Теплоизоляционные перлитовые изделия

Штучные материалы в виде плит, блоков, скорлуп, сегментов, а также монолитный утеплитель, получающиеся в результате формования и твердения смесей вспученного перлитового песка в сочетании с различными связующими веществами.

В зависимости от условий твердения и, соответственно, вида связующих различают изделия:

  • безобжиговые, для которых в качестве связующих используют цемент, гипс, известь, жидкое стекло, битум, синтетические смолы;
  • обжиговые, для которых применяют глиняные, фосфатные, а также легкоплавкие связующие (буру, борную кислоту и др.).

Производство всех видов изделий включает:

  • подготовку сырьевых материалов, заключающуюся, в основном, в измельчении и просеивании для получения необходимого гранулометрического состава, смешивание компонентов, в процессе которого особое внимание уделяется сохранению структуры перлитовых зерен и предохранению их от истирания, в связи с чем для приготовления смесей в основном используются лопастные смесители. При этом перлит вводится в последнюю очередь, после чего перемешивание длится не более 1,5-2 минут;
  • формование, которое осуществляется с помощью устройств, не вызывающих значительного уплотнения материала и разрушения зерен перлита. Наиболее широко применяется прессование при давлении 0,05 МПа;
  • твердение, которое, в зависимости от вида связующего, осуществляется в автоклавах, пропарочных камерах, сушилках или печах. Исключение составляет битумоперлит, не требующий тепловой обработки.
Вид изделия или материала Средняя плотность, кг/м³ Теплопроводность, Вт/(м°К) Предел прочности (МПа) при Предельная температура применения, °С
сжатии изгибе
Безобжиговые:
перлито-цементные 350…400 0,081…0,093 при 20°С 0,2 0,35 600
битумо-перлитовые 280…330 0,07…0,105 при 25°С 0,4…0,7 - -50…+60
перлито-гелевые 200…250 0,093…0,105 при 25°С 0,3…0,4 - 600…700
силикато-перлитовые 450…550 0,116…0,151 при 25°С 1,0…1,5 - 750…800
карбо-перлитовые 200…400 0,093…0,116 при 25°С 0,3…0,8 0,15…0,3 200
минераловатно-перлитовые 250…270 0,064 при 25°С - 0,07…0,25 200
гипсо-перлитовые 250…400 0,081…0,116 при 25°С 0,3…0,8 - 100
латексоперлит 150…250 0,052…0,092 при 25°С 0,4…1,0 0,45…0,5 -50…+60
стеклоперлит 180…300 0,064…0,093 при 25°С 0,3…1,2 0,2…0,7 600…700
пластоперлит 120…300 0,052…0,08 при 25°С 0,6…4,0 0,15…3,0 200
Обжиговые:
керамоперлито-фосфатные 200…400 0,14…0,23 при 600°С - 0,5…1,0 1150
керамо-перлитовые 250 0,15…0,18 при 350°С 0,5…0,9 0,3…0,5 900
перлитовый обжиговый легковес 100…25 0,058…0,08 при 25° 0,17…0,29 0,14…0,24 875

Важнейшими из перлитосодержащих теплоизоляционных изделий являются:

Перлитоцементные, получаемые из смеси вспученного перлитового песка, портландцемента марки 400 и распушенного асбеста 5 или 6 сорта. На 1 м³ перлита расходуется 125-135 кг цемента и до 35 кг асбеста. Смесь приготавливают в лопастных смесителях при следующей очередности загрузки компонентов: вода (около 850 л), асбест, цемент, перлит. Готовой смесью заполняют пресс-формы и уплотняют под давлением 0,05 МПа, после чего изделия выталкивают из формы пресса на перфорированный поддон и поступают на тепловую обработку. Твердение осуществляется в специальных камерах, где совмещаются процессы пропаривания и сушки: сначала изделия выдерживают 4 часа при температуре 150°С, затем 6-8 часов пропаривают при 80°С, после чего резко поднимают температуру до 150°С, и изделия высушиваются до остаточной влажности 15-20%.

Битумоперлитовые, получаемые смешиванием вспученного перлита с горячим нефтяным битумом марок БН-IV и БН-V в соотношении 10:1 по объему с последующей укладкой массы на изолируемую поверхность или в формы с дальнейшим уплотнением катками или поверхностным вибратором. После остывания масса затвердевает и приобретает прочность. Для получения качественных изделий содержание в перлитовом песке фракций размером менее 0,6 мм должно составлять около 70%, а фракций более 2 мм - около 30%;

Пластоперлитовые, для изготовления которых используют вспученный перлитовый песок и синтетические, преимущественно фенолоформальдегидные и карбамидные смолы. Изделия формуют методом прессования из смесей, содержащих, в расчете на 1 м³ получаемого материала, 40-79 кг смолы и 1,5-1,6 м³ вспученного перлита. Тепловая обработка изделий осуществляется в сушильных камерах при температуре 140-150°С.

Перлитопластобетон, получаемый вспениванием композиции, состоящей из вспученного перлитового песка, новолачной феноформальдегидной смолы с добавлением газообразователя и отвердителя (уротропина). Технологический процесс изготовления плит размером 3000×1500×100 мм включает дробление кусковой смолы, дозирование и совместный помол компонентов, заполнение полученной смесью форм и тепловую обработку в камерных или туннельных сушилках. При конвейерном производстве молотая смесь компонентов распределяется на движущейся ленте и поступает в зону тепловой обработки, где при 110°С расплавляется и вспенивается, а при 150-160°С отверждается и изделие приобретает прочность. Перлитопластобетон имеет среднюю плотность в пределах 100-175 кг/м³, прочность - 0,12-0,3 МПа и теплопроводность 0,039-0,046 Вт/(м°К);

Стеклоперлитовые, технология которых аналогична технологии перлитоцементных изделий, за исключением тепловой обработки, которую проводят в туннельной или конвейерной сушилке при температуре 350-400°С. Смесь для получения стеклоперлита содержит по массе 60-70% вспученного перлитового песка и 40-30% жидкого стекла;

Силикатоперлитовые, изготавливаемые на основе извести или известково-кремнеземистого вяжущего при следующем расходе компонентов на 1 м³ изделий: вспученный перлитовый песок 0,8-1,2 м³, известь-кипелка 60-90 кг, молотый кварцевый песок 60-80 кг, алюминиевая пудра 0,5-0,8 кг. Формование изделий осуществляют литьевым способом, а твердение в автоклаве, при этом перлит взаимодействует с гидратом окиси кальция с образованием на границе раздела высокоосновных гидросиликатов;

Керамоперлитовые, получаемые из массы, содержащей примерно в равных пропорциях по массе вспученный перлитовый песок и огнеупорную или бентонитовую глину. Формовочную смесь, образующуюся в результате введения вспученного перлита в заранее приготовленный глиняный шликер, уплотняют на гидравлических или фрикционных прессах, после чего подвергают сушке и обжигу в туннельной печи;

Керамоперлитофосфатные, изготавливаемые путем формования с последующей тепловой обработкой при 900°С из смеси, содержащей по массе 80% вспученного перлита и 20% огнеупорных тонкодисперсных пластичных глин. Сверх этого количества в смесь добавляют 25-30% ортофосфорной кислоты. Керамоперлитофосфат используют для футеровки электронагревательных печей;

Перлитовый обжиговый легковес, для производства которого применяют вспученный перлитовый песок и легкоплавкие (до 800°С) связующие (бура, борная кислота, хлористый литий и др.), обладающие высокой адгезионной способностью. Для получения 1 м³ изделий расходуется 120-160 кг перлита и 15-20 кг связующего. Технология легковеса аналогична технологии других обжиговых перлитовых изделий, за исключением операции подготовки формовочной массы, которую после кратковременного перемешивания компонентов в растворомешалке просеивают через сито с отверстиями 5 мм. Обжигают изделия при температуре до 800°С.

В зависимости от вида связующих веществ, перлитовые изделия применяются в широком диапазоне температур для тепловой изоляции строительных конструкций зданий, тепловых установок, холодильников, технологического оборудования и трубопроводов.