Використання перліту для утеплення

Проблема збереження тепла в промисловому і приватному будівництві стала причиною пошуку дешевих і в той же час високоякісних теплоізоляційних матеріалів. Це напрям почав інтенсивно розвиватися на початку 70-х років, і на сьогоднішній день існує безліч матеріалів, як натуральних, так і синтетичних, застосування яких дає значну економію теплоенергії.

Найважливішою метою теплоізоляції будівельних конструкцій є скорочення витрати енергії на опалювання будівлі. За офіційними даними, в Україні на опалення будівель щорічно витрачається близько 20% від загальної витрати енергоресурсів, тоді як у країнах Європи цей показник в 1,5-2 рази нижче за рахунок застосування більш ефективної теплоізоляції. Значне зниження витрати енергії на опалення можливе лише при комплексному підході до вирішення цієї проблеми. У цій статті мова піде про види теплоізоляційних матеріалів, виготовлених на основі спученого перліту, які знаходять широке застосування в промисловому і приватному будівництві.

Перліт це найменуванням класу природних силікатних порід, що мають вулканічне походження. Його особливість полягає в тому, що при швидкому нагріванні (термоударі) при температурі 900-1100^o C його гранули лопаються yf зразок попкорну і збільшуються в обсязі до 20 раз, так як зв'язана вода, яка перебуває у перліті, при випаровуванні створює незліченні дрібні бульбашки в розм'якшених осклянілих частинках. Саме ці бульбашки забезпечують таку малу вагу і інші виняткові фізичні властивості спученого перліту. У результаті виходять пористі стерильні гранули білого кольору розміром 1-10 мм., Мають насипну щільність 75-150 кг/м³. Спучений перліт - натуральний, дуже легкий, екологічно чистий матеріал з відмінними теплопровідними якостями (0.046-0.08 Вт / мК при 25^o C), який використовується в багатьох галузях промисловості: будівництві, металургії, сільському господарстві та інших областях в температурному діапазоні від -200 до +900^o C.

Спучений перліт також володіє високими звукоізоляційними властивостями, вогнестійкий, хімічно-інертний, не піддається впливу мікроорганізмів, комах і гризунів. Застосування теплоізоляційних матеріалів на основі спученого перліту в будівництві дозволяє знизити масу конструкцій, зменшити потребу в інших будівельних матеріалах (бетон, цегла, деревина та ін), скоротити витрату палива на опалення будівель, зменшити втрати тепла в промислових агрегатах. Також перлітова теплоізоляція є дуже ефективним способом зменшення СО² в атмосфері і, так званого, парникового ефекту, що доведено дослідженнями.

Фахівці виділяють наступні пріоритетні напрямки застосування спученого перліту в якості теплоізоляційного матеріалу:

• Засипна перлітова ізоляція (перлітовий пісок);
• Сухі будівельні суміші;
• Теплоізоляційні плити;
• Перлітова теплоізоляція покрівлі;

Засипна перлітова ізоляція

При проектуванні будівлі головна увага приділяється здешевленню конструкцій у поєднанні із застосуванням легких і якісних будівельних матеріалів. Одним з рішень полегшення конструкцій з одночасним поліпшенням теплопровідних характеристик є застосування засипної перлітової ізоляції. У цьому випадку можливе зниження тепловтрат на 50 % і більше, залежно від способу застосування. Перлітова засипка може застосовуватися в прошарках між внутрішньою і зовнішньою стіновою кладкою, між стіновою кладкою і внутрішньою обробкою, а також у всіх порожнинах стінової кладки.

Область застосування спученого перлітового піску досить обширна:

• в якості теплоізоляційних засипок в широкому температурному діапазоні від мінус 200^o C до плюс 900^o С;
• при виготовленні широкого спектру теплоізоляційних та акустичних матеріалів;
• при утепленні індивідуальних котеджів і садових будиночків;
• як заповнювач теплоізоляційних і жаростійких бетонів;
• як заповнювач в штукатурних розчинах, у тому числі при виготовленні вогнестійких розчинів і обмазок.

Для ізоляції стін будівель використовується знепилений перлітовий пісок, насипною масою 60-100 кг/м³. Засипку порожнини між несучою і облицювальною кладкою ведуть пошарово після укладання 3-4 рядів цегли. Засипаний шар щоб уникнути усадки в процесі експлуатації ущільнюють постукуванням приблизно на 10%. На робочих розривах ізоляції розміщують гідроізоляційні прокладки. При необхідності ізоляційний шар може бути виконаний будь-якої необхідної товщини. Володіючи високими теплозахисними властивостями, спучений перліт не старіє і не руйнується шкідниками тваринного і рослинного походження. При цьому товщина засипки всього лише в 3 см дозволяє замінити 15 см цегли по теплопровідним характеристикам. Тут важливим фактором є властивість перліту заповнювати всі порожнини і порожнечі кладки, що невластиво іншим ізоляційним матеріалам.

Сухі будівельні суміші

В Україні незаслужено мало застосовується спучений перліт в сухих будівельних сумішах, хоча вітчизняні розробки дозволяють використовувати його в широкому діапазоні будівництва із збереженням всіх споживчих властивостей, притаманних зарубіжним аналогам. Змішані в сухому стані з гіпсом або цементом перлітові склади розчиняються водою безпосередньо на будівельному майданчику і укладаються. Ними заповнюються порожнини в стінах, блоках, цеглі, проводиться затирання швів і щілин.

Діапазон застосування спученого перліту в сухих будівельних сумішах обширний: шпатлювальні і склеювальні склади, самовирівнюючі суміші для підлог, суміші для ремонтних робіт та затирання швів і т.д. Такі склади в середньому мають такі характеристики: середня щільність - 650 кг/м³; міцність на розрив - більше 1,7 Н/м²; міцність на стиск - більше 5 Н/м²; теплопровідність - близько 0,2 Вт/(МЧК). По виду зв'язуючих, перлітні склади діляться на гіпсо- перлітні, цементно- перлітні і вапняно - перлітні .

Теплоізоляційні плити на основі спученого перліту

Найбільша кількість спученого перліту в світовій практиці використовується в формуваннях теплоізоляційних виробах (близько 60 %). Як зв'язуючі використовують різні продукти: цемент, гіпс, бітум, рідке скло. Також використовується вапно, глина, смоли та інші полімери. Враховуючи властиву перліту гігроскопічність, теплоізоляційні плити краще застосовувати для внутрішньої ізоляції, але існують методики, що дозволяють використовувати їх також в якості зовнішньої ізоляції.

 Область застосування таких виробів включає:

• для вогнезахисту , тепло- і звукоізоляції будівельних конструкцій, поверхонь трубопроводів та обладнання при температурах від -80 до +600^o C ;
• в якості екологічно-чистого теплоізоляційного матеріалу для вибухо- і пожежонебезпечних виробництв;
• на дачних і садових ділянках для утеплення житлових приміщень, гаражів, лазень і госп. приміщень.

Теплоізоляційні плити на основі спученого перліту дуже зручні в експлуатації, можуть випускатися будь-якого розміру і товщини, а їх рівна поверхня дозволяє використовувати декоративне покриття без додаткової обробки. Фізико-механічні показники представлені нижче:

• Щільність 100-600 кг / куб.м .
• Теплопровідність 0,06-0,118 Вт / м К
• Міцність при стисненні 0,3 - 0,55 Мпа
• Вологість 2-4%
• Гідрофобність 5-10%

Головні переваги застосування перлітових плит полягають в малій вазі і підвищеними тепло- і звукоізоляційними характеристиками. Також необхідно відзначити, що утеплені цими виробами стіни і перекриття не обживаються гризунами, тарганами, не схильні до гниття, не вражаються грибками і цвіллю.

Перлітова теплоізоляція покрівлі

Також затребуваним матеріалом, використовуваним при виконанні теплоізоляції є бітумоперліт, який застосовується для теплоізоляції дахів і перекриттів. Частинки перліту, попередньо в заводських умовах оброблені бітумом, при додаванні в нього розчинника стають клейкими. Це дозволяє безпосередньо при проведенні робіт створювати надзвичайно міцні ізоляційні шари будь-якої форми. Така ізоляція добре комбінується з бітумними покривними шарами і ізоляційними плитами, не вимагає нагріву перед укладанням. У світовій практиці широко використовуються перлітові засипки в конструкціях теплих похилих дахів. Спочатку на крокви укладаються дифузійно-проникні нижні покриваючі плити (наприклад, гіпсокартонні плити). Перліт насипається в порожнину між обшивкою і латами і ущільнюється на 10 %.

Для приготування бітумоперлітної суміші використовуються пісок перлітовий спучений марок 150, 200 ГОСТ 10832-91 і бітум будівельний ГОСТ 6617-76. Приготовлена суміш має такі характеристики:

• Насипна щільність, кг/м³ - 180
• Щільність в ущільненому стані , кг/м³ - 250
• Теплопровідність , Вт / м^o С - 0,067
• Опір високій температурі, ^oС - 500
• Міцність при стисненні Н/мм² - 0,35

Ще одним матеріалом, застосовуваним при ізоляції покрівлі служить перлітобетон. Перлітобетонна теплоізоляція має прекрасну вітро- і вогнестійкість в порівнянні з іншими ізоляційними матеріалами а також високий термічний опір. За своїми характеристиками перлітобетонна ізоляція не поступається бітумоперлітній, і їх використання залежить від особливостей будівельних конструкцій.

Теплоізоляційні матеріали є, в основному, місцевими будівельними матеріалами. Їх невигідно перевозити на далекі відстані, тому що внаслідок їх малої середньої щільності не використовується повністю вантажопідйомність транспортних засобів. Таким чином, у теплоізоляційних виробів, виготовлених на основі спученого перліту, з'являється додаткова конкурентна перевага, адже повний їх спектр виробляється в Україні, що дозволяє заощадити на транспортуванні і митному ооформленні в порівнянні з імпортними аналогами.

Спучений перліт, який знайшов широке застосування як в Україні, так і за кордоном, продовжує залишатися найбільш перспективним екологічно-чистим натуральним матеріалом. Вітчизняний рівень технологій застосування, теоретичні знання дозволяють зробити висновки, що спучений перліт і теплоізоляційні матеріали з нього будуть затребувані у все більших обсягах.