Статья: Вермикулит (в строительстве)

Вермикулит (в строительстве)

Омарова Г.А.

Аманжол Б.

Торе Б.

В строительстве вермикулит применяют в виде так называемого вспученного вермикулита, который составляет основу таких материалов как вермикулитобетон, вермикулитовые плиты, теплоизоляционные засыпки и др. Вспученный вермикулит получают путем предварительного измельчения и последующего обжига при температуре 500 - 1000 °C. Во время обжига вермикулит увеличивается в объеме в 5-20 раз.

Увеличение объема или вспучивание вермикулита в процессе обжига обусловлено наличием между чешуйками минерала микрочастиц воды. В момент нагревания вода, заключенная в замкнутое пространство мельчайших чешуек вермикулита, испаряется, а пар, стремящийся вырваться из заключения, увеличивает пространство между чешуйками. Таким образом, после испарения в вермикулите получается огромное количество мельчайших пустот. Все это и объясняет столь большое увеличение в объемах данного минерала при обжиге.

На вспученный вермикулит имеется соответствующий ГОСТ 12865-67 "Вермикулит вспученный".

Основными свойствами вермикулита, за которые он получил столь широкое применение в строительстве являются: высокое звукопоглощение, сохранение малого веса при больших объемах, огнеупорность, низкая теплопроводность (0,04 - 0,062 Вт/м. К), не подвержен гниению, вермикулит является экологически чистым материалом.

Высокая влагоемкость - 100 г вермикулита способны впитать 400-530 мл воды; вермикулит обжиг звукопоглощение

За счет последнего качества вермикулит получил широкое применение в растениеводстве, например, в качестве наполнителя при посадке домашних растений. При посадке растений вермикулит смешивается с грунтом. При этом количество вермикулита не должно превышать 50% земельного субстрата. Наличие данного материала обеспечивает повышение рыхлости и пористости земли, нормализуется влажность. При использовании вермикулита корни растений равномерно развиваются в грунте и занимают все пространство горшка.

Ввиду низкого значения теплопроводности вермикулит получил широкое применение при теплоизоляции. Вместе с тем, что существуют вермикулитовые засыпки, применяемые для теплоизоляции, вспученный вермикулит используют в качестве наполнителя при изготовлении строительных смесей и строительных растворов.

На прилавках садовых магазинов достаточно давно появились упаковки с надписью "Вермикулит". Большинство садоводов и огородников, так же как и обычные горожане, не знают, что это за материал и зачем он нужен. Итак, вермикулит - что это такое и где его используют? Постараемся в статье ответить на этот вопрос, а также рассказать подробно о том, как и из чего его получают, и о возможностях применения этого полезного ископаемого.

Сравнение вспученного вермикулита с другими строительными материалами по теплопроводности:

Что это за материал? Натуральный вермикулит - это природный минерал из группы гидрослюд, образующийся в результате вымывания и выветривания биотитовой слюды. Внешне он выглядит как пластинчатый кристалл желтовато-бурого цвета. Но после нагревания его до температуры в 900 оС превращается в вермикулит вспученный. Его пластинки становятся похожи на столбики, чем-то напоминающие червячков, что и было отражено в названии, ведь с латинского на русский язык vermiculus переводится как "червячок, червеобразный".

Физико-химические характеристики Вермикулит, встречаемый в природе, бывает окрашен в серебристый, золотистый, бурый, зеленый и черный цвет. В его составе содержатся окислы кремния, железа, кальция, калия, магния и других микроэлементов.

Кроме того, он не содержит тяжелых металлов и каких-либо токсичных компонентов, а также не вступает в реакции со щелочами и кислотами. Благодаря этому, широко используется вермикулит для растений как в декоративном цветоводстве, так и в садоводстве. Важно и то, что этот минерал не подвержен гниению и разложению под воздействием природных и биологических факторов. Из-за этого различные микроорганизмы, насекомые и животные в нем не поселяются. Стоит особо подчеркнуть, говоря про вермикулит, что это высокопористый материал с отличными влагопоглощающими свойствами. Коэффициент водопоглощения этого минерала - 400%. Это значит, что 100 г вермикулита способны поглотить 400 мл воды.

Таким образом, этот природный минерал обладает следующими свойствами: экологичность; долговечность; химическая и биологическая инертность при взаимодействии с агрессивными средами; низкая теплопроводность; высокая пожароустойчивость; малая плотность

Где его добывают?

Этот природный материал был случайно открыт в XIX веке, и с тех пор ведется его разведка и добыча. Как уже говорилось, вермикулит - это минерал, месторождения которого есть как в России - в Красноярском крае, на Кольском полуострове, Иркутской и Челябинской областях, так и в ближнем зарубежье: в Казахстане, Узбекистане, Украине. Кроме того, его добыча ведется в Австралии, Индии, ЮАР, Уганде и США. В штате Монтана, неподалеку от местечка Либби, расположено самое большое и рентабельное американское месторождение этого полезного ископаемого.

Как происходит переработка

Добытый вермикулит подвергают специальной обработке на обогатительных фабриках. Там проводят отбор и сортировку слюды, часть которой в дальнейшем отправляется на электротехнические производства, а оставшаяся гидротермическим способом перерабатывается в конвейерных печах при температуре около 760 оС.

В результате подобного воздействия отдельные частицы минерала расслаиваются и вспучиваются, и на выходе получается вермикулит вспученный. В процессе дальнейшей переработки полученная масса измельчается до заданной величины.

Особенности вспученного вермикулита

Как уже говорилось, этот природный минерал проходит промышленную переработку обжигом, в процессе которой он значительно увеличивается в объемах и расслаивается на червеобразные частицы. Подобное изменение происходит из-за воды, которая находится в структуре вермикулита в связанном состоянии. Под воздействием высоких температур она нагревается и преобразуется в пар, который и раздвигает, расслаивает слюдяные пластинки, тем самым увеличивая объем. Таким образом, можно говорить про вспученный вермикулит, что это "прожженный" минерал с измененной структурой.

Какими бывают фракции?

Измельчают это полезное ископаемое до разных фракций, которые классифицируются в зависимости от величины. Всего есть 5 групп, где 1- самая крупная, размером с мелкую монетку, а 5 - взвесь, напоминающая пыль или мелкий песок. Неизмельченный вермикулит - утеплитель, широко используемый в строительстве для засыпки в пустотелые панели. В цветоводстве и растениеводстве обычно используют вермикулит от 2 до 4 фракций. Этот материал в сухом виде довольно легок, а вот после увлажнения его вес увеличивается практически в 5 раз, за счет поглощенной и удерживаемой воды.

Сферы применения

Открытый относительно недавно, такой минерал, как вермикулит, и его производные нашли сегодня множество различных областей применения:

1. Экология, нефтяная и химическая промышленности. Мало кто сможет ответить, когда его спросят про вермикулит, что это отличный сорбент, способный связывать щелочи и кислоты. Это свойство позволяет применять его для нейтрализации разнообразных химических веществ на производствах, а также для ограничения разливов нефти.

2. Атомная промышленность и энергетика. Используется в качестве поглотителя таких радиоактивных элементов, как кобальт-58, стронций-90 и цезий-137, а также как отражатель гамма-излучения.

3. Автомобилестроение и авиационная промышленность. Изготавливают из вермикулита разнообразные звукопоглощающие и теплоизоляционные материалы и изделия.

4. В промышленном и гражданском строительстве используется следующим образом вермикулит: утеплитель, а также звуко- и теплоизолятор для кровель и полов; для засыпки в качестве утепляющего материала в пустотелые панели; в качестве составного компонента различных штукатурок, легких бетонов и сухих строительных смесей; при изготовлении бетонных и цементных блоков, а также теплоизоляционных мастик в качестве наполнителя; при производстве огнезащитных и термостойких плит, панелей и других стеновых материалов; при обустройстве наливных полов.

Список литературы

1 Т.О. Омаралиев Химия и технология переработки нефти и газа ч 1. Недеструктивные процессы. - Алматы: Білім. 2001-399с.

2. А.П. Дронин, И.Н. Тугач. Технология разделения углеводородных газов. - М.: Химия.1975 - 176с.

3. М.А. Берлин, В.Г. Гореченков, К.П. Волков. Переработка нефтяных газов - М.: Химия - 1981. - 180с.