Утеплители на основе вспученного перлита

     Перлит – природный минерал, представляющий собой водосодержащее вулканическое стекло с мелкой концентрическо-скорлуповатой отдельностью. Добывается открытым способом. Раздробленная руда проходит термическую обработку в высокотемпературных печах (900–1100°С), в результате вспучивания и увеличения в объеме в 10–20 раз образуется ценный строительный материал – перлитовый песок.
   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 (от 50 до 250 кг/м3), негорючий, пористый песок и щебень сегодня используются для тепловой изоляции зданий и сооружений, оборудования. Они работают при температурах от -273°С до +900°С. С их помощью решают вопросы огнезащиты, акустической изоляции, используют в качестве наполнителей в легких бетонах, красках, линолеуме и др.
   Мировой уровень производства вспученного перлита достигает 20 млн м3 в год. В 90-х годах ежегодный рост объемов производства этого материала в мире в среднем составил около 10%.
   Лидером в производстве вспученного перлита и продукции из него являются США. Объем производства этой продукции составляет около 7 млн м3 в год, 70% из нее используется в строительстве. Для того чтобы представить эту величину, достаточно сказать, что в 2001 году Россия произвела и получила по экспорту всех теплоизоляционных материалов, включая перлит, около 8,5 млн м3.
   На начало 90-х годов в Советском Союзе объем выпуска вспученного перлита составлял 2,0 млн м3, причем 90% 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 появились и интенсивно развиваются новые направления, которые пока еще мало освоены.
   Наибольшее количество вспученного перлита в мировой практике используется в формованных теплоизоляционных изделиях (около 60%). В качестве связующего используют различные материалы: цемент, гипс, битум, жидкое стекло. Такие изделия выпускаются и в России.
   В настоящее время в России разработаны и прошли все необходимые испытания у экологов и пожарных такие теплоизоляционные материалы на основе перлита, как лигноперлит, эпсоперлит, термоперлит и перлитодиатомит.
   Производство этих изделий отличает от других известных технологий низкая влажность формовочной массы (25–35%). Это позволяет организовать их изготовление по прокатно-конвейерной технологии и сделать производство практически безотходным. Кроме того, пониженная влажность формовочной массы этих изделий снижает на 25–30% энергозатраты на их тепловую обработку. Все эти материалы экологически чисты и пожаробезопасны.
   Они не имеют в своем составе органических соединений, могут быть применены как для изоляции горячих поверхностей (термоперлит – 600°С, перлитодиатомит – 800°С), так и для огнезащитной и огнестойкой строительной изоляции. В качестве связующего используют семиводный сульфат магния (эпсоперлит) или гидроксид натрия и его соли (термоперлит).
   Малая начальная влажность позволяет вести процесс спекания в одну стадию по конвейерной технологии в течение 1,5–2 часов при температуре 500°С .
   В таблице приведены технические характеристики формованных теплоизоляционных изделий на основе вспученного перлита.
   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.
   В зарубежном строительстве широко используются легкие строительные растворы на основе вспученного перлита. Смешанные в сухом состоянии с гипсом либо цементом, они затворяются водой непосредственно на строительной площадке и укладываются в конструкции. Такими легкими строительными растворами заполняются полости в стенах, блоках, кирпиче, производится затирка швов и щелей. 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/мЧК
   Наиболее интересен легкий раствор при строительстве из эффективного кирпича или пенобетона, свойства которых близки по своим теплотехническим параметрам к характеристикам раствора. Кладка на таких растворах не имеет мостиков холода.
   Для изоляции стен зданий используется обеспыленный крупный перлитовый песок с размером зерна от 6 мм, объемной насыпной массой 60–100 кг/м3. Засыпку полости между несущей и облицовочной кладкой 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/мЧК), 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). 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 места прохода через кровлю герметично изолируются уплотнительной и клейкой лентами.
   Весьма интересным материалом, используемым при выполнении изоляции наклонных крыш, является битуминизированный перлит. Частицы перлита, предварительно обработанные битумом в заводских условиях, при добавлении в него растворителя становятся клейкими. Это позволяет 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 около 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 другие коммуникации просто утапливаются в слое этого сыпучего материала. Вся поверхность перекрывается плитами, поверх которых и делается монолитное покрытие. Если такие слои монтируются на подвальное перекрытие, то, прежде всего, укладываются дренажные трубки для сбора и удаления влаги. Под ним и помещается абсорбирующая защитная прокладка, например, крафт-бумага.
   При устройстве полов с деревянным покрытием вспученный перлит укладывается без уплотнения.

   Негорючесть материала повышает пожароустойчивость конструкции пола. Для предотвращения пыления и укрепления верхнего перлитового слоя, его посыпают цементом с последующим легким смачиванием. Другим способом укрепления слоя теплоизоляции является покрытие перлита диффузионнооткрытыми материалами, такими, например, как стеклоткань, гофрированный картон, крафт-бумага, древесноволокнистые 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 используется не более 20% выпускаемого вспученного перлита. Практически не используется перлит для изоляции стен, кровли, потолков. Между тем, в свете повышения требований к теплозащите зданий, этот материал очень перспективен.
   Заводы, выпускающие вспученный перлит, сохранили свой производственный потенциал и могут сегодня поставлять строителям любое требуемое количество перлита необходимого качества.