Вспученный перлит как утеплитель

Более полувека вспученный перлитовый песок используется в качестве утеплителя — и в чистом виде, и в теплоизоляционных изделиях.
Легкий (50-250 кг/м3) и негорючий пористый материал 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 заполнителя при производстве легких бетонов, лакокрасочных изделий, линолеума.
Ежегодный мировой уровень производства вспученного перлита достигает 20 млн м3. А средний ежегодный мировой рост объемов производства этого материала в 90-е гг. составил около 10%.
Лидером в производстве вспученного перлита и продукции из него являются США. Там ежегодно производится около 7 млн м3 этого продукта. При этом в строительной отрасли используется 70% производимого вспученного перлита. Для сравнения: в 2001 г. в России было произведено и получено по экспорту около 8,5 млн м3 теплоизоляционных материалов включая перлит.
В начале 90-х гг. в СССР объем выпуска вспученного перлита составлял 2,0 млн м3, при этом 90% материала производилось в России. Сегодня годовой объем производства вспученного перлита в России не превышает 200 тыс. м3. Анализ зарубежного и отечественного опыта применения вспученного перлита в строительстве показывает, что помимо традиционных сфер применения этого материала, известных как в России, так и за рубежом, появились и интенсивно развиваются новые направления, которые пока мало освоены.
Наибольшее количество вспученного перлита в мировой практике используется в формованных теплоизоляционных изделиях (около 60%). В качестве связующего используют цемент, гипс, битум, жидкое стекло. Такие изделия выпускаются и в России. Среди перспективных российских формованных теплоизоляционных изделий сегодня можно назвать лигноперлит, эпсоперлит, перлитодиатомит, термоперлит. В качестве связующего в этих изделиях применены соответственно лигносульфонаты, водорастворимая соль — семиводный сульфат магния, гидрооксид натрия и его соли.
К началу 90-х гг. институтом "Теплопроект" были разработаны и прошли все необходимые экологические и огневые испытания такие теплоизоляционные материалы на основе перлита, как лигноперлит, эпсоперлит, термоперлит и перлитодиатомит. В настоящее время Апрелевский опытный завод института "Теплопроект" освоил выпуск термоперлита и перлитодиатомита.
Производство этих изделий отличает от других известных производств изделий из перлита низкая относительная влажность формовочной массы (25-35%). Это позволяет организовать их изготовление по прокатно-конвейерной технологии и сделать его практически безотходным. Кроме того, пониженная влажность формовочной массы этих изделий позволяет на 25-30% снизить энергозатраты на их тепловую обработку. Все они экологически и пожаробезопасны.
Эти материалы, не имеющие в своем составе органических соединений, могут быть применены как для изоляции горячих поверхностей (термоперлит — до 600°С, перлитодиатомит — до 800°С), так и в качестве огнезащитной и огнестойкой строительной изоляции. В качестве связующего используют семиводный сульфат магния (эпсоперлит) или гидроксид натрия и его соли (термоперлит).
Малая начальная влажность позволяет выполнять процесс спекания в одну стадию по конвейерной технологии в течение 1,5-2 часа при температуре 500°С (термоперлит).
Гораздо большей могла бы быть степень применения вспученного перлита 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.
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, после чего укладываются. Ими заполняются полости в блочной и кирпичной кладке, 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/(мК).
Несомненный интерес такой раствор представляет при строительстве из легковесного кирпича или пенобетона, свойства которых близки по своим теплотехническим параметрам к характеристикам раствора. Кладка, выполненная на таких растворах, не имеет мостиков холода.
Для изоляции стен зданий используется обеспыленный крупный перлитовый песок с минимальным размером зерна 6 мм и 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/(мК), вспученный перлит не стареет и не разрушается вредителями животного и растительного происхождения. Засыпка производится как из мешков, так и с использованием 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 утепляемых наклонных крыш.
Весьма интересным материалом, используемым при выполнении теплоизоляции 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 битуминизированными покровными слоями и изоляционными плитами и 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 около 95 кг/м3. Вспученный перлитовый песок насыпается на основу и распределяется выравнивающими рейками так, чтобы толщина слоя песка превышала желаемую толщину на 20%. Минимальная толщина укладки составляет 1 см. Если такие слои укладываются не на подвальное перекрытие, то прежде всего монтируются дренажные трубки для удаления влаги. Под слой песка помещается абсорбирующая защитная прокладка, например, крафт-бумага (но ни в коем случае не пленка).
При устройстве полов с деревянным покрытием вспученный перлит укладывается без уплотнения. 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. 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.

По материалам Kotlovan.ru
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ