Перлит – вулканическое стекло, теплоизоляция засыпки

Как утеплить дом, утепление дома - Теплоизоляция, теплый пол, как утеплить, чем лучше утеплять дом, как правильно утеплять.

  • Перлит - вулканическое стекло. содержащее 70. 75 % SiO2 и 2. 5 % H2O.
  • Отличительной чертой перлита от других вулканических стекол является то, что при нагревании до определенной температуры в диапазоне его размягчения, он увеличивается в объеме от четырех до двадцати раз против его первоначального объема.
  • Такой процесс вспучивания происходит вследствие присутствия в природном перлите от двух до шести процентов связанной воды.
  • При быстром нагревании этой породы выше 870°C. она лопается наподобие «поп корна», так как связанная вода испаряясь создает бесчисленные мельчайшие пузырьки в размягченных остекленевших частицах.
  • Именно эти мельчайшие застекленевшие пузырьки обеспечивают такой изумительно малый вес и другие исключительные физические свойства вспученного перлита.

Процесс вспучивания также придает перлиту одну из наиболее отличительных его характеристик - белый цвет. В то время как перлитовая порода различается от прозрачных и светло-серых тонов до глянцево-черных, вспученный перлит различается цветом от снежно-белого до серовато-белого.

Вспученный перлит производится с удельным весом от 32 кг/м3 до 240 кг/м3. годным для применения в многочисленных целях, включая фильтрацию, садоводство, изоляцию, в качестве инертных носителей и многочисленных заполнителей. Поскольку перлит является формой природного стекла, он относится к химически инертным и имеет pH, приблизительно равным 7.

Вода в сыром перлите.

Вода в сыром перлите находится в двух основных формах: свободной и связанной. Свободная вода это простая влага на поверхности породы. Она оказывает ничтожный эффект на процесс вспучивания если не считать затруднений при обработке и лишнего расхода энергии, необходимой для процесса вспучивания.

Именно наличие связанной воды придаёт перлиту способность вспучивания и превращения в то, что называют "самый изменчивый минерал на свете".

Вода обеспечивает два эффекта: она снижает точку размягчения минерала и действует как средство расширения расплавленной породы, в результате чего она вспучивается. Присутствие воды является результатом естественных процессов.


Перлит обнаруживается на кромке потока лавы, возле первичной поверхности, где лава может быстро остыть, сформировав вулканическое стекло (обсидиан). В последующие годы под действием подземных вод, проникающих сквозь обсидиан, происходит его гидратация. Количество воды в гидроксиде обсидиана (перлите) может меняться, но обычно не более 4% в большинстве коммерческих марок.

Экспериментальные работы указывают, что по-видимому имеется несколько различных типов связей между перлитом и связанной водой, имеющих переменные количества освобождаемой воды под воздействием различных уровней энергии.

Для вспучивания перлита требуется очень осторожный нагрев частиц с последующим удалением их из зоны нагрева. Нагрев частиц должен быть достаточно быстрым, чтобы они размягчились до вспучивания прежде, чем вода, необходимая для этого, удалится.

Наиболее эффективно это осуществляется в специально сконструированных печах, выполняющих этот процесс в две или более стадии, включающие оборудование энергосберегающей рекуперации.

Особенности процесса вспучивания перлита. Вспучивание перлита так же, как и вспучивание керамзитового сырья заключается в образовании за относительно короткое время газовых пузырьков по всему объему материала на стадии его пиропластического состояния.

Этот процесс может происходить при различных температурах (в частности для силикатов и алюмосиликатов 'при температурах порядка 850. 1200°С).

В отличие от перлита керамзитовое сырье перед вспучиванием должно расплавиться и для этого необходимы дополнительные затраты тепла. Для перехода перлита в пластическое состояние без стадии аморфизации достаточно частичного его размягчения.

Главным агентом вспучивания является вода, которая бывает двух типов: структурной и подвижной. Структурная, вода покрывает стенки капилляров, подвижная находится в центре капилляров, образуя ассоциированные группы.

Технологические свойства перлитов зависят от соотношения типов воды. В пористом перлите содержание воды обычно не превышает 3. 4,5%. На долю структурной воды в пористом перлите приходится до 70. 80% ее общего количества.

В массивном перлите соотношение типов воды несколько иное. количество подвижной воды весьма значительно, иногда оно достигает 40. 50%. При медленном нагревании (100°С за 10 мин) перлиты выделяют воду, или дегидратируются. Дегидратация массивных и пористых разновидностей перлита происходит по-разному.

Благодаря высокой пористости и большой удельной поверхности пористого перлита при повышении температуры происходит последовательное уменьшение содержания структурной воды. При этом происходит снижение способности перлита к вспучиванию.

При дегидратации массивного перлита в 'первую очередь выделяется большая часть подвижной воды. В связи с тем что пористость массивного перлита крайне невелика, значительная часть структурной воды находится в перлите в тончайших вакуолях, которые или замкнуты, или имеют узкие выходные отверстия, т. е. бутылочную форму.

Примерно при температуре 300°С начинает выделяться подвижная и структурная вода, а также гидроксил, который ассоциируется в молекулы Н20. В замкнутых и бутылочных вакуолях создается относительно высокое парциальное давление воды. Часть подвижной воды, которая не успела выделиться, переходит в структурную. При температуре выше 400. 500°С начинается выделение структурной воды.

Вспучивание перлита осуществляется методом термоудара при температуре 900. 1100°С. При этом происходят резкое уменьшение вязкости стекла и переход его в пиропластическое состояние.

Выделение газов, главным образом газообразной Н2О, носит характер взрыва, и стекло вспенивается, образуя вспученный перлит с высокой вязкостью. Вместе с водой во вспучивании участвуют и другие газы: Н2, N2, СО2, СО, однако роль их второстепенна. Отмечено, что вода влияет на вязкость расплава, т. е. выступает минерализатором. Минерализаторами, снижающими вязкость стекла при нагревании, служат также рассолы хлоридов.

Вспучивание перлита может производиться по двух- или одностадийной схеме термообработки. Если количество воды н превышает 3. 3,5%, наиболее полное вспучивание перлита происходит при одностадийном обжиге при температуре 900. 1100oС.

В случае, когда воды больше, главным образом за счет подвижной низкотемпературной модификации, необходимо удалить ее избыточное количество, так как при резком нагреве она вызывает растрескивание перлита еще до того, как стекло размягчилось.

Оптимальное содержание остаточной воды в стекле не должно превышать 2,5. 3,5%. Достигается это изменением температуры и времени термообработки.

Температура варьирует от 300 до 450°С, продолжительность 10. 30 мин. Режим предварительной термической обработки перлита зависит от его химического, петрографического состава и структуры.

  1. Требуемый фракционный состав вспученного перлита определяется прежде всего его предназначением.
  2. Крупные фракции используются с агроделе (агроперлит), а также как теплоизоляционный материал в криогенных блоках.
  3. Средние фракции используются в стройиндустрии (строительный перлит).
  4. Мелкие фракции (пудра) используются для фильтрации различных пищевых и технических жидкостей (фильтроперлит).

Формирование заданного фракционного состава вспученного перлита обеспечивается термодинамическими настройками печи и характеристиками воздушно-циклонного классификационного оборудования. На рис. 1,2 представлен вспученный перлит основных промышленно используемых фракций.

По материалам сайта: http://straw-house.ru