Вспученный перлит представляет собой высокоэффективный сыпучий теплоизоляционный материал, получаемый при термической обработке вулканического стекла при температуре 1000-1200°C. В результате вспучивания объем исходного сырья увеличивается в 10-15 раз, образуется пористая структура с насыпной плотностью 75-200 кг/м³ для песка, обладающая коэффициентом теплопроводности 0,043-0,08 Вт/(м·°С) и классом негорючести НГ.
Что такое вспученный перлит
Вспученный перлит - это продукт термической обработки природного перлитового сырья, представляющего собой вулканическую стекловатую породу кислого состава. Исходный перлит содержит 2-5% кристаллически связанной воды, которая при резком нагревании переходит в парообразное состояние, вспучивая материал подобно попкорну.
Технология производства включает измельчение породы до требуемых фракций с последующим термическим ударом в печах. При достижении пиропластического состояния связанная вода взрывообразно испаряется, создавая бесчисленные микропоры в размягченной стекломассе. В результате получается сыпучий материал белого или светло-серого цвета с высокой пористостью 70-85%.
Перлит относится к группе эффективных теплоизоляционных материалов природного происхождения. Химический состав включает 65-77% диоксида кремния, 11-16% оксида алюминия, незначительные количества оксидов железа, кальция, магния, натрия и калия. Содержание связанной воды в исходном сырье составляет от 2 до 5%.
Технология производства вспученного перлита
Подготовка сырья
Производственный процесс начинается с дробления перлитовой породы на щековых и молотковых дробилках. Измельченное сырье рассеивают на виброситах для получения фракций с размерами зерен: до 0,25 мм, 0,25-0,5 мм, 0,5-1 мм, 1-2 мм, 2-3 мм. Зерна крупнее 3 мм подвергают дополнительному измельчению или используют для получения перлитового щебня.
Термическая обработка
Обжиг ведется пофракционно во вращающихся печах. Современная технология предусматривает двухстадийную термообработку: предварительный подогрев при 200-500°C в противоточной вращающейся печи и кратковременный обжиг со вспучиванием при 1000-1200°C в прямоточной печи. Температура и время обжига зависят от размера зерен - мелкие фракции требуют меньшего времени.
Предварительный подогрев уменьшает растрескивание зерен, снижает водопоглощение готового продукта, увеличивает количество закрытых пор и повышает прочность материала. Вспученные частицы подхватываются газовым потоком, транспортируются в циклон-классификатор для разделения на легкие и тяжелые фракции, после чего рассеиваются на готовые фракции.
Классификация и марки вспученного перлита
Группы по зерновому составу
Вспученный перлитовый песок подразделяется на группы в зависимости от размера фракций согласно ГОСТ 10832-2009:
- ВПП - вспученный песок очень мелкий (перлитовый порошок): до 0,16 мм
- ВПМ - вспученный песок мелкий: от 0,16 до 1,25 мм
- ВПС - вспученный песок средний: от 0,16 до 2,5 мм
- ВПК - вспученный песок крупный: от 1,25 до 5,0 мм
- ВПР - вспученный песок рядовой: от 0,16 до 5,0 мм
Вспученный щебень выпускается в двух группах: мелкий (ВПЩМ) с размером зерен 5-10 мм и крупный (ВПЩК) 10-20 мм.
Марки по насыпной плотности
Вспученный перлитовый песок классифицируется по маркам от М75 до М500, где цифра обозначает максимальное значение насыпной плотности в килограммах на кубический метр. Наиболее востребованы марки М75, М100, М150 и М200.
| Марка | Насыпная плотность, кг/м³ | Основное применение |
|---|---|---|
| М75 | До 75 | Сухие строительные смеси, легкие штукатурки |
| М100 | 75-100 | Теплоизоляционные засыпки, строительные растворы |
| М150 | 100-150 | Наполнитель легких бетонов, агроперлит |
| М200 | 150-200 | Заполнитель конструкционных легких бетонов |
Технические характеристики вспученного перлита
Теплофизические свойства
Коэффициент теплопроводности вспученного перлита находится в диапазоне 0,043-0,08 Вт/(м·°С) при температуре 25°C и находится в прямой зависимости от насыпной плотности материала. Для марки М75 теплопроводность составляет не более 0,043 Вт/(м·°С), для М100 - 0,043-0,052 Вт/(м·°С), для более высоких марок значение возрастает пропорционально плотности.
Материал характеризуется широким температурным диапазоном применения: от минус 200°C до плюс 875°C. Температура размягчения перлитового стекла составляет 980°C. Высокая пористость обеспечивает не только теплоизоляционные, но и звукопоглощающие свойства - коэффициент звукопоглощения достигает максимальных значений в диапазоне частот 200-1200 Гц.
Физико-механические параметры
Влажность поставляемого вспученного перлита составляет не более 2% по массе. Водопоглощение варьируется от 96% до 1000% по массе в зависимости от структуры пор и насыпной плотности. Материал способен впитывать жидкости до 400% собственного веса, при этом один объем перлита поглощает приблизительно один объем жидкости.
Вспученный перлит относится к группе негорючих материалов класса НГ. При воздействии открытого пламени не выделяет токсичных веществ, не поддерживает горение. Потери при прокаливании в течение 3 часов при 900°C не превышают 1,5%.
Применение вспученного перлита в строительстве
Теплоизоляционные засыпки
Основное направление использования - засыпная теплоизоляция стен, полов, кровель и перекрытий. Толщина перлитовой прослойки 25-30 мм эквивалентна по теплопроводности кирпичной кладке в один кирпич (250 мм). Засыпку ведут послойно с уплотнением приблизительно на 10% для предотвращения усадки.
При устройстве полов используют гидрофобизированный перлитовый песок с размером частиц до 6 мм и насыпной плотностью до 95 кг/м³. Для изоляции стен применяют песок объемной массой 60-100 кг/м³. Засыпку полостей в стеновой кладке выполняют после укладки 3-4 рядов кирпича с размещением гидроизоляционных прокладок на рабочих разрывах.
Заполнитель легких бетонов
Вспученный перлитовый песок марок М100-М200 служит заполнителем при изготовлении легких бетонов с объемной массой 400-1000 кг/м³ в сухом состоянии. Коэффициент теплопроводности перлитобетона составляет 0,12-0,32 Вт/(м·°С) при прочности на сжатие 5-75 кг/см².
Сухие строительные смеси и штукатурки
Перлитовый песок марок М75 и М100 используется как наполнитель теплоизоляционных штукатурных растворов. Штукатурный слой толщиной 30 мм с перлитом заменяет по теплоизолирующим свойствам 150 мм кирпичной кладки. Материал применяется в составе огнестойких и антикоррозийных обмазок, гипсовых перегородок.
Специальные области применения
Металлургическая промышленность
Вспученный перлит насыпной плотностью до 100 кг/м³ используется при изоляции зеркала расплава в ковшах, изложницах и литейных формах. Теплоизоляционный слой препятствует быстрому охлаждению расплава, способствуя переходу примесей и шлаков в прибыльную часть. Применяется для изоляции блоков разделения воздуха на кислород и азот, в литейных формующих смесях.
Сельское хозяйство
Агроперлит - фракции 1-5 мм - применяется как разрыхляющая добавка к почве. Содержание перлита в грунте варьируется от 30% до 100% в зависимости от технологии выращивания. Материал используется для проращивания семян, укоренения черенков, выращивания рассады. Агроперлит предотвращает вымерзание корневой системы благодаря низкой теплопроводности.
Фильтрация
Фильтроперлит - фракция 0-0,16 мм - обладает уникальными сорбционными свойствами благодаря значительной поверхности поглощения. Материал способен поглощать количество жидкости, превосходящее его собственный объем до 20 раз. Высокая пористость 70-80% обеспечивает рекордную скорость поглощения, малый диаметр пор позволяет задерживать мельчайшие частицы взвесей.
Преимущества и особенности эксплуатации
Основные достоинства
- Негорючесть и огнестойкость - класс НГ, температура применения до 875°C
- Низкая теплопроводность 0,043-0,08 Вт/(м·°С)
- Биологическая стойкость - не подвержен разложению, гниению, не является средой для микроорганизмов
- Химическая инертность - не вступает в реакции с другими веществами
- Экологическая безопасность - природное происхождение, отсутствие токсичных компонентов
- Долговечность - не стареет, не теряет свойств со временем
- Малая насыпная плотность 75-200 кг/м³ снижает нагрузку на конструкции
Особенности работы с материалом
При работе с сухим перлитом необходимо учитывать его высокую пылимость - рекомендуется предварительное увлажнение материала. Транспортирование осуществляется в крытых транспортных средствах, хранение производится раздельно по фракциям и маркам в условиях, исключающих распыление, увлажнение и загрязнение.
Для теплоизоляции важно использовать полностью сухой материал. При засыпке полостей в кладке в период строительства необходимо укрывать полости от атмосферных осадков. Упаковка производится в бумажные трехслойные или полипропиленовые мешки, мягкие контейнеры МКР.
Требования ГОСТ 10832-2009
Производство и контроль качества вспученного перлитового песка и щебня регламентируется стандартом ГОСТ 10832-2009, введенным в действие с 01.01.2011. Стандарт устанавливает технические требования к зерновому составу, насыпной плотности, прочности при сдавливании в цилиндре, водопоглощению и влажности.
Испытания проводятся по методикам ГОСТ 9758-86 для определения насыпной плотности, межзерновой пустотности, водопоглощения. Прочность при сдавливании определяется как способность материала противодействовать усилиям при погружении пуансона в слой пробы на заданную глубину.
Часто задаваемые вопросы
Вспученный перлит является универсальным теплоизоляционным материалом с широким спектром применения в строительстве, промышленности и сельском хозяйстве. Сочетание низкой теплопроводности, негорючести, экологичности и доступности делает его эффективным решением для теплоизоляции зданий и сооружений. Правильный выбор марки и фракции перлита в соответствии с требованиями ГОСТ 10832-2009 обеспечивает оптимальные эксплуатационные характеристики конструкций.
