Легкий и прочный: пористый перлитовый песок

Необычайно легкий перлитовый песок обладает массой положительных свойств. Благодаря чему этот пористый сыпучий материал широко применяется во многих сферах деятельности человека.

Происхождение материала и его специфика

В природе перлитовый песок в готовом виде не встречается. Его производят из натурального кислого вулканического стекла, которое от других строительных пород ничем особенным не отличается. В своем составе перлит содержит свободную и связанную воду, которая заключается в микротрещинах. Чтобы перлитовый песок приобрел свои специфические качества, используют свойства именно связанной воды.

Для этого породу нагревают до температуры свыше 1000ºC. После значительного нагрева влага превращается в газ, сильно расширяется, раздувая при этом натуральное стекло. Поэтому конечный продукт – песок перлитовый вспученный – по объему может почти в 12 раз превышать исходное сырье. Чтобы удалить излишки влаги, песок, при необходимости, подвергают повторной термообработке, но используя при этом более низкую температуру – до 400°С. В конечном продукте должно содержаться не более 5% связанной влаги.

Полученный путем нагревания перлитовый состав имеет вид шаровидных гранул беловатого или кремового цвета. Диаметр частичек может варьироваться от 1,6 до 5 мм. Более крупные фракции принято называть перлитовым щебнем. На ощупь новое вещество выходит легким и теплым. Обработка перлита осуществляется в шахтных печах, которые позволяют при одной и той же технологии получать гранулы с открытыми или закрытыми порами. Первые являются более гигроскопичными, вторые – прочными.

Главные свойства сыпучего материала

Благодаря множеству полых ячеек, образовавшихся вследствие расширения паров влаги, перлитовый песок обладает необычайной легкостью и пористостью. Именно пустотелое строение внутренней структуры вспученного материала кардинально отличает его от других веществ. Песок является полностью экологически чистым: он не имеет запаха, в нем не размножаются болезнетворные бактерии.

Благодаря тому, что уникальное вещество на 99% состоит из вулканического стекла, а 85% этой массы превращены в мельчайшие поры, материал сильно впитывает влагу из окружающей среды, имеет свойства тепло- и звукопоглощения. После термообработки полностью вся влага из песка не удаляется и в его структуре остается от 2% до 5% связанной воды. Именно она делает пористый материал совершенно инертным.

Перлит не вступает в ионные связи с другими веществами. Поэтому в нем не накапливается и не проводится электричество. Песок не окисляется и не вступает в химические реакции. Он переносит высокие и низкие температуры и не горит. Благодаря пористой структуре вулканического стекла перлит одновременно является легким и износостойким веществом, что обеспечивает его долговечность.

Песчаные фракции с порами-канальцами открытого типа считаются уникальными улавливателями и фильтрами для жидкостей и газообразных субстанций. Пористые шарики способны впитывать и удерживать в себе вещество, словно губка.

Различные сферы применения

Благодаря своей пористой прочной структуре и редким особенностям гранулят приобрел распространенное применение в разнообразных отраслях человеческой деятельности. Наиболее часто вспученная масса задействуется в следующих производствах:

• строительстве;
• металлургии;
• сельском хозяйстве;
• энергетике;
• химической промышленности;
• медицине.

Для разных отраслей применяются отличные по размеру и плотности гранулы пористого материала. Наиболее крупные фракции, диаметром от 1 до 5 мм, используются в сельском хозяйстве. Наиболее мелкие – применяются для создания инертных фильтров. Без таких фильтров не обходится медицина, фармацевтика и даже пищевая промышленность. Для этого подходят частички, не превышающие в диаметре 0,16 мм. От плотности гранул зависит скорость и качество фильтрации. Для строительства пригодны шарики среднего размера – от 0,16 до 1,25 мм.

Из-за своей инертности и стойкости к агрессивной внешней среде вулканический вспученный гранулят часто применяется в химической промышленности. Фракции наполняют катализатором, который необходим для протекания агрессивных реакций превращения веществ. Сам песок при этом в реакцию не вступает. Еще пористая масса служит сорбентом для газообразных и летучих веществ.

В строительстве гранулят ценится за свой малый вес. Песчаная масса не утяжеляет конструкции, но не сказывается на их прочности. Она применяется для создания тепло-, шумо- и влагоизоляции. Вспученный песок используется в виде штукатурки для утепления стен, полов и потолков. Его добавляют в растворы для кладки, он является хорошим заполнителем для легких газо- и пенобетонов. Из него изготавливаются строительные блоки и перекрытия, плитки для отделки помещения. В металлургии перлитовую массу ценят за ее жаростойкость – ею защищают металлические конструкции и изолируют литейные формы от раскаленного металла. Благодаря своей способности не пропускать через себя тепло вспученная субстанция задействуется в изоляции холодильных камер.

В сельском хозяйстве используется крупный агроперлит. Он добавляется в почву для удержания и накопления влаги. Это позволяет уменьшить затраты на полив в засушливых регионах или аккумулировать влагу для влаголюбивых растений. Как и любой песок, агроперлит хорошо разрыхляет почву и обеспечивает корневое дыхание плодовым культурам.

Вспененный материал не окисляется, не испаряет вредных веществ и не отравляет почву. Пенистый перлит задействуют для борьбы с излишней влагой почвы после наводнений и обильных дождей. Также высокие впитывающие способности песчаного гранулята послужили причиной для его использования в качестве сорбента для сбора нефти с поверхности загрязненных водоемов.

Использование в строительстве

Основная область, где вспученный материал нашел свое широчайшее применение, – это строительство. Здесь особо ценятся все положительные качества перлита, но более всего – его способность сдерживать тепло или холод. Поэтому в строительстве почти 60% перлита идет на изготовление термоизоляции. Исследования показали, что 3 см штукатурки на основе облегченного гранулята способны заменить почти 25 см кирпичной кладки.

Штукатуркой на перлитовой основе обрабатывают стены внутри помещения. Для утепления здания снаружи и заделывания межблочных швов, применяется раствор на основе вспученного вулканического стекла. Такой раствор имеет небольшой вес и не увеличит нагрузку на здание. Также перлит инертен и не вредит электропроводке и металлическим конструкциям.

Кроме штукатурки и растворов, перлитовую смесь можно использовать в виде насыпки для утепления пола. Такой сыпучий материал хорошо заполняет все пустоты и выравнивает поверхность. Благодаря гигроскопичности перлита пол будет всегда теплым и сухим. Насыпной изоляцией можно значительно утеплить старые дома, поместив гранулят в пустоты между стенками. Насыпным способом можно утеплить не только пол и стены, но и крышу здания. Строительные блоки на основе перлита тоже будут хорошо контролировать теплообмен в помещении. Кроме того, пористые конструкции будут задерживать и ненужные звуки.

Положительные и отрицательные качества вспученного материала

Перлитовый песок кардинально отличается от других строительных материалов. Он имеет массу уникальных положительных качеств:

1. Главным достоинством пенистого гранулята является его легкость, что позволяет значительно облегчить конструкции и уменьшить нагрузки на несущие элементы.
2. Большим преимуществом пористого материала является его способность задерживать температуру и звуки. Благодаря этому можно сделать полную термо- и звукоизоляцию помещений.
3. Совершенно инертный. Вулканический песок не поддается влиянию агрессивных сред и не портится.
4. Способен выдержать очень низкие и высокие температуры, не горит.
5. Обладает высокой износостойкостью.
6. Имеет низкие затраты на свое получение, поэтому соотношение цена/качество является оптимальным.
7. Теплоизоляция на основе перлита позволяет сэкономить средства для отопления домов.
8. Изделия из пенистой перлитовой массы не поддаются воздействию биологических факторов. Их не едят насекомые и грызуны, в них не размножаются грибки и плесень.
9. Гранулы изготавливаются из натурального сырья без применения химии, поэтому не имеют вредных испарений и являются абсолютно экологически чистыми.

При массе преимуществ перлит имеет и некоторые особенности, ограничивающие его широкое применение:

1. Существенным недочетом использования данного песка в строительстве является его гигроскопичность. Пористые сферы активно поглощают влагу из окружающей среды и накапливают ее внутри, что может привести к разрушению всей конструкции в целом. Поэтому нужно оградить его применение в местах с повышенной влагой.
2. Малая осведомленность потребителей о существовании вспученного пористого материала.
3. Повышенная запыленность при работе с пористым песком. Чтобы гранулят сильно не пылил, его необходимо постоянно смачивать водой.

Вспученный песок из вулканического стекла имеет свои достоинства и недостатки, поэтому при его использовании необходимо учитывать факторы окружающей среды. Перед применением песка во влажных помещениях его необходимо обработать водоотталкивающими веществами.