Мировой опыт применения теплоизоляции на основе вспученного перлита

Алексеева Л. Нациевский С. Мировой опыт применения теплоизоляции на основе вспученного перлита // Капстроительтво. 2002 . №8. C. 42-46


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 п&#