ДОМ БЕЗ ОТОПЛЕНИЯ - СЛОЖНАЯ ЗАДАЧА - НО ВОЗМОЖНА!!

Главная » Утепление дома. » Перлит – вулканическое стекло, теплоизоляция засыпки

Перлит – вулканическое стекло, теплоизоляция засыпки

Теплоизоляция засыпка, утеплитель

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.

Характеристика

Ед. изм.

Величина

1.

Цвет

-

белый

2.

Яркость

% GE

70...80

3.

Насыпная плотность

кг/м3

80...320

4.

Твердость

по МООСУ

5,5

5.

pH

-

нейтральный

6.

Водопоглощение

% веса

200...600

7.

Маслопоглотительная способность

гр. масла / гр. перлита

50...100

8.

Температура размягчения

980

9.

Потери сгорания (за 3 часа при 900oС)

%

до 1,5

10.

Влажность

%

до1,0

11.

Предел прочности

МПа

до 6,0

12.

Пористость

%

70...85

13.

Доля воздуха

%

80...95

14.

Теплопроводность

Вт/мК

0,142...0,284

15.

Температуропроводность

м2/с

0,632...0,330

Типовой химический состав

Состав элементов, %

Химическая композиция, %

Кремний

Si

33,8

Двуокись кремния

SiO2

74,3

Алюминий

Al

7,2

Окись алюминия

Al2O3

12,77

Калий

K

3,5

Двуокись титана

TiO2

0,9

Натрий

Na

3,4

Окись железа

Fe2O3

1,54

Железо

Fe

0,6

Окись магния

MgO

0,6

Кальций

Ca

0,6

Окись кальция

CaO

1,31

Магний

Mg

0,2

Окись натрия

Na2O

3,76

Следы

-

0,2

Окись калия

K2O

4,33

Кислород

O

47,5

Вода связанная

H2O

3,0

Теплопроводность. Вспученный перлит имеет высокую пористость порядка 70..,85 % и на 99...100 % состоит из стекла. Это в первую очередь определяет его высокие теплозащитные свойства.

Теплопроводность находится в прямой зависимости от насыпной плотности вспученного перлита. На ее значение также существенное влияние оказывают вид, размеры и расположение пор, гранулометрический состав, температура и влагосодержание материала. Доля воздуха во вспученном перлитовом песке составляет 80...95 %. Поэтому преобладающее влияние на теплопроводность оказывает воздух, заполняющий поры. Его теплопроводность составляет 0,084...0,025 Вт/(мК).

При малой пористости теплопроводность ближе к значению для твердых составных частей материала (теплопроводность стекла, например, составляет 2,52...4,18 Вт/(м-К), т. е. в 10 раз меньше, чем кристаллической породы аналогичного химического состава). Вторая важная характеристика теплозащитных свойств - температуропроводность.

Термические характеристики вспученного перлитового песка, как и всякой дисперсной системы, тесно связаны с его гранулометрическим составом. Этим предопределяется возможность регулирования термических характеристик перлитового песка и щебня или их смеси и получения материала с оптимальными показателями для разных целей.

Так наименьшей теплопроводностью в обычных условиях обладают фракции с размером зерен от 0,1 до 0,6 мм. Содержание этой фракции в рядовом перлитовом песке около 50 % по массе. Такой песок наиболее пригоден для порошковой теплоизоляции при атмосферном давлении. В условиях вакуума наименьшей теплопроводностью обладает фракция с зернами размером менее 0,25 мм .

Существенное влияние на тепло- и температуропроводность вспученного перлитового песка оказывает температура среды. Из графика видно, что с повышением температуры теплопроводность увеличивается тем больше, чем выше плотность перлитового песка и в интервале температур от -150 до +150°С эта зависимость носит прямолинейный характер.

Одним из основных факторов, существенно влияющих на. тепло- и температуропроводность вспученного вулканического стекла, является его влажность. В практике всегда любой строительный материал в процессе укладки или при его эксплуатации в большей или меньшей степени подвергается увлажнению. Это особенно важно для вспученного перлита, обладающего повышенной скоростью водонасыщения и впитывающего большое количество воды. Установлено, что теплопроводность вспученного перлита при увлажнении до 10 % увеличивается в два раза, а при увлажнении до 80 % - в три-четыре.

Звукопоглощение. Звукопоглощение - важная техническая характеристика современных строительных материалов. Создание новых материалов направлено на увеличение звукопоглощения и уменьшение звукопроницаемости. В силикатных материалах звукопоглощение зависит, главным образом, от двух параметров: упорядоченности структуры материала и его пористости. Чем выше его упорядоченность, тем более высокой звукопроводимостью обладает тот или иной материал. Пористые стеклообразные системы обладают наиболее высоким звукопоглощающим эффектом. Установлено, что наибольшим коэффициентом звукопоглощения в интервале частот от 200 до 1200 Гц обладает перлит с наименьшей насыпной плотностью. Для создания звукопоглощающих сред на основе вспученного перлита наиболее благоприятен вспученный перлитовый песок с насыпной плотностью 30...50 кг/м3.

Водопоглощение. Перлит - относительно влагоемкий материал. В вулканическом стекле в естественном состоянии есть тончайшие капилляры, межмолекулярные пустоты и полости, в которые может проникать молекулярная вода. При этом в два этапа происходит гидратация стекла: первый можно отнести к процессу физической сорбции, второй рассматривается как хемосорбция с образованием силанольных комплексов. В естественном состоянии гидратация - очень медленный процесс (гидратированный слой толщиной в 1 мм может образоваться в обсидиане за 100 тыс. лет). Скорость гидратации природного стекла различна и зависит от физических свойств перлита и, в частности, от пористости. По мере возрастания пористости скорость гидратации стекла повышается, так как увеличивается поверхностная энергия сорбции. Эти два типа поглощения воды необходимо учитывать при рассмотрении сорбционных свойств как сырого перлита, так и полученного из него вспученного материала. Некоторая часть содержащейся в перлите воды связана со стеклом силами физической сорбции и легко выделяется при температуре до 100°С, а другая часть входит в структуру каркаса стекла и может удерживаться в нем до 600 °С.

Перлитовое сырье поставляется в дробленом виде и рассортированным на фракции от 0,16 до 10 мм. При относительной влажности 100 % естественная влажность или сорбционная влагоемкость сырья не должна превышать 2 %. Сорбционная влагоемкость перлита резко возрастает после его вспучивания. При практическом использовании перлита необходимо учитывать два явления: капиллярный эффект и водопоглощение при непосредственном контакте вспученного перлита с водой. При этом она распространяется по всему объему пробы материала. Быстрое распространение влаги в массе вспученного перлита при его контакте с водой - фактор отрицательный, так как при этом ухудшаются физико-технические свойства (в частности, теплозащитные) всей строительной конструкции, изготовленной из данного материала.

Общее количество воды, поглощаемой при капиллярном подсосе, повышается с уменьшением зернового состава и насыпной плотности.

Для перлита характерно очень высокое водопоглощение, которое зависит не только от насыпной плотности, гранулометрического состава, но и от разновидности исходной перлитовой породы.

Водо поглощение вспученного перлита.

Разновидность перлитовой породы

Размер зерна,

Плотность,

Водопоглощение за 24 ч,

мм

кг/м3

%

Массивный перлит

Менее 1,2

100

115,3

Витрокластический туф

Менее 1,2

140

142,1

Пористый перлит

5,0...10,0

200

120,0

Адрес компании г. Первоуральск, Свердловская область. На главную. image_80.jpg

Тел/факс: (34392) 76087, e-mail: iset@pervouralsk.ru

Комментарии

 ВСЕ БЕСПЛАТНО КРОМЕ МОЗГОВ

 Соломенные матрасы, маты, утеплитель

ВИДЕО РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

  СОЛОМА в СТРОИТЕЛЬСТВЕ
В селе Таптыково
Рес. Башкортостан построен энергоэффективный дом из клееного бруса с утеплителем, построенный инженером Альфредом Файзуллиным.
Это первый в республике Башкортостан дом, соответствующий «Зеленым стандартам».

Дом нового поколения: горячая вода от солнца, а экономия на отоплении за счет утепления.
Несмотря на экономичность, дом сочетает в себе энергоэффективность, экологичность и современный стиль.

Утром солнце освещает весь дом с южной стороны, а вечером - с западной. Расположение окон здесь продумано до мелочей. Пятикамерные окна - тоже часть энергосберегающей технологии.
Стекла изготовлены с применением серебра, которое позволяет отражать тепло.

Особенностью такого дома является отсутствие необходимости отопления традиционными методами и малое энергопотребление.
Здесь используются источники альтернативной энергии – солнечный коллектор и тепловой насос.

Применение системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла создает благоприятный микроклимат в помещении. В доме использованы окна и двери с высоким тепловым сопротивлением. Технология сборки «Сити-угол» обеспечивает отсутствие «мостиков холода» по всему периметру дома, благодаря сплошной прослойке утеплителя. Все это исключает большие потери тепла и существенно снижает затраты на отопление (в два-три раза по сравнению с газовым отоплением). Стоимость такого дома «под ключ» варьируется от 30 тысяч рублей за один квадратный метр в зависимости от площади дома, его комплектации, отделочных материалов.

«Это очень интересный, современный и своевременный проект, технологии завтрашнего дня.
Этот механизм - лишь часть энергоэффективного частного дома в Таптыково.
Хозяин этого уникального строения и его изобретатель. Он рассказывает, что при строительстве «зеленого дома» использовался пассивный клеёный брус, который позволяет удерживать тепло. Материал, из которого он изготавливается, теперь производит и Учалинское предприятие.

Применение теплового насоса вместо электрического котла. Он эффективно использует тепло окружающей среды для отопления и горячего водоснабжения дома и позволяет экономить потребление энергии до 29 раз.
В жаркие дни такая технология служит для охлаждения помещений.

Таких домов в России пока единицы.
При его проектировании Альфред Файзуллин использовал японские и немецкие технологии.
Он отмечает, что при эксплуатации и утилизации дома никакой нагрузки на природу строение не окажет.
Умный частный дом в дальнейшем планируют совершенствовать.
Проектировщики хотят использовать гидроаккумулятор, а также создать аккумулятор тепла.
Температура воды в емкости объемом 300 м³ даже в пасмурную погоду не падает ниже 40 градусов
В качестве источника тепловой энергии инженер приобрел тепловой насос фирмы Viessmann, мощностью 9,7 кВт.
За тепловой насос пришлось заплатить 424000 рублей.
Вертикальные зонды были размещены в двух скважинах, глубиной по 63 метра каждая.
Бурение обошлось в 1600 рублей за погонный метр
Сразу оговоримся: Альфред Файзуллин строил дом для себя и не скупился на технологии, выбирая самое лучшее. В итоге стоимость квадратного метра «под ключ» составила 45000 рублей. Общая площадь дома 180 м2.

Пассивный дом должен потреблять не более 10% от традиционного, насос мощностью 9,7 кВт. многовато для такого дома.
Норма пассивного дома 15 кВт. на м2 международные требование для сурового климата за сезон отопления.
15 кВт/213 дней * 180 м2= 12,7кВт/м2 норма на день или 380 кВт на 30 дней.

Как построить самому, недорогой теплый дом, своими руками, у нас есть ответ, вы по адресу, узнай подробности, как самому сделать солнечное отопление.

Умный не тот, у кого больше возможностей, а тот, у кого много идей в голове.

Счастлив не тот человек, у кого полно денег, а тот, у кого больше мудрости.

Самый богатый не тот человек, у кого больше денег, а тот, кому меньше требуется.

Умный не тот, кто зарабатывает на жизнь, а мудрый на кого работает умный.

Век бизнеса сегодня, сильный отбирает у слабых, умный отбирает у сильных.

Счастлив человек не тогда, когда больше добра, а кому хватает и меньшего.

Деньги правят миром, чем больше их, тем больше прав.

Есть идея, нет средства на ее реализацию, нужны мудрые решения для умных мыслей.

Успешен не тот, у кого больше денег, а тот, у кого больше притворенных в жизнь идей.

Знать можно, но уметь сложнее, между ними большая пропасть.