Вспученный перлит - высокоэффективный пористый материал, получаемый в результате термической обработки водосодержащей алюмосиликатной перлитовой породы вулканического происхождения. Мировой опыт применения теплоизоляции на основе вспученного перлита

Обладая мощной сырьевой базой и развитым производством перлитовых материалов, Украина с готовностью может использовать вспученный перлит в строительной отрасли. Главное - правильно воспользоваться мировым опытом. Вспученный перлит - высокоэффективный пористый материал, получаемый в результате термической обработки водосодержащей алюмосиликатной перлитовой породы вулканического происхождения. Благодаря своим уникальным физико-техническим свойствам, он нашел большое применение во многих отраслях промышленности. Наиболее перспективным является применение вспученного перлита в строительстве, энергетике, металлургии, криогенной технике в качестве эффективного теплоизоляционного материала, температура применения которого от -200 до +900°С.

Высокие сорбционные свойства перлита обусловили его широкое применение в сельском хозяйстве, коммунальном хозяйстве, а также в качестве эффективного фильтровального материала в пищевой, нефтеперерабатывающей, медицинской промышленности. США является одним из крупнейших производителей и потребителей вспученного перлита. Страна имеет собственные месторождения и, кроме того, работает на привозном (преимущественно - греческом) сырье). Там же, в США расположен Всемирный Институт Перлита - организация, объединяющая более 70-ти перлитовых компаний мира. Компании представляют карьеры, на которых добывается перлитовое сырье, предприятия по производству фракционированного сырья, предприятия-производители вспученного перлита и изделий на его основе, потребителей перлитовых материалов и изделий. Информация Института Перлита положена в основу данной статьи. В США используется, в основном, вспученный перлитовый песок в качестве эффективного теплоизоляционного материала и материала, имеющего высокие сорбционные свойства. Потребление вспученного перлита в США: в качестве агроперлитав сельском хозяйстве -10%, в виде порошка для фильтрования в различных отраслях промышленности -9%, в качестве мелкодисперсных наполнителей в красках, линолеуме и др. -7%, для низкотемпературной изоляции -10%, для штукатурных и других строительных растворов -4%, для высокотемпературной изоляции, в качестве сорбента нефтяных продуктов, для акустических целей -2%. Для теплоизоляции в виде засыпного материала и в виде различных теплоизоляционных изделий -68%.

Специалисты выделяют следующие направления применения вспученного перлита в качестве теплоизоляционного материала и для производства различных теплоизоляционных изделий: • засыпная изоляция; • перлитовые стеновые изделия; • перлитовые основания под полы; • перлитовая изоляция кровли; • перлитовая изоляция дымоходов, бассейнов; • изоляция трубопроводов; • перлитовые штукатурки. ЗАСЫПНАЯ ПЕРЛИТОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ Затраты энергии на нагревание и охлаждение помещений и потребность в её экономии в строительстве привели к необходимости создания в зданиях теплозащитных "оболочек". Благодаря тепло-эффективной оболочке здания улучшаются тепловые характеристики наружных стен. Выбор оптимальной конструкции стены основывается на тепловых характеристиках, а также на стоимости строительства, конструктивных требованиях и эстетике.

Один из путей создания таких оболочек - засыпная перлитовая изоляция. Теплопотери через стены на протяжении срока службы здания могут быть огромны. Благодаря засыпной перлитовой изоляции может быть достигнуто снижение теплопотерь через стены на 50% и более.

Стоимость тепла, сэкономленного за счёт использования перлита, может намного превысить стоимость самой изоляции. Вспученный перлит, применяемый для засыпной изоляции при кладке стен, представляет собой инертную вулканическую породу, вспученную при высокой температуре и обработанную негорючими кремиий-органическими составами для гидрофобизации. Легкие гранулы вспученного перлита с бесчисленными крошечными закрытыми воздушными порами имеют превосходные теплотехнические характеристики и защищают от пожара. СВОЙСТВА И ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАСЫПНОЙ ПЕРЛИТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ "Текучая". Равномерно и полностью заполнит все пустоты и полости стеновой кладки. Текучесть перлита также позволяет производителю кладочных работ устанавливать несколько слоев блоков до засыпки изоляции в отверстия воздушных прослоек и пустоты самих блоков. Неорганическая . Не подвержена гниению, в ней не заводятся паразиты и муравьи. Негорючая.

Температура плавления перлита -1260°С, распространение огня - 0, содержание горючих компонентов - 0, при заполнении пустот кладки из бетонных блоков толщиной 20 см гидрофобизированным перлитом огнестойкость конструкции повышается с двух до четырех часов. Водоотталкивающая. Обработка перлита негорючим гидрофобизатором значительно уменьшает водопоглощение перлита. Лабораторные испытания по проникновению воды показывают, что пустоты стен, заполненные подготовленным таким образом перлитом, препятствуют проникновению влаги во внутренние перегородки. В соответствии с процедурами, установленными Национальным Бюро Стандартов США, эксплуатационные характеристики стен были оценены как "превосходные". Однако нужно отметить, что такие свойства перлитовой изоляции будут только при условии качественной кладки стены. Хорошее качество кладки должно также сочетаться с использованием водоотводов.

Звукоизолирующая. Перлитовая засыпная изоляция имеет способность заполнять все пустоты, растворные швы и раковины, позволяя, таким образом, уменьшить передачу звуковых волн через стены. Легкий 20-сантиметровый стеновой блок, заполненный перлитом, по звукоизоляции даже превышает нормативные показатели. Экономичная. Перлитовая засыпная изоляция кладки обеспечивает превосходные тепло- и огнестойкие свойства стен при небольших затратах. Она легкая и быстро заполняет необходимые пустоты в кладке без применения специального оборудования и навыков. Постоянные теплозащитные характеристики стены. Перлитовая засыпная изоляция не теряет своих свойств со временем и не оседает в теплозащитных "оболочках", в пустотах стеновой кладки и в самих стеновых блоках.

Конкурентная стоимость. Перлитовая засыпная изоляция по стоимости конкурентоспособна с другими видами изоляции стеновой кладки. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ЗАСЫПНОЙ ПЕРЛИТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ Засыпная перлитовая изоляция должна применяться: — во всех наружных (и внутренних) пустотах стеновой кладки; — в прослойках между всей наружной (и внутренней) стеновой кладкой; — между наружной стеновой кладкой и внутренней отделкой.

Перлитовая изоляция засыпается непосредственно из мешка (или через бункер) в стену сверху через любой удобный интервал (но не более 6 м). До установки подоконников должны быть заполнены полости под дверными и оконными проемами. При необходимости набивать или утрамбовывать. Все отверстия и неплотности в стене, через которые перлитовая изоляция может высыпаться, должны закрываться до засыпки изоляции. Для устройства водоотводов может использоваться медь, гальванизированная сталь или стекловолокно. Перлитовая изоляция должна остаться сухой. При работе засыпанные изоляцией полости должны чем-то накрываться от дождя.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАСЫПНОЙ ПЕРЛИТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПО СРАВНЕНИЮ С ДРУГИМИ МАТЕРИАЛАМИ Об этих преимуществах дают представление испытания фрагментов стены в натуральную величину. Так, например, результаты таких испытаний показывают, что каменная кладка, засыпанная предварительно гидрофобизированной перлитовой изоляцией, фактически на 22% более эффективна по теплозащите, чем аналогичная кладка, утепленная пенополистирольными вкладышами. Здесь основную роль играет "текучесть" перлита, которая позволяет заполнить все полости и пустоты кладки и таким образом предохранить стену от конвективных тепловых потоков, а также - негорючесть перлита.

Проведенные испытания фрагментов стен показывают также, что перлит на 12% более эффективен, чем пенополистирольные гранулы. В этом случае преимущество перлита также связано с его "текучестью". Пенополистирольные гранулы - чрезвычайно легкие и вызывают трудности при засыпке.

Кроме того, они обладают статическим зарядом и имеют тенденцию удерживаться у стенок пустот после засыпки. В результате в кладке могут образовываться незаполненные пространства. Такие незаполненные ячейки приводят к ухудшению теплозащитных характеристик стен, изолированных с помощью пенополистирольных гранул.

Этого не происходит при использовании перлитовой изоляции. Перлитовая засыпная изоляция кладки обеспечивает полное заполнение стены. Испытания, выполненные компанией "Dynatherm Engineering" показывают, что перлит на 6% более эффективен в качестве засыпной изоляции, чем вермикулит. Хотя характеристики этих двух материалов близки, закрытая структура пор и более низкая теплопроводность перлита обеспечивают ему преимущества.

ПЕРЛИТОВЫЕ СТЕНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ Искусственный перлитовый камень может быть сформован в виде кирпича или блока. Преимущество искусственного перлитового камня - малый вес. Традиционный камень и стеновые изделия достаточно тяжелые и требуют устройства более дорогой несущей конструкции.

При использовании перлитовых изделий традиционный каркас и его материалы обычно облегченные, и затраты на его установку могут быть уменьшены. Другое преимущество легких перлитовых камней - снижение затрат на погрузку и легкость обработки. Кроме того, перлит обеспечивает преимущества в теплоизоляции и противостоит огню. Формованные перлитовые изделия могут использоваться в новом строительстве, при перепланировке, а также внутри и снаружи зданий, в зависимости от используемого вяжущего. Обычно при изготовлении перлитовых изделий используются портландцемент, гипс, известь, глина, смолы или другие полимеры. В состав смеси могут включаться также песок, сланец, пигменты, рубленое щелочестойкое стекловолокно, полипропиленовые или древесные волокна, а также различные химические добавки. Составы смесей (вяжущее:перлит) для перлитовых изделий находятся в диапазоне от 1:4 до 1:10 по объему. Смешивание выполняется в ленточных, растворных или других смесителях с невысокой скоростью оборотов.

Тип лопастей и их размер должен быть выбран для самого медленного перемешивания, чтобы избежать измельчения перлитовых зерен. Перлитовые изделия могут быть сформованы по литьевой или прессовой технологии в рельефных формах, экструзией или вибрированием в деревянных или стальных формах. Готовая поверхность и конфигурация изделия определяется используемой формой. Легкие перлитовые изделия в виде кирпичей и блоков применяются для наружной и внутренней кладки стен и перегородок, кладки каминов. Перлит может также использоваться при изготовлении адгезивов, клеев и растворов, используемых в комплекте со стеновыми изделиями. ПЕРЛИТОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ПОЛА Перлитовая изоляция в виде основания под полы может использоваться для " плавающих" бетонных полов, асфальтированных полов и "плавающих" дощатых полов.

Это особенно удобно, когда нужно выровнять пол и значительно повысить звукоизоляцию между этажами, между полом и стенами и изолировать системы трубопроводов. Перлитовая изоляция под полы - неорганическая, не гниет, не горит, не является средой для грызунов. Благодаря нейтральному рН, не вызывает коррозии трубопроводов и электрических разводок, которые могут быть в области пола. Для перлитовой изоляции под полы используется перлит с гидрофобными и пылеподавляющими свойствами, специально произведенный для этих целей. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЛИТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПОД ПОЛЫ • Плотность - 70... 100 кг/м3 • Фракционный состав перлита - 10...20% фракций 1,18 мм, 90% фракций 0,15 мм • Теплопроводность (изменяется с плотностью) -0,039...0,047 Вт/(м°С) "ПЛАВАЮЩИЕ" ПОЛЫ Перлитовая изоляция наиболее часто используется под "плавающие" бетонные полы, асфальтированные полы или деревянные полы. Эта система особенно полезна, когда используется встроенное в пол отопление, поскольку перлитовая изоляция не расширяется, не дает усадку при изменениях температуры и негорючая. Применяется перлитовая изоляция под полы толщиной 30 см, но нормальной и достаточной является толщина порядка 10 см. Изоляция под полы более чем 10 см должна быть уплотнена.

Характерная особенность перлитовой изоляции в том, что частицы при уплотнении сцепляются между собой и в дальнейшем не будут вызывать изменение объема. ВЫРАВНИВАНИЕ ПОЛОВ Особое свойство перлита - способность обтекать любые неровности, шероховатости или выступы, имеющиеся на основании пола. Это позволяет легко и быстро определить уровень пола. Кроме того, поскольку перлитовая изоляция под полы водоотталкиваищая, она не будет поглощать воду в случае аварийные протечек водопровода, что может ограничить причиняемый в подобных ситуациях ущерб. Поскольку перлит - неорганический материал с нейтральным рН, трубопроводы или электрические коммуникации, находящиеся под полом, не будут подвергаться коррозии.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ Сегодня все большее значение придается звукоизоляции. Устройство " плавающих" полов на перлитовом основании, отделенных от несущей конструкции упругими прокладками, позволяет снизить уровень ударного шума и повысить индекс изоляции воздушного шума в перекрытиях. Перлитовая изоляция под полы может применяться и для многослойных систем с насыпной изоляцией. ПЕРЛИТОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ДЫМОХОДОВ Конденсат, который может образовываться в дымоходах, когда горячие газы соприкасаются с холодными стенками дымохода, создает две серьезных проблемы. Первая - образование горючих смол на стенках дымохода, которые могут послужить причиной пожара. Вторая - образование сернистых соединений, которые разрушают кладочный раствор дымохода, что может привести к утечке дыма, образованию пятен и даже к разрушению самого дымохода. Кроме того, дополнительная изоляция дымоходов позволяет закрыть все дефекты кладки и улучшить тягу при уменьшении размеров дымохода. Вспученный перлит - идеальный материал для изолирования дымоходов, поскольку он неорганический, негорючий и обладает превосходными теплоизоляционными свойствами в широком диапазоне температур. Кроме того, на перлит не действует большинство кислот.

Перлитовая изоляция дымохода может быть изготовлена непосредственно на стройплощадке, но обычно для гарантии качества используется уже подготовленная перлитоцементная смесь. В новом строительстве может использоваться засыпная перлитовая изоляция между внутренней дымовой трубой и внешним корпусом дымохода. РЕМОНТ ДЫМОХОДОВ Нагнетаемая перлитовая изоляция дымохода часто используется при ремонте или переделке существующих дымоходов. Для этого на длину дымохода вставляется резиновая труба, которая впоследствии извлекается. Труба поддерживается и блокируется в топке или в основании дымохода и надувается до желаемого диаметра. Труба может быть круглая или овальная, в зависимости от конфигурации дымохода. Распорные детали поддерживают надувную трубу в дымоходе в стационарном положении. Перлитоцементная смесь накачивается в пространство между этой трубой и внутренней поверхностью корпуса дымохода. Когда произошло твердение смеси в течение, как минимум, 12 часов, труба сдувается и убирается, а верх дымохода закрывается колпаком из раствора.

Поскольку существует много вариантов изоляции дымоходов, для приготовления перлитовых смесей и производства работ должен использоваться специально обученный персонал. НОВОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО Легкая засыпная перлитовая изоляция или тощие смеси вспученного перлита и цемента могут использоваться для изоляции новых строящихся дымоходов в процессе их кладки. В этом случае перлит засыпают или закачивают между стенками дымохода. Аналогичную изоляцию можно выполнять и в случае металлической внутренней трубы. Для изготовления сборных элементов изоляции дымоходов вспученный перлит может также использоваться и с другими связующими. БИТУМОПЕРЛИТОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ КРОВЛИ Битумоперлит - это сухой гранулированный материал, состоящий из частиц перлита, покрытых битумом. Это материал, готовый к использованию (засыпается из мешков), не требует ни дополнительного перемешивания, ни добавок. Битумоперлит - уникальный материал для основания кровли - имеет существенные преимущества: — обеспечивает теплоизоляцию кровли; — может укладываться с уклоном для стока воды; — не требует времени на твердение или высыхание; — обеспечивает монолитное основание; — не требует дополнительной подготовки к укладке; — легкий, сухой, гранулированный материал; — пригоден как для ремонта, так и для нового строительства. Технические характеристики битумоперлита: — Насыпная плотность, кг/м3 - 180 — Плотность в уплотненном состоянии, кг/м3 - 250 — Теплопроводность, Вт/(м°С) - 0,067 — Сопротивление высокой температуре, °С - 500 — Прочность при сжатии - 0,35 Н/мм2 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Новое строительство.

Битумоперлит может применяться непосредственно по жестким поверхностям типа бетона, к которым хорошо приклеивается холодный битум. Если битумоперлит применяется по деревянному основанию, предварительно используется рубероид, прибитый к древесине. Ремонт кровли.

Битумоперлит - превосходный материал для ремонта существующей кровли, поскольку может применяться по конструктивно прочным поверхностям, очищенным от грязи и отслоений, и покрытым слоем холодного битума. Обеспечивается не только дополнительная изоляция существующего основания, но может быть также устранен застой воды на крыше, благодаря устройству уклонов к воронкам внутреннего водостока или по периметру кровли. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА БИТУМОПЕРЛИТОВОГО ОСНОВАНИЯ КРОВЛИ Перед укладкой битумоперлитового основания кровля предварительно подготавливается. Затем сухой гранулированный битумоперлит высыпают из мешков, распределяют и выравнивают на толщину на 40% большую, чем окончательная желаемая толщина и с желаемым уклоном. Для уплотнения используют листы фанеры, положенные на материал и каток весом 180 кг. Окончательное уплотнение достигается укатыванием битумоперлита катком непосредственно по материалу, без фанеры.

С помощью битумоперлита могут быть выполнены монолитные основания для различных типов кровли. Поскольку не требуется времени для твердения битумоперлита или для его сушки, непосредственно после его укладки и уплотнения по нему может настилаться рулонная кровля с использованием горячего битума. Если требуется защита от ультрафиолетового излучения или от механических воздействий, поверх кровельного материала может быть уложен слой щебня. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПЕРЛИТОБЕТОН ДЛЯ КРОВЛИ ИЗОЛЯЦИЯ КРОВЛИ Перлитобетонная изоляция покрытия имеет прекрасную ветро- и огнестойкость по сравнению с другими изоляционными кровельными материалами, а в сочетании с пенополистирольным теплоизоляционным слоем, закрытым перлитобетоном, имеет высокое термическое сопротивление. Уклон для стока дождевой воды легко выполняется за счет изменения толщины перлитобетона или за счет ступенчатого расположения пенополистирольных плит различной толщины с последующим закрытием их слоем перлитобетона. Перлитобетонная изоляция может быть устроена по профнастилу из оцинкованной стали, сборному или монолитному бетону, или по существующему кровельному материалу, обеспечивая гладкое и твердое покрытие без швов, готовое к покрытию кровельным материалом.

Если перлитобетон будет влажным, это не принесет вреда. Перлитобетонная изоляция идеально подходит для настилки новой кровли. Она обеспечивает долговечную, малоуклонную кровлю с высокими теплозащитными свойствами над помещениями, нейтрализуя недостатки уже существующих кровельных оснований. Если существующее основание качественное и способно нести дополнительную заданную нагрузку, изоляция из перлитобетона может применяться и к существующей кровле. Система перлитобетонной изоляции кровли была испытана и аттестована Страховыми Лабораториями и другими ведомствами США на степень пожарной опасности и на устойчивость к ветровой нагрузке. Система оценена как негорючая. При огневых испытаниях фрагмента в натуральную величину огнестойкость составляет 2-3 часа, в зависимости от конструкции.

Перлитобетонный слой по железобетонному покрытию с плитной пенополистирольной изоляцией имеет достаточный показатель сопротивления ветровой нагрузке. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ПЕРЛИТОБЕТОННОЙ ИЗОЛЯЦИИ КРОВЛИ Материалы, применяемые для устройства перлитобетонной изоляции кровли: вспученный перлит, портландцемент, вода, воздухововлекающая добавка, рекомендуемая изготовителем перлита, а также пенополистирол минимальной плотности 16 кг/м3 с отверстиями для крепления. Если это требуется по противопожарным характеристикам, может быть укрепление арматурной сеткой.

Плотность перлитобетона в сухом состоянии - 380-480 кг/м3, минимальный предел прочности при сжатии - 0,86 МПа. Слои перлитобетонной изоляции могут укладываться через каждые 48-72 часа, если достаточно сухо, и она может выдерживать нагрузку от нахождения на ней рабочих без повреждения поверхности. При реконструкции кровли существующая изоляция должна быть исследована на прочность и влажность. Минимальный рекомендуемый уклон для нормального отвода воды - 1/8. Уклон перлитобетонной изоляции наиболее экономично выполнять за счет ступенчатого расположения пенополистирольных плит.