависимости от годовой мощности предприятия (карьер, дробильно-сортировочный цех или дробильно-сортировочный завод) применяют различные дробильно-сортировочные агрегаты: передвижные и стационарные. Их устанавливают непосредственно на добычных участках или строят в виде дробильно-сортировочных цехов или заводов. Дробление и рассев производят на следующие фракции (мм): песка -- 5-10; 2,5-5,0; 1,25-2,5; 0,63-1,25; 0,16-0,63 и менее 0,16; щебня -- 10-20; 20-50.

Для приготовления щебня из массивных перлитов предусматривают трехстадийное дробление с замкнутым циклом во второй и третьей стадиях. Дробление осуществляют по следующей схеме. Исходный материал поступает в бункер, затем на передвижной пластинчатый питатель, затем в агрегат первичного дробления со щековой дробилкой, далее по транспортеру на грохот для промежуточной сортировки на фракции (мм): более 75; 40-70; 40-0. Перлит с размером кусков более 75 мм поступает на вторичное дробление в щековых дробилках.

Фракции 40-70 мм додрабливают в агрегате мелкого дробления с конусной дробилкой. Подрешеточный продукт сушат в бесконтактных барабанных сушилках с регулируемой тягой, позволяющей удалить мелкую фракцию, и затем сортируют на сортировочных агрегатах.

Для получения перлитового песка узких фракций обычно применяют валковые дробилки, а в отдельных случаях используют молотковые дробилки. Для тонкого измельчения вспученного перлита применяют двухроторные ударнопротивоточные мельницы.

Влажность дробленного перлита не должна превышать 1,5- 2,0%. Сырье транспортируют в крытых вагонах, исключающих его загрязнение или дополнительное увлажнение.

Принципиальная технологическая схема производства вспученного перлитового щебня и песка в общем виде включает следующие операции: заготовку сырой породы, дробление, рассев на фракции, складирование отдельных фракций в промежуточные бункеры, хранение в бункерах и последующую термическую обработку. Термическая обработка состоит из обжига со вспучиванием щебня и песка. Далее выполняют фракционирование, пылеосаждение в циклонах с водяной пленкой. Готовую продукцию складируют в бункерах и силосах.

Термическую обработку производят пофракционно. При одновременном производстве щебня и песка предусматривают для каждой фракции отдельную линию тепловых агрегатов.

Для получения прочного с низким водопоглощением заполнителя термическую обработку перлитов класса Б производят по двухстадийной схеме. При производстве вспученного песка из перлитов класса А обжиг осуществляют в одну стадию. Термоподготовка перлита обеспечивает уменьшение растрескивания сырца при обжиге, улучшение вспучиваемости и структуры вспученного перлита, а также повышение прочности и понижение водопоглощения готового продукта. Оптимальное содержание структурной воды в перлитовом сырце после термической подготовки составляет 1-3% по массе. Для термоподготовки пригодны вращающиеся печи, а также печи кипящего слоя. Температура термоподготовки определяется как свойствами сырца, так и заданной характеристикой вспученного перлита. Для большинства перлитов класса Б она колеблется в интервале 300-600°С. Температура газов в зоне загрузки сырца должна быть порядка 200°С.

В печах термоподготовки может быть использовано жидкое и газообразное топливо, в том числе отходящие газы обжиговой печи и воздух, нагретый этими газами в теплообменном устройстве.

Из печи термоподготовки нагретый материал самотеком или с помощью специальных приспособлений подают в обжиговую печь. Обжиг этого перлита производят в печах различных конструкций: горизонтальных, вращающихся, вертикальных (с кипящим слоем, без или с твердым теплоносителем).

Выбор конструкции печи определяется размером обжигаемых зерен, заданными свойствами готового продукта и запланированной производительностью. Мелкий перлитовый песок обжигают в печах всех названных конструкций, для обжига щебня и крупного песка применяют преимущественно вращающиеся печи, хотя можно использовать и печи кипящего слоя различных конструкций. В печах кипящего слоя можно также получить вспученный материал из обсидиана, содержащего не менее 0,3% воды.

В вертикальных печах обжигают песок крупностью до 2 мм, а в большинстве случаев менее 1,2 мм. В этих печах породу подвергают своеобразному тепловому удару: продолжительность обжига колеблется от долей секунды до нескольких секунд. Этим объясняется трещиноватость зерен вспученного песка, высокая открытая пористость, водопоглощение от 100 до 500% по массе, а также низкая прочность зерен.

Для одновременного вспучивания щебня и песка или только щебня применяют прямоточные вращающиеся печи, размеры, скорость вращения и угол наклона которых зависят от заданных продолжительности обжига и производительности агрегата.

Крупные фракции перлитовой породы (щебень и крупный песок) обжигают в подвижном слое на футеровке печи, мелкие вспучивают во взвешенном состоянии.

Работа печей кипящего слоя основана на использовании псевдоожиженного слоя. В этих печах целесообразно получать вспученный перлит с зернами размером до 10 мм, преимущественно песок крупностью до 5 мм.

Вспученный песок, получаемый обжигом в вертикальных печах, характеризуется значительно более низкой прочностью, более высокой открытой пористостью и дисперсионностью, по сравнению с материалом, полученным во вращающихся печах и печах кипящего слоя. Для вращающихся печей и печей кипящего слоя также характерен более стабильный зерновой состав вспученного перлита, который по соотношению фракций приближается к оптимальному для бетонных смесей.

Для термической обработки перлита применяют двухкамерные печи: в первой камере происходит предварительный нагрев, во второй -- обжиг. При этом обеспечивают перепад температур, необходимый для обоих этапов термической обработки.

В печах кипящего слоя с твердым теплоносителем обжиг производят в среде псевдоожиженного твердого инертного дисперсионного материала, например, кварцевого песка. В подобных печах можно обжигать перлитовый сырец с размером зерен до 15 мм, а также получать вспученный щебень из перлитов класса 1.



4. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Вещественный состав перлитового сырья определяют с помощью химического, спектрального и петрографического анализов. Химический анализ характеризует количество главных компонентов в оксидах. Эмпирически установлено, что вспучиваемость вулканических стекол существенно зависит от содержания SiO2- При уменьшении содержания диоксида кремния от 77 до 65 вес.% способность вулканического стекла к вспучиванию уменьшается. Перлиты, содержащие 68-65% SiO2, относят к относительно слабо вспучивающимся разновидностям. Количественная характеристика потерь при прокаливании позволяет судить об общем содержании в перлите воды. При помощи спектрального анализа определяют элементы примеси. На основании микроскопических исследований прозрачных петрографических шлифов и иммерсионных препаратов устанавливают количественные соотношения между стеклом и кристаллической фазой, а также состав кристаллических включений. Определение текстурно-структурных особенностей перлита производят на полированных штуфах, а для изучения характера и распределения пор вспученного перлита используют прозрачные шлифы, изготовленные из щебня. По показателю преломления стекла оценивают количество SiO2 и содержание в перлите воды. Целью этих исследований является определение петрографических разновидностей перлитового сырья.

Метод термического анализа используют не только для определения общего количества воды в перлите, но и для выделения типов воды и соотношения между ними.

Метод инфракрасной спектроскопии позволяет исследовать типы ОНn -- группировок в стекле. Путем анализа инфракрасных спектров устанавливают присутствие в стекле, по крайней мере, двух типов воды и гидроксила. Современные спектрографы дают возможность исследовать количественные соотношения между различными типами воды и гидроксилом. Для этой цели используют инфракрасную область в интервале 3000-7000 см-1.

Метод ядерно-магнитного резонанса используют для прецизионного определения типов воды и количественных соотношений между ними.

Электронную микроскопию применяют для выявления особенностей состава и строения перлитов. Обычно используют комплекс методов электронной микроскопии: просвечивающую и сканирующую. Гомогенное при небольшом увеличении стекло под электронным микроскопом при увеличении в 5000-100000 раз обнаруживает гетерогенное строение. Количество субмикроскопических фаз зависит от режима охлаждения или времени "старения” стекла. Метод электронной микроскопии наиболее важен для выявления причин плохой вспучиваемости некоторых разновидностей древних стекол.

Рентгеновские методы исследования применяют для выявления фазового состава стекловатых пород и тонкого строения самого стекла. В последнем случае используют метод "мало-углового рассеяния", который требует специфической аппаратуры и является весьма трудоемким, поэтому его применяют для научно-исследовательских целей. Обычные рентгеновские методы целесообразно использовать для определения состава и количества тонкодисперсных фаз, не поддающихся изучению оптическими методами.

Лабораторные технологические исследования перлита на вспучиваемость являются основным видом испытаний этого сырья. Различают три вида технологических исследований: лабораторные испытания рядовых проб, технологические испытания лабораторных укрупненных проб и полузаводские испытания валовых проб.

Лабораторные испытания производят на керновых и бороздовых пробах (рядовые пробы). Рядовые пробы перед испытаниями группируют по петрографическим признакам на разновидности или сорта. Для всех проб в целях их классификации определяется величина потерь при прокаливании. От каждой группы проб отбирают средние пробы в количестве 10% от их общего числа. Пробы испытывают на вспучиваемость по одностадийной или двухстадийной схеме термообработки. Оптимальными считаются параметры, обеспечивающие получение вспученных щебня и песка: а) щебня с минимальной объемной плотностью зерна; б) песка с минимальной насыпной плотностью рыхлого материала. После того как выявлены оптимальные параметры вспучивания, дополнительно отбирают одну-две пробы, которые вспучиваются при этих оптимальных параметрах. По стандартной методике определяют объемную или насыпную плотность вспученного материала и количество невспучивающихся зерен.

В результате рядовых испытаний выявляют степень однородности свойств каждой петрографической разновидности и возможность объединения их в тот или иной технологический тип.

Технологические испытания лабораторных укрупненных или групповых проб проводят для каждого промышленного типа сырья. В отличие от рядовых проб испытания проводят по сокращенной схеме. Вспученный перлит после испытаний укрупненных проб должен получить сертификацию по следующим параметрам: теплопроводности, содержанию стекло-фазы, водопоглощению, зерновому составу, коэффициенту формы зерен крупного заполнителя, прочности крупного заполнителя путем испытания его в бетоне, морозостойкости, стойкости против силикатного и железистого распада, потерям массы крупного заполнителя при кипячении, содержанию в перлитовом песке слабо- обожженных зерен, содержанию водорастворимых сернистых и серно-кислых соединений, п.п.п. вспученного перлита. Конечной целью технологических испытаний лабораторных укрупненных проб является полная характеристика промышленных типов перлитового сырья. На основании этих материалов проводят полузаводские испытания валовых проб, на результатах которых составляют технологический регламент.



5. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРЛИТА

5.1 Применение перлита в строительстве

Растворы и штукатурки

В нашей стране незаслуженно мало применяется вспученный перлит в штукатурках. Особенно перспективно применение теплых перлитовых штукатурок в сельском и индивидуальном строительстве. Слой такой штукатурки толщиной 3 см по своим теплоизоляционным свойствам равноценен 15 см кирпичной кладки. Штукатурка наносится по кирпичу, бетону, шлакобетону, металлической сетке, дереву и без каких-либо дополнительных работ может быть окрашена либо оклеена обоями. Ею могут быть утеплены как отапливаемые, так и неотапливаемые помещения. В США, например, для этой цели используется не менее 130 тыс. м3 вспученного перлита. перлит щебень песок печь

Таблица 5.1: Примерные варианты дозировки (теплоизоляционные смеси)

	Цемент / перлит Пропорция по объёму	цемент, кг	Перлит, м3	Вода, л	Воздухововлекающие добавки, литр
A	1:4	375	1	300	4.1
B	1:5	300	1	290	4.1
C	1:6	250	1	270	4.1
D	1:8	188	1	270	4.1

Таблица 5.1. (2) : Ожидаемые физико-технические характеристики

	Perlite cement /aggregate Пропорция по объёму	Compressive strength (прочность на сжатие), кг/см 2	Плотность в сухом виде кг/м3	Плотность во влажном состоянии кг/м3	Thermal conductivity(теплопроводность),Вт/м 0C
A	1.4	24.1-34.4	544-640	808± 32	0.10-0.11
B	1.5	15.8-23.4	448-544	728± 32	0.09-0.10
C	1.6	9.6-13.7	384-448	648 ±32	0.08-0.09
D	1.8	5.5-8.6	320-384	584±32	0.07-0.08

Примечание: существуют также растворы и штукатурки на основе гипса, извести с различными теплотехническими и прочностными характеристиками.

В последние годы получили широкое распространение тепло-звукоизоляционные штукатурные растворы на основе вспученного перлитового песка, вяжущего и различных добавок (минеральных, асбестовых, целлюлозных, отходов из натурального шелка-и хлопка).

Для армирования перлитового раствора используют целлюлозные и стеклянные волокна длиной 10 мм в количестве 5...10% массы раствора. Это оптимальная длина волокна, при которой образцы имеют наибольшую прочность. При большей длине затруднено перемешивание раствора, нарушается его однородность, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах.

Испытания показали, что предел прочности при изгибе образцов из гипса и цемента с увеличением содержания волокна до 7...8 % возрастает в 1,8...2.3 раза. Дальнейшее увеличение количества волокна не дает прироста прочности, а при добавлении его более 10% наблюдается даже снижение прочностных показателей.

В зарубежном строительстве широко используются легкие строительные растворы на основе вспученного перлита. Смешанные в сухом состоянии с гипсом либо цементом такие составы затворяются водой непосредственно на строительной площадке и укладываются. Ими заполняются полости в стенах, блоках, кирпиче, производится затирка швов и щелей. Такой состав имеет следующие характеристики: средняя плотность - 650 кг/ м3; прочность на разрыв - более 1,7 Н/м2; прочность на сжатие - более 5 Н/м2; теплопроводность - около 0,2 Вт/(м*К).

Наиболее интересен такой раствор при строительстве из легковесного кирпича или пенобетона, свойства, которых близки по своим теплотехническим параметрам к характеристикам раствора. Кладка на таких растворах не имеет мостиков холода.

Таблица 5.1.(3): Примерные варианты дозировки (легкие бетоны)

	Цемент, м3	Перлит, м3	Песок, м3	Вода, м3	Воздухо вовлекающие добавки, литр
E	1	3	2.2	1.51	3.2
F	1	3	2.0	1.08	3.2
G	1	1.6	2.5	1.24	3.2
H	1	1.1	2.1	1.05	3.2
I	1	3	1.75	1.13	3.2

Таблица 5.1.(4): Характеристики

	Плотность в сухом видекг/м3	Compressive strength (прочность на сжатие), кг/см2	Плотность во влажном состоянии после укладки, кг/м3
E	1040	55.2-62.1	1312±80
F	1200	62.1-82.8	1280±80
G	1312	75.9-89.7	1568±80
H	1408	158.7-172.5	1680±80
I	1584	138.6-151.8	1760±80

Теплоизоляционные засыпки

Широкое применение нашел перлитовый песок в теплоизоляционных засыпках стен, полов, потолков зданий. Использование перлитового песка позволяет уменьшить толщину теплоизоляционной засыпки по сравнению с широко применяемым в России керамзитом в 2-3 раза. Например, для получения требуемых характеристик теплосопротивления стен, установленных СНиП II-3-79 (1998) "Строительная теплотехника", для зданий, строительство которых началось после 1 января 2000 года, требуется засыпка толщиной 500 мм керамзитом М600 (наиболее распространенная марка) или всего 150 мм перлитового песка М75. (Для климатической зоны Нижнего Новгорода). По сравнению с другими теплоизоляционными материалами, вспученный перлитовый песок не выделяет никаких вредных веществ - экологически чист, негорюч, не стареет, в нем не живут вредители.

Для изоляции стен зданий используется перлитовый песок, объемной насыпной массой 60-100 кг/ м3. Засыпку полости между несущей и облицовочной кладками ведут послойно после укладки 3-4 рядов кирпича. Засыпанный слой во избежание усадки в процессе эксплуатации уплотняют постукиванием приблизительно на 10%. На рабочих разрывах изоляции размещают гидроизоляционные прокладки. При необходимости изоляционный слой может быть выполнен любой требуемой толщины. Обладая высокими теплозащитными свойствами (0,04-0,05 Вт/(м*К), вспученный перлит не стареет и не разрушается вредителями животного и растительного происхождения. Засыпка производится как из мешков, так и посредством специальных пескоструйных машин.

Перлитовые засыпки используют для изоляции стен из деревянных и каркасных конструкций. Такие изоляционные слои негорючи, поэтому повышают пожарозащищенность зданий.

В мировой практике широко используются перлитовые засыпки в конструкциях теплых наклонных крыш. Сначала на стропила укладываются диффузионно-проницаемые нижние покрывающие плиты (например, гипсокартонные плиты). Перлит насыпается в полость между обшивкой и обрешеткой и уплотняется на 10%.

При выполнении нижнего покрывающего слоя из вагонки по ней укладывают водонепроницаемую прокладку из пергамина или пленки.

Места подсоединения к водосточному желобу, а также прохода через кровлю герметично изолируются уплотнительной и клейкой лентами.

Весьма интересным материалом, используемым при выполнении изоляции наклонных крыш, является битуминизированный перлит. Частицы перлита, предварительно в заводских условиях обработанные битумом, при добавлении в него растворителя становятся клейкими. Это позволяет непосредственно при проведении работ создавать чрезвычайно прочные изоляционные слои любой формы. Такая изоляция хорошо комбинируется с битуминированными покровными слоями и изоляционными плитами, не требует нагрева перед укладкой.

С помощью вспученного перлита выполняют теплозвукоизоляцию полов.

Для устройства утепленных монолитных полов с асфальтовым либо другим твердым покрытием используют гидрофобизированный вспученный перлитовый песок с размером частиц до 6 мм и насыпной плотностью до 95 кг/ м3. Вспученный перлитовый песок из мешков высыпается на основу и распределяется выравнивающими рейками так, чтобы толщина слоя песка превышала желаемую толщину на 20%. Минимальная толщина укладки составляет 1 см. Трубопроводы и прочие неровности просто утапливаются в слое этого хорошо сыпучего материала. Вся поверхность перекрывается плитами, поверх которых и делается монолитное покрытие. Если такие слои монтируются не на подвальное перекрытие, то, прежде всего, укладываются дренажные трубки для скопления и удаления влаги. Под слой помещается абсорбирующая защитная прокладка, например крафт-бумага (но ни в коем случае не пленки).

При устройстве полов с деревянным покрытием вспученный перлит укладывается без уплотнения. Любые полости между балками и пиломатериалами, без потерь утеплителя на различные вырезки, заполняются без труда. Негорючесть материала повышает пожароустойчивость конструкции пола. В случае необходимости предотвращения пыления и укрепления верхнего перлитового слоя выполняют посыпку слоя цементом с последующим легким смачиванием. Другим способом укрепления слоя теплоизоляции является покрытие перлита диффузионно-открытыми материалами, такими, например, как стеклоткань, гофрированный картон, крафт-бумага, древесно-волокнистые плиты.

Для повышения несущей способности насыпного теплоизоляционного слоя, особенно при укладке монолитных полов, частицы вспученного перлита обрабатывают воском. Несмотря на незначительный собственный вес, такой перлит, уплотненный под грузом, образует стабильный, достаточно прочный изоляционный слой для сухих бесшовных полов.

В настоящее время в России для строительства применяется не более 20% выпускаемого вспученного перлита. Практически не используется перлит для изоляции стен, кровли, потолков. Между тем, в связи с повышением требований к теплозащите зданий этот материал очень перспективен.

Формованные теплоизоляционные изделия

Наибольшее количество вспученного перлита в мировой практике используется в формованных теплоизоляционных изделиях (около 60%). В качестве связующего используют различные продукты: цемент, гипс, битум, жидкое стекло.

Пелитоцементные плиты. Относятся к группе негорючих материалов и могут быть использованы: для противопожарной защиты стальных, железобетонных и деревянных строительных конструкций; для теплоизоляции строительных конструкций жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений; для тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности до 600oС, в том числе котлов ДКРВ и ДЕ.

Асбоперлито-цемент. Для изоляции энергетического оборудования с температурой поверхности до 6000С применяются перлитоцементные композиции с распушенным асбестом. Асбоперлито-цементные изделия характеризуются такими свойствами: плотность 200…400 кг/м3; теплопроводность (при 25 и 3250С) 0,075…0,092 и 0,118…0,145 Вт/м.К соответственно; предел прочности при изгибе - 0.20…0.36 МПа.

Силикато-перлит. Для производства силикато-перлита используется вспученный перлитовый песок. Связующее может быть известково-песчаным, известково-шлаковым или известково-зольным. Силикато-перлит может быть изготовлен прессованием с применением мелких фракций перлитового песка (до 1 мм) и гашеной извести с последующим запариванием в автоклаве и формованием в металлических формах с вибрированием. Теплопроводность силикато-перлита в зависимости от плотности (100….340 кг/м3) составляет 0,105…0,239 Вт/м.К. Наиболее целесообразно использовать силикато-перлитовые изделия для тепловой изоляции поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 900oС.

Битумоперлит. Представляет собой тепло-, паро- и гидроизоляционный материал, получаемый смешиванием вспученного перлитоваго песка и битума. Битумоперлит используют для утепления и гидроизоляции совмещенных кровель, промышленных холодильников и другого технологического оборудования, работающего в условиях температур -50…+150oС. Модифицированный битумоперлит (например фенол-формальдегидной смолой ЛБС-3) становится более термостойким (180…1900С) и вполне может применяться для изоляции теплосетей. Плотность материала 300…450 кг/м3, теплопроводность 0,08…0,11 Вт/мК, предел прочности при изгибе 0,15…0,20 МПа, влажность не более 2,5 %, суточное водопоглощение 5%

Карбоперлит. Получают полусухим прессованием массы, состоящей из вспученного перлита и извести (соотношение 1:8,5…1:10) последующей обработкой смеси газами, сдержащими СО2. Карбоперлитовые изделия имеют плотность 200…350 кг/м3; теплопроводность (при 25 и 700oС) 0,065…0,905 и 0,137…0,162 Вт/м.К соответственно; предел прочности при изгибе - 0,15…0,30 МПа; предел прочности при сжатии 0,3…0,8 МПа. Карболито-перлитовые изделия могут быть использованы для тепловой изоляции поверхностей энергетического, технологического оборудования и трубопроводов с температурой изолируемой поверхности до 650oС.

Гипсоперлит. Гипсоперлитовые теплоизоляционные изделия изготавливают на основе строительного гипса и вспученного перлита плотностью 80…150 кг/м3 способами литья, вибрирования и полусухого прессования. При соотношении гипс : перлит 1:7…8 могут быть получены теплоизоляционные изделия плотностью300…400 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 0,15…0.5 МПа. Гипсоперлитовые изделия рекомендуются для тепловой изоляции поверхностей энергетического и технологического оборудования, газо-и паро- проводов при температурах, не превышающих 600oС.

Керамоперлит. В состав массы для изготовления керамоперлита входят 50…60% вспученного перлитового песка и 40…50% молотой глины при размере частиц менее 0,25 мм. керамоперлитовые изделия подвергаются термообработке при температуре 300…9500oС. Физико-технические показатели: плотность 250…400 кг/м3, предел прочности при сжатии 0,4…1,2 МПа, линейная температурная усадка при 8750oС не более 2 %, влажность - 1.2 %, теплопроводность при 200oС - 0,075…0,104 Вт/мК.

Стеклоперлит. Для получения стеклоперлита используют вспученный перлитовый песок плотностью 80…150 кг/м3 и жидкое стекло плотностью 1250…1350 кг/м3 при соотношении компонентов, %, 50…70 : 30…50; термообработка смеси производится при температуре 300…400oС. Физико-технические показатели: плотность 180…300 кг/м3, предел прочности при сжатии 0,3…1,2 МПа, при изгибе - 0,2…0,7 МПа, теплопроводность при 200oС - 0,064…0,09 Вт/мК, предельная температура применения - 600…700oС.

Базальто-перлитовый волокнистыи материал. Новый теплоизоляционно-конструкционный матнриал получен на основе вспученного перлитового песка, базальтового волокна и вяжущего (портландцемент или бентонит).

В состав теплоизоляционного материала входят следующие компоненты, %: вспученный перлит 24…70, базальтовое волокно 74…20, бентонитовая глина 9,0…2,0. Плотность материала 150…300 кг/м3, предел прочности при растяжении 0,2…0,5 МПа, теплопроводность 0,038…0,041 Вт/мК.

В состав конструкционного теплоизоляционного материала входят следующие компоненты, %: вспученный перлит 25…35, базальтовое волокно 25…30, портландцемент 35…50. Плотность материала 590…1100 кг/м3, предел прочности при изгибе 0,4…11,0 МПа, теплопроводность 0,096…0,11 Вт/мК.

Вспученный перлит, введенный в состав указанных композиционных материалов, резко повышает их долговечность, так как связывает продукты гидратации клинкера, вызывающие коррозию базальтового волокна.

Пластперлит. Получается на основе мочевино-формальдегидной и кумароновой смолы, придающие прочность, достаточную водостойкость и низкое водопоглощение. пластперлитовые теплоизоляционные плиты обладают следующими физико-механическими показателями: плотность 250…280 кг/м3, предел прочности при сжатии 0,6…0,8 МПа, суточное водопоглощение 3,3…3,5 %, теплопроводность 0,065…0.07 Вт/мК.

Перлитосодержащий кирпич. Применяется для строительной и промышленной тепловой изоляции с предельной температурой применения 900oС. Плотность такого кирпича 400…600 кг/м3 при теплопроводности 0,105…0,176 Вт/(мК).

5.2 Применение перлита в сельском хозяйстве (агроперлит)

Агроперлит -- это вспученный перлит фракций 1-5 мм, наиболее подходящих для применения в сельском хозяйстве в следующих целях:

· Для проращивания семян и укоренения черенков. Замена воды на перлит при водном укоренении черенков позволяет избежать их загнивания. При выращивании рассады овощных и цветочных культур в перлите, реже наблюдаются грибковые заболевания (черная ножка и другие). Однако необходимо помнить, что перлит не содержит питательных веществ и для того, чтобы получить здоровую рассаду, необходимо поливать ростки водным раствором удобрений и применять бактериальные препараты для создания особой микрофлоры. При этом следует использовать комплексные удобрения, а не кальциевые препараты, так как последние приведут к смещению нейтральной pH реакции перлита в щелочную сторону.

· Для равномерного распределения семян на поверхности почвы. Для того, чтобы семена равномерно распределились по поверхности почвы, их смешивают с мелким перлитом. Им же можно присыпать семена после посева для защиты от плесени и пересыхания. Так как перлит пропускает некоторое количество солнечных лучей, им можно присыпать даже светочувствительные семена.

· Для посадочной смеси. Использование перлита в качестве компонента субстрата (до 40 %) позволяет значительно улучшить характеристики посадочной смеси. Повышается пористость и рыхлость, а значит, воздухопроницаемость, предотвращается слеживание, комкование, уплотнение, затвердение почвы, образование поверхностной корки. Корни равномерно развиваются по всему земляному кому. Кроме кондиционирования почвы перлит защищает корневую систему от внешних перепадов температуры. Субстрат с перлитом меньше охлаждается в холодное время и не перегревается в жаркие периоды, сглаживаются суточные колебания температуры. Вода и растворы питательных веществ впитываются перлитом (100 грамм перлита могут вобрать до 400 мл воды) и постепенно отдаются растению. Достигается сокращение количества поливов, экономия воды (уменьшаются потери воды от испарения и дренажа) и удобрений (не вымываются). Предотвращается загнивание корней из-за избыточного полива и застоя воды. Благодаря капиллярному распространению влаги почва увлажняется равномерно. Применение перлита снижает общий вес земельной смеси, что наиболее актуально для крупномеров.

· Для гидропонного выращивания растений. Перлит используют в чистом виде или в качестве компонента субстрата при гидропонном выращивании растений на питательных растворах. Перлит крупных фракций используют самостоятельно или в смеси с керамзитом в качестве дренажного слоя на дне посадочной емкости.

· Для повышения влажности воздуха. Хорошо смоченный перлит крупных фракций, разложенный на поддоны возле растений, повысит влажность воздуха в помещениях в засушливые периоды и отопительный сезон. При этом вода с поверхности перлита будет испаряться постепенно, и эффект будет не так мимолетен, как после опрыскиваний.

· Для мульчирования верхнего слоя земли.

· Перлит -- благоприятная среда для хранения луковиц, клубней, клубнелуковиц, корневищ. Посадочный материал укладывают послойно, без взаимного соприкосновения, пересыпая слоями перлита 2-7 см. Таким образом обеспечивается защита от гниения, неблагоприятных внешних температурных и водных воздействий, преждевременного роста.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время в России для строительства применяется не более 20% выпускаемого вспученного перлита. Он практически не используется для изоляции стен, кровли, потолков. Между тем, в связи с повышением требований к теплозащите зданий, этот материал очень перспективен. Заводы, выпускающие вспученный перлит, сохранили свой производственный потенциал и могут сегодня поставить строителям любое требуемое количество перлита высокого качества.

Размещено на Allbest.ru

...