Właściwości i zastosowanie perlitu

Perlit jest minerałem pochodzenia wulkanicznego, który tworzył się w wyniku szybkiego stygnięcia lawy w środowisku wodnym. Około 70% rezerw światowych znajduje się na terenie Turcji. Perlit jest wydobywany i znajduje zastosowanie zarówno w budownictwie [1], jak i przy uprawie roślin [2].

Wydobyty ze złoża perlit zostaje zmielony do odpowiedniej granulacji, a następnie wprowadzony na kilka sekund do pieca, w którym panuje temperatura 900-1100°C. Woda, która jest zawarta w ziarnach, bardzo szybko wyparowuje, powodując jednocześnie spęcznienie materiału i powiększając objętość ziaren nawet dwudziestokrotnie [3].

Uzyskuje się kruszywo w postaci drobnych, porowatych cząsteczek. Materiał ten nazywany jest perlitem ekspandowanym [2] (FOT. 1-2).

Zastosowanie perlitu

Perlit ekspandowany stosowany jest głównie jako surowiec w procesie wytwarzania izolacyjnych materiałów budowlanych. Charakteryzuje się wysoką izolacyjnością cieplną i akustyczną oraz ognioodpornością. Jest bardzo lekkim i trwałym materiałem, odpornym na wilgoć i nieszkodliwym dla środowiska [3, 4].

Perlit ekspandowany jest stosowany w budownictwie głównie jako materiał wyrównujący pod wylewki, izolacja akustyczna i termiczna, w produkcji perlitobetonu, do izolacji stropów drewnianych, ocieplania ścian itp. Sprawdza się również w ogrodnictwie jako komponent podłoży [5].

Perlitobeton jest to lekki beton izolacyjny lub izolacyjno-konstrukcyjny, który można stosować w celu zastąpienia materiałów izolacyjnych (styropian). Wylewka perlitowa jest świetnym rozwiązaniem, aby zapewnić wytrzymałość i bezpieczeństwo, a jednocześnie izolację termiczną. Wylewki perlitobetonowe pod względem izolacji cieplnej są skuteczniejsze od wylewek betonowych. Charakteryzują się dobrą wytrzymałością, są dźwiękochłonne i nie powodują efektów membranowych.

Perlitobeton jest materiałem niepalnym należącym do klasy ognioodporności A1 i odpornym na działanie czynników zewnętrznych. Dodatkowym atutem perlitobetonu jest łatwe wyrównywanie nierównego podłoża [2].

Tynki perlitowe mają bardzo dobre właściwości termoizolacyjne, izolują zarówno cieplnie, jak i akustycznie oraz są odporne na działanie ognia. Mogą być stosowane wewnątrz i na zewnątrz budynków. Są to tynki bardzo lekkie, w których piasek zastąpiono perlitem [3]. Proporcjonalne zwiększanie objętościowego udziału perlitu w zaprawie/tynku kosztem piasku obniża jej parametry wytrzymałościowe, ale w zamian zmniejsza ciężar i poprawia termoizolacyjność, odporność ogniową i zdolność pochłaniania hałasu [6].

Perlitowa zaprawa murarska jest to materiał ciepłochronny, w którym piasek zastąpiono perlitem. Zaprawa ta jest paroprzepuszczalna i chroni ścianę przed zawilgoceniem. Ma bardzo dobre właściwości termoizolacyjne, likwiduje mostki termiczne, jest mrozoodporna i niepalna [2].

Perlit można stosować na różnego rodzajach stropach i pod każdy rodzaj posadzki. Ułożenie płyt jastrychowych na podsypce z perlitu sprawia, że cała konstrukcja jest lekka, ciepła i cicha. Perlit może być użyty w postaci granulatu (luźnej zasypy) jako bardzo dobry izolator termiczny i akustyczny w stropach drewnianych. Do izolacji stropów używany jest perlit EP180 [3].

W ogrodnictwie, między innymi ze względu na wysoką nasiąkliwość (ok. 40%), bardzo niski ciężar właściwy (do 120 kg/m3) i granulację (od 2 mm do 6 mm), ma bardzo duże zastosowanie: w rozmnażaniu wegetatywnym roślin w samym perlicie, jest niezastąpiony do multiplatów przy wysiewach jako materiał okrywowy jako dodatek 10-30% do podłoży organicznych, w produkcji ziem ogrodniczych podłoży pod określone roślin oraz przy uprawie bezglebowej warzyw i kwiatów na matach z perlitu [4]. Na RYS. przedstawiono zastosowanie perlitu w ogrodnictwie.

Perlit ekspandowany z żywicami i innymi wypełniaczami stosuje się m.in. przy produkcji: farb i tynków, elementów konstrukcji dachowych, elementów mebli i artykułów AGD, armatury łazienkowej i instalacyjnej, gumy, szpachlówek, klejów używanych w chemii budowlanej, meblarskiej, samochodowej, środków ściernych, szorujących i polerujących w chemii gospodarczej. Właściwości dźwiękochłonne perlitu ekspandowanego w połączeniu z betonem lub tworzywami sztucznymi są wykorzystywane do konstruowania ekranów dźwiękochłonnych przy autostradach i arteriach szybkiego ruchu w miastach [6].

Perlit ma także innowacyjne zastosowanie w hodowli jako środek pochłaniający wilgoć i zapachy w ściółkach, jako suplement pasz i nośnik dla antybiotyków [2]. Na FOT. 3 przedstawiono zastosowanie w hodowli zwierząt.

Perlit budowlany bardzo dobrze izoluje cieplnie i akustycznie. Jest materiałem lekkim o charakterystycznym kształcie (małe białe kulki), zatem efektywnie zastępuje styropian oraz tynki piaskowe. Zwiększa wydajność i plastyczność tynków gipsowych, klejów do glazury i dociepleń oraz zapraw murarskich, a także mas betonowych. Stosowany jest przy docieplaniu dachów i stropów oraz ścian i podłóg (wylewki). Stosowany jest również jako wypełniacz między ścianami budynków [5].

W artykule [1] szczególną uwagę poświęcono najnowszej technologii, czyli pustakom ceramicznym wypełnionym perlitem. Są doskonałą alternatywą dla tradycyjnych materiałów aktualnie stosowanych do wznoszenia przegród zewnętrznych w budownictwie energooszczędnym. Perlit ekspandowany jest naturalnym materiałem izolacyjnym pochodzenia naturalnego i zachowuje swoje właściwości fizykochemiczne nieporównywanie dużej niż tradycyjne izolacje wykonane ze styropianu czy wełny mineralnej [1].

Badania perlitu

Jednym z głównych problemów podczas produkcji perlitu ekspandowanego jest powstawanie dużej ilości frakcji pylastej. Charakteryzuje się ona niską gęstością, a co za tym idzie - wysoką lotnością, co sprawia, że jest ona bardzo trudna do zagospodarowania [7].

W pracy [8] stwierdzono na podstawie badań, że zmielony odpad z produkcji perlitu ekspandowanego może stanowić składnik cementów portlandzkich. Wykazuje on właściwości pucolanowe, powodujące zwiększenie wytrzymałości zapraw po 28 dniach twardnienia. Dodatek odpadowego perlitu zastępującego 20% cementu portlandzkiego nie powoduje większego wzrostu wodożądności cementu.

Jednak dodatek 35% perlitu znacznie zwiększa wodożądność, opóźniając tym samym wiązanie cementu. Cement CEM I 42,5R, w którym zastąpiono 5% i 20% spoiwa mielonym perlitem ekspandowanym spełnia wymagania normy dla klasy 42,5R, szczególnie w przypadku 20% dodatku jest to wynik bardzo obiecujący [8].

Obserwacje mikrostruktury zaprawy z cementu CEM 20% za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego pozwoliły na stwierdzenie, że perlit jest składnikiem, który bierze udział w procesie hydratacji. Świadczy o tym brak wyraźnych granic pomiędzy cząstkami perlitu a fazą C-S-H, co wskazuje na powstawanie produktów hydratacji w formie warstewek pokrywających powierzchnie perlitu [8].

W pracy [7] przedstawiono wyniki badań nad procesem syntezy materiału zeolitowego z odpadowej frakcji pylastej powstałej przy produkcji perlitu ekspandowanego. Przeanalizowano wpływ stężenia i ilości roztworu NaOH, temperatury oraz czasu syntezy na rodzaj i ilość powstałych produktów. Stwierdzono, że sodowe zeolity uzyskane w procesie syntezy z perlitu ekspandowanego mogą być z powodzeniem wykorzystywane w procesach sorpcyjnych [7].

Literatura

1. M. Żukowski, "Wykorzystanie pustaków szczelinowych wypełnionych ekspandowanym perlitem w technologiach energooszczędnych", "Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials" 63 (1)/2011, s. 195-200.
2. Strona internetowa: www.perlit.pl/, dostęp w dniu 05.02.2018.
3. Strona internetowa: www.perlipol.com.pl, dostęp w dniu 05.02.2018.
4. Strona internetowa: www.perlit-polska.pl, dostęp w dniu 05.02.2018.
5. Strona internetowa: www.zebiec.pl/mineraly/perlit-ekspandowany/, dostęp w dniu 05.02.2018.
6. Strona internetowa: www.altex.pl/pdf/perlit.pdf, dostęp w dniu 05.02.2018.
7. M. Król, J. Morawska, W. Mozgawa, W. Pichór, K. Barczyk, "Synteza zeolitów z perlitu i ich zdolności sorpcyjne", "Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials" 66 (2)/2014, s. 129-134.
8. E. Kapeluszna, Ł. Kotwica, W. Pichór, W. Nocuń-Wczelik, "Cementy powszechnego użytku z dodatkiem mielonego odpadu perlitu ekspandowanego", "Monografie technologii betonu: IX konferencja Dni Betonu: tradycja i nowoczesność", Stowarzyszenie Producentów Cementu, t. 1. Kraków 2016, s. 645-657.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!