Перлитобетоны

Перлитобетон – разновидность легкого бетона, в котором заполнителем является вспученный перлит и другие, близкие к нему стеклосодержащие вулканические породы. В России для производства перлитобетонов используют именно вспученный перлит.

Перлит (от французского слова «perle» – «жемчуг») – горная порода вулканического происхождения. Процесс образования перлита протекает так: на кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы формируется вулканическое стекло – обсидиан; в дальнейшем, под воздействием подземных вод, происходит его гидратация, и, как результат, образование перлита. Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород перлит отличается наличием конституционной воды (конституционная вода – химически связанная вода, в которой кислород и водород участвуют в молекулярном строении минералов в виде отдельных ионов; в перлите она составляет более 1%). Пористость перлита составляет 8-40%, плотность – 1100,0 кг/м³.

Вспученный перлит – продукт измельчения и термической обработки перлита. Наличие конституционной воды придает перлиту способность вспучиваться при нагревании. Вода снижает точку размягчения породы и действует, как средство её расширения в расплавленном состоянии. Вспучивание перлита осуществляется в печах методом термического удара при температуре +900 - +1100°С. При этом перлит переходит в пиропластическое состояние. Выделение газов, главным образом Н₂О, носит характер взрыва, и минерал вспенивается, образуя вспученный перлит с высокой вязкостью.

Перлит и вспученный перлит:

Фотография с сайта dzen.ru.

Вспученный перлит для перлитобетона производят в соответствии с ГОСТом 10832-2009 «Песок и щебень перлитовые вспученные. Технические условия.». Пористость вспученного перлита составляет 70-90%, плотность – 75-500,0 кг/м³.

Вспученный перлит в перлитобетонах используют в виде:

• щебня (крупного – фракцией 10-20 мм и мелкого – фракцией 5-10 мм);
  
  
• песка (крупного – фракцией 1,25-5 мм, рядового – фракцией 0,16-5 мм, среднего – фракцией 0,16-2,5 мм и мелкого – фракцией 0,15-1,25 мм);
  
  
• порошка (минеральной муки) фракцией менее 0,16 мм.

Выбор конкретной фракции зависит от того, какой вид перлитобетона и с какими свойствами нужно получить: например, для приготовления штукатурки или кладочного раствора используется средний или мелкий перлитовый песок; для обустройства стяжки пола применяют крупный песок или мелкий щебень; а на основе крупного щебня делают раствор для заливки объемных конструкций.

Функцию вяжущего в перлитобетоне чаще всего выполняют:

• цемент (основной вид вяжущего);
• жидкое стекло;
• глиноземистый цемент;
• известь (как самостоятельно так и в смеси с цементом; используется редко);
• гипс (используется редко).

Для повышения теплоизоляционных свойств перлитобетона в бетонную смесь вносят порообразующие вещества, в качестве которых могут выступать:

• воздухововлекающие добавки;
• газо- и пенообразующие добавки.

Перлитобетон – универсальный легкий бетон, он может быть:

• теплоизоляционным (применяется для обустройства утепляющих слоев в сложных конструкциях: полах, перекрытиях, стенах и так далее; его используют для футеровки печей, утепления трубопроводов и в других аналогичных работах; имеет: марку по средней плотности от D300 до D500, марку бетона по прочности – от М2 до М25, класс бетона по прочности – от В0,75 до В2);
  
  
• конструкционным (этот вид перлитобетона используют при производстве ЖБИ и строительстве несущих конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам; имеет: марку по средней плотности от D1100 до D1600, марку бетона по прочности – от М10 до М250, класс бетона по прочности – от В1,5 до В20);
  
  
• конструкционно-теплоизоляционным (такой перлитобетон используют для производства блоков и заливки монолитных стен и перегородок; имеет: марку по средней плотности от D600 до D1300, марку бетона по прочности – от М150 до М800, класс бетона по прочности – от В12,5 до В60).

Теплопроводность:

• для теплоизоляционного перлитобетона – от 0,07 до 0,14 Вт/(м•°C);
  
  
• для конструкционно-теплоизоляционного перлитобетона – от 0,08 до 0,7 Вт/(м•°C).

Марка по морозостойкости:

• для теплоизоляционного перлитобетона не нормируется;
  
  
• для конструкционно-теплоизоляционного перлитобетона – F25;
  
  
• для конструкционного перлитобетона - F25 при средней температуре зимы выше -5°C и F75 при средней температуре зимы от -40°C до -5°C.

Марка по водонепроницаемости:

• для теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного перлитобетонов не нормируется;
  
  
• для конструкционного перлитобетона – от W4 до W20.

В зависимости от структуры перлитобетон может быть:

• плотным (с заполнителем в виде перлитовых щебня и песка в котором пространство между пористыми зернами заполнителя заполнено плотным цементом; он имеет хорошие показатели прочности, но более высокую теплопроводность);
  
  
• поризованным (с заполнителем в виде перлитовых щебня и песка в котором пространство между пористыми зернами заполнителя заполнено плотным цементом, но с внесением в бетонную смесь или воздухововлекающих, или пено- и/или газообразующих добавок, за счет которых цементный камень становится более пористым и легким, а теплопроводность бетона снижается);
  
  
• крупнопористым (без использования мелкого заполнителя, только на щебне, при этом между щебнем остаются пустоты, не заполненные цементом; он имеет хорошие теплоизоляционные свойства, но требует дополнительную защиту от влаги и продувания);
  
  
• ячеистым (изготавливается на основе песка, без крупного наполнителя, но с введением пено- и/или газообразующих добавок; содержание воздуха в нем может достигать 90% от общего объема).

Перлитобетон применяется в строительстве как в качестве раствора, так и в виде готовых заводских изделий:

• для обустройства монолитных конструкций - стяжек пола, стен и перегородок, фундаментов, монолитной теплоизоляции и т.п.;
  
  
• в виде блоков, плит, панелей, скорлуп для теплоизоляции труб и т.д.

Если сравнивать перлитобетон с тяжелым (классическим) бетоном, то основными отличиями являются:

• перлитобетон обладает намного более меньшим весом (за счет этого снижается нагрузка на фундаменты и основания бетонных конструкций);
  
  
• перлитобетон имеет намного более хорошие теплоизоляционные свойства;
  
  
• перлитобетон обладает пониженной прочностью (пригоден только для возведения мало- и многоэтажных сооружений, которые не подвергаются экстремальным нагрузкам);
  
  
• готовые изделия из перлитобетона хорошо и легко поддаются обработке и быстро монтируются.

От других видов легких бетонов перлитобетон отличает:

• высокая прочность (при одинаковых значениях плотности перлитобетон имеет более высокую марку по прочности, чем керамзито-, шунгизито-, шлакобетон и другие бетоны на пористых заполнителях);
  
  
• низкая теплопроводность (из-за того, что зерна вспученного перлита на 70-90% состоят из воздуха, перлитобетон имеет один из самых высоких показателей теплоизоляции);
  
  
• универсальность (перлитобетон можно применять в широком спектре работ: от возведения несущих конструкций до обустройства эффективной теплоизоляции);
  
  
• дороговизна (это главный и очень большой минус материала; сырье для производства вспученного перлита в основном ввозится из-за рубежа, из-за этого сильно вырастает себестоимость перлитобетона и готовых изделий из него).

В статье использована информация с сайта gruntovozov.ru.