Перлитовые плиты

Перлитовые плиты изготавливаются из вспученного перлита и используются в строительстве в качестве теплоизоляционных материалов.

В зависимости от температуры применения перлитовые теплоизоляционные материалы и изделия можно разделить на три основные группы:

◊ Для обычных положительных и низких отрицательных температур( включая область глубокого холода) -вспученные перлитовые порошок и пудра ( до — 200°С); перлитобитумные изделия ( от -60°С до 100 °С) ; битумно-перлитовая масса ( от -60 до +130°С);

◊ Для средних положительных температур ( до 600 °С) -перлитоцементные, перлитофосфогелевые изделия, перлитовый обжиговый легковес .

◊ Для высоких температур -перлитокерамические изделия( до 900 °С), жароупорный перлитобетон ( до 1000 °С), керамоперлитофосфатные изделия( до 1100°С), перлитовые ультралегковесные  огнеупоры со средней плотностью до 400 кг/м³ ( до 1150°С); перлитовые легковесные огнеупоры  со средней плотностью 500…800 кг/м³ ( до 1300°С).

Рисунок-1. Перлитовые теплоизоляционные плиты

 

 

 

 

 

 

 

Кроме того, разработана технология производства перлитовых теплоизоляционных изделий  и штукатурок на известковом и гипсовом вяжущем, на синтетических смолах и др. В состав всех перлитовых изделий входят вспученный перлитовый песок ( заполнитель из вспученного перлита) и различные связующие вещества ( органические или неорганические) для сцепления перлитовых зерен.

В зависимости от вида связующего меняется технология и основные свойства перлитовых изделий. В зависимости от технологии изготовления перлитовые изделия делятся на безобжиговые и обжиговые. При производстве первых,заключительной стадией в технологическом процессе является сушка, вторых-после сушки следует высокотемпературный обжиг.

Перлитобитумные плиты

Рисунок-2. Перлитобитумные плиты

 

 

 

 

 

 

Перлитобитумные плиты (ГОСТ 16136-80), изготавливаемые из вспученного перлитового песка , битума, глины , асбеста и других добавок, служат как и минераловатные плиты для тепловой изоляции строительных конструкций и промышленного оборудования при температуре изолируемых поверхностей от -60 до +100 °С. Наиболее широко их применяют для изоляции кровли промышленных зданий. Плиты выпускают длиной 500 и 1000 мм, шириной 500 мм и толщиной 40,50 и 60 мм. По плотности перлитобитумные плиты подразделяют на марки ( смотри таблицу-1) и бывают трудногорючие при содержании битума 9%, а также трудновоспламеняемые, при содержании битума 10…15 %.

Таблица-1. Физико-механические свойства перлитобитумных плит

 

 

 

 

 

 

 

Для производства перлитобитумных плит применяют вспученный перлит марок 75 и 100 (60…65 % по массе), битум марок БНД-40/60 (9…15%), высокопластичную и среднепластичную глину (5…11%), асбест марки П-6-45 (15…20%), клей карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ=15% от массы сухих компонентов) или сульфитно-дрожжевую бражку(СДБ=3% от массы сухих компонентов) и воду.

Общее содержание битума и глины в массе составляет 20 %, причем в плитах с добавкой СДБ, битума содержится до 9%, а глины до 11%. Подготовка асбеста, перемешивание компонентов и формование перлитобетонных плит аналогичны этим процессам при изготовлении перлитоцементных изделий. Обезвоженный и разогретый до температуры 150…160°С, битум смешивается в лопастном смесителе с глиняным шликером ( глина и вода 1/1,5) с относительной влажностью до 60 % в течении 10 минут до получения однородной по окраске массы темно-серого цвета без крупинок битума.

Далее полученная битумно-глиняная паста разбавляется водой до 50…60 % относительной влажности и перекачивается в расходный бак. Для приготовления битумно-глиняной пасты используют одно-или двухвальные лопастные смесители частотой вращения вала не более 50 мин ^-1 .
Битумно-глиняная паста, асбестовая пульпа и КМЦ или СДБ предварительно перемешиваются в общем расходном баке, а затем подаются в смеситель приготовления формовочной массы.

КМЦ или СДБ пердварительно разбавляют водой до 10…13% -ной концентрации. Возможно каждый компонент подавать в смеситель в отдельности. Микроскопические частицы битума, распределенные между частицами ( глины, клей КМЦ и СДБ), обволакивают частицы перлита и при сушке склеивают их между собой, обеспечивая заданную прочность и низкое водопоглощение. Перемешивание жидкой смеси с перлитом не должно превышать 2 мин. Относительная влажность формовочной массы колеблется от 75 до 80 %.

Плиты формуют на металлических поддонах или в формах. После формования плиты сушатся в туннельных сушилках в течении 12…15 ч по следующему режиму : испарение основной массы воды при температуре 200 °С-5…6 ч. Испарение оставшейся воды при температуре 120…130 °С-4…6 ч, расплавление битума при температуре 150…160°С-3 ч. Готовые плиты охлаждают вентилятором до температуры 30°С.

Расход материалов для изготовления 1 м³ перлитобитумных плит приведен в таблицу-2.

Таблица-2. Расход материалов для изготовления 1м³ перлитобитумных плит.

 

 

 

 

Битумно-перлитовая масса

Рисунок-3. Битумно-перлитовая масса

 

 

 

 

 

 

 

Битумно-перлитовую массу изготовляют путем смешивания вспученного перлитового песка с горячим нефтянным битумом марок не ниже БН-70/30 (ГОСТ 6617-76*). Полученную массу укладывают на поверхность кровельных покрытий или в  формы для получения изделий и уплотняют. Кроме того, битумно-перлитовую массу применяют в качестве изоляции стальных труб, предназначенных для прокладки тепловых сетей по бесканальному способу. Расход материалов на приготовление 1 м³ уплотненной битумно-перлитовой массы составляет: вспученный перлитовый песок-1,5 …1,7 м³, битум БН-70/30-140…160 кг. По плотности битумно-перлитовая масса подразделяется на марки 350 и 500 ( смотри таблицу-3).

Таблица-3. Физико-механические свойства битумно-перлитовой массы для теплоизоляции трубопроводов

 

 

 

 

Технологический процесс выполнения изоляции состоит из приготовления битумно-перлитовой смеси, подготовки и праймирования труб и нанесения смеси на трубы. Вспученный перлитовый песок , поступающий из бункера, смешивают в растворосмесителе с расплавленным и обезвоженным битумом ( при температуре 150…180 °С) в течении трех минут.

Горячая перлито-битумная масса после перемешивания поступает в расходный бункер, а оттуда подается в пресс. Пресс представляет собой металлический цилиндр, внутренний диаметр которого равен диаметру трубы. Внутри цилиндра движется поршень, через который проходит изолируемая труба. При перемещении трубы подается битумно-перлитовая масса, которая прессуется поршнем.

По выходе трубы с битумно-перлитовой изоляцией из прессующей машины, она обертывается защитными покрывными материалами. Производительность пресса составляет до 120 м в смену. Для заделки стыков изолированных трубопроводов используют полуцилиндры, изготовленные прессованием из аналогичной битумно-перлитовой массы.

Перлитовые изделия на жидком стекле 

Рисунок-4. Перлитофосфогелевые плиты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перлитовые изделия на жидком стекле выпускаются двух видов-перлитофосфогелевые и перлитовый обжиговый легковес. Перлитофосфогелевые изделия состоят из вспученного перлитового песка (60…70% по массе) и жидкого стекла плотностью 1,3 г/см³ (40…30% по массе). Чтобы обеспечить равномерное твердение изделий по всей толщине и снизить их водопоглощение , в состав смеси вводят незначительное количество ортофосфорной кислоты и гидрофобизирующей добавки ГКЖ-10 или ГКЖ-11.

Изделия применяют для огнезащиты и тепловой изоляции строительных конструкций, горячих поверхностей оборудования и трубопроводов при температурах до 600 °С. При устройстве специального гидроизоляционного покрытия из бумаги, наклеенной битумом , плиты могут применяться для изоляции строительных конструкций при температурах от -80 до +60 °С.

Изделия выпускают в виде плит, полуцилиндров и сегментов длиной 450…1000 мм, шириной для плит 250…500 мм и внутренним диаметром для полуцилиндров и сегментов 57…426 мм, толщиной 40…100 мм. По плотности изделия изготовляют марок 200, 250 и 300 9 смотри таблицу-4).

Таблица-4. Физико-механические свойства перлитовых изделий на жидком стекле

 

 

 

 

Технологический процесс изготовления изделий на жидком стекле включает в себя перемешивание компонентов в растворосмесителе, прессование и сушку. Время перемешивания должно быть не более 1 минуты  для предотвращения разрушения зерен вспученного перлита. Жидкое стекло используется товарное или оно готовится на заводе. Формовочная масса получается полусухая и сыпучая, поскольку ее относительная влажность не превышает 50 %.Изделия формуются в прессе под давлением 0,3…0,8 МПа или на конвейерной линии между двумя движущимися лентами.

Тепловая обработка ( сушка) изделий производится в туннельной или конвейерной сушилке при температуре до 350 °С. Продолжительность сушки изделий толщиной 60…100 мм составляет 4…6 часов. Высушенные  изделия поступают на склад готовой продукции.

Перлитовый обжиговый легковес

Перлитовый обжиговый легковес (ТУ 21-31-4-73) применяют для теплоизоляции энергетического оборудования при температуре теплоизолирующей поверхности 600…700 °С, а также для теплоизоляции покрытий кровли по профилированному металлическому настилу. Технологический процесс этого материала отличается от описанной выше тепловой обработки -вместо сушки материал обжигают при 800 °С в конвейерных или туннельных печах.

Для получения 1 м³ обжигового легковеса расходуется ( в зависимости от плотности изделия ) 85…160 кг перлитового песка и 11…21 кг жидкого стекла ( плотностью 1,4 г/см³). По плотности изделия подразделяют на марки 100, 150 и 200. Теплопроводность перлитового легковеса при температуре 20 °С составляет 0,058…0,08 Вт/(м·°С), а предел прочности при сжатии -0,17…0,3 МПа, при изгибе -0,14…0,2 МПа.

Перлитоцементные изделия

Перлитоцементные изделия, изготовляются путем смешивания перлитового песка, цемента водной асбестовой пульпы с последующим формованием и сушкой ( смотри рисунок-1). Промышленность выпускает в виде плит, сегментов и полуцилиндров. Изделия служат для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов при температуре изолируемой поверхности до 600 °С. По плотности перлитоцементные изделия подразделяют на марки 225, 250, 300 и 350 ( смотри таблицу-5).

Рисунок-1. Технологическая схема производства перлитоцементных изделий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение рисунка-1.

 

 

 

 

 

 

1-склад перлита; 2- бункер; 3-дробилка; 4-элеватор; 5-винтовой конвейер;6-барабан для предварительной обработки перлита;7-циклоны к сушильному барабану; 8-шахтная печь для обжига перлита; 9- циклоны к шахтной печи; 10-бункер для перлита ; 11-вентилятор; 12-весовой дозатор; 13-объемный дозатор; 14-бункер для цемента ; 15-бак для асбестовой пульпы; 16-распушка асбеста; 17-склад асбеста; 18-склад готовой продукции; 19-стол для упаковки изделий; 20-туннельное сушило; 21-гидравлический пресс; 22-смеситель.

Плиты изготовляют длиной 500 и 1000 мм, шириной 500 мм и толщиной 50,75 и 100 мм, полуцилиндры -внутренним диаметром 56,78,91,110,135,162 и 222 мм при длине 500 и 1000 мм, толщина полуцилиндров зависит от диаметра и находится в пределах от 50 до 100 мм. Сегменты выпускают внутренним диаметром 162, 222, 277, 327, 380, 430 мм, длиной 500, 1000 мм и толщиной в зависимости от диаметра от 80 до 105 мм.

При средней плотности вспученного перлитового песка 75…100 кг/м³ в состав перлитоцементных плит входит вспученный перлитовый песок ( 43 % по массе), портландцемент марки не ниже 400 ( 43% по массе) и асбест не ниже 6-го сорта ( 14 % по массе). При изменении плотности вспученного перлита процентные соотношения могут несколько изменяться. Вода вводится в количестве 230…300% от массы сухих материалов.

Рисунок-5. Перлито-цементная плита для теплоизоляции

 

 

 

 

 

 

 

Портландцемент и асбест дозируются по массе, перлитовый песок и вода дозируются по объему. Асбест обминается на бегунах при увлажнении до 30…35 % в течении 15…20 мин, а затем распушивается либо в пропеллерном смесителе, либо в аппарате распушки (при разбавлении асбеста 15…20-кратным количеством воды) в течении 20 минут. Для смешения материалов применяют лопастные горизонтальные смесители периодического действия или одновальный винтовой смеситель ( шнек ) непрерывного действия.Компоненты подаются в смеситель периодического действия в такой последовательности :

Сначала асбестовая пульпа, затем цемент и после их перемешивания в течении 5 минут вводят перлитовый песок, который перемешивается еще 1,5…2 мин. Более длительное перемешивание с перлитом приводит к разрушению его зерен и увеличению массы изделий. В смеситель непрерывного действия компоненты вводятся почти одновременно.

Частота вращения вала смесителя регулируется от 30 до 60 мин ^-1.

Таблица-5. Физико-механические свойства перлитоцементных изделий

 

 

 

 

 

После смесителя полученная гидромасса подается на формование в гидравлический пресс или в конвейерный станок. Прессование изделий производят на металлических поддонах при удельном давлении 0,05 МПа. Производительность формовочных агрегатов ( прессов или станков ) составляет 1,5 …2 м³/ч. Правильная геометрическая форма изделий обеспечивается при формовании в прессах или на конвейерах, снабженных узлом подпрессовки.

Отформованные изделия подвергают тепловой обработке в туннельных или конвейерных сушилках по следующему температурному режиму. Изделия выдерживают при температуре 170…200 °С в течении 3…4 ч. В это время изделия прогреваются, основная масса воды испаряется и окружающая среда насыщается влагой. Затем температуру снижают и выдерживают изделия при температуре 90…100 °С в течении 6…8 часов. За это время изделия пропариваются и приобретают необходимую механическую прочность.

В заключение температуру повышают до 150 °С и изделия досушивают до остаточной влажности 20…30 %. Общая продолжительность сушки 13…16 ч. Готовые изделия одного вида размера  и марки укладывают в жесткую тару : плиты -на ребро, полуцилиндры и сегменты на торец. Между изделиями должны быть уложены бумажные прокладки. Транспортируют изделия в крытых вагонах в условиях исключающих их увлажнение и механическое повреждение. Хранят изделия в крытых складах раздельно по маркам и размерам, штабелями высотой не более 1,7…2 м.

Перлитобетон

Жароупорный теплоизоляционный перлитобетон применяют для тепловой изоляции (футеровки) промышленных печей, дымовых труб и других тепловых агрегатов. В состав перлитобетонов входят в качестве заполнителя перлитовый щебень и песок , а в качестве вяжущего -портландцемент, жидкое стекло и глиноземистый цемент. В зависимости от вида вяжущего, температура применения таких бетонов колеблется от 600 до 1000 °С: нижний предел -для бетонов на портландцементе и жидком стекле; верхний -для бетонов на глиноземистом цементе.

Читай на http://stroivagon.ru жаростойкий бетон

Для придания жароупорных свойств в бетоны на портландцементе и жидком стекле вводят дополнительные тонкомолотые добавки-молотые вспученный перлитовый песок и шамот с размерами частиц менее 0,1 мм. В бетоны на жидком стекле вводят отвердитель -кремнефтористый натрий или нефелиновый шлам ( отход алюминиевой промышленности) в количестве 10…20 % массы жидкого стекла. Изготовляют перлитобетоны со средней плотностью 400…1000 кг/м³.

Рисунок-6. Перлитобетон

 

 

 

 

 

Сырьевые компоненты перемешиваются в бетоносмесителях принудительного действия. Сначало загружается вяжущее, тонкомолотая добавка а затем вспученный перлит. После перемешивания в течении 1 минуты в смесь заливают воду и перемешивание продолжается еще 1…2 минуты. Весь цикл приготовления смеси составляет около 3 минут. Приготовленную бетонную смесь укладывают в металлические формы и уплотняют вибрированием с пригрузом. По окончании твердения ( 3…7 сут) бетонные блоки ( панели) распалубливают и отправляют на место монтажа.

Перлитобетон может быть уложен в виде монолита непосредственно в тепловом агрегате. Использование жаростойкого перлитобетона позволяет уменьшить массу ограждения печей в 2…3 раза и снизить ее стоимость на 30…50 %.

Плиты из перлитопластобетона

Плиты из перлитопластобетона (ТУ-480-1-145-76) получают вспениванием при тепловой обработке композиции, состоящей из тонкомолотой смеси новолачной фенолформальдегидной смолы (65%) и вспученного перлита (25%) с добавками отвердителя ( уротропина)-8,5 % и газообразователя ( порофора)-1,5 % от массы смолы. Плиты используют для тепловой изоляции строительных конструкций в промышленности и сельском хозяйстве.

Температура применения +150 …-50°С. Плиты выпускают длиной до 3000 мм, шириной до 1500 мм и толщиной до 100 мм. По плотности плиты из перлитопластобетона подразделяют на марки 100, 125, 150 и 175 ( смотри таблицу-6).

Таблица -6. Физико-механические свойства плит из перлитопластобетона

 

 

 

 

 

Технологический процесс изготовления плит из перлитопластобетона включает в себя дробление кусковой смолы, дозирование исходных компонентов, совместный помол компонентов, засыпку смеси в форму или в формующий агрегат и тепловую обработку для вспенивания и отверждения плит. Помол компонентов производят в мельницах в течении 15-20 минут, до тонкости 5000 см²/г. Сначала в мельницу загружают смолу, затем газообразователь и отвердитель и в последнюю очередь вспученный перлит, совместный помол с которым не должен превышать 3 мин.

Помол перлита со смолой выполняют для более однородного их перемешивания и получения мелкой пористости готового продукта. Молотая смесь поступает в бункер из которого засыпается либо в специальные, плотно закрываемые формы либо в конвейер. Смесь засыпают в количестве, обеспечивающем получение заданной  плотности изделия. Конвейер состоит из непрерывной ленты, на которую укладывают из рулона бумагу.

Сухая смесь ровным слоем непрерывно распределяется на бумаге и поступает в зону тепловой обработки. При прохождении зоны с температурой 110°С смола расплавляется и начинается разложение газообразователя с выделением газа и вспениванием массы. Попадая в зону с температурой 150…160°С, смола отверждается и изделие приобретает прочность. Затем изделие охлаждается. Входя из зоны тепловой обработки, непрерывная лента режется циркульной пилой на заданную длину. При вспенивании в формах тепловую обработку проводят в камерных или туннельных сушилках.

При изготовлении изделий из перлитопластобетона производственные помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей удаление пыли и вредных веществ, выделяющиеся при помоле и тепловой обработке. Над оборудованием и постом расформовки устанавливают вытяжные зонты. Рабочие, занятые дроблением смол должны иметь защитные очки. После каждой смены проводят уборку помещения влажными опилками.

Легковесные огнеупорные перлитошамотные изделия

Рисунок-8. Легковесные огнеупорные перлитошамотные изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

Легковесные огнеупорные перлитошамотные изделия (ГОСТ 5040-78*) изготовляют на основе вспученного перлитового песка ( 13…3 %), огнеупорной глины (16 %) и шамота ( 71…81 %). По плотности перлитошамотные изделия разделяют на марки: 400, 500, 600, 700, 800 ( таблица-7).

Таблица-7. Физико-механические свойства перлитошамотных огнеупорных изделий в зависимости от марок

 

 

 

 

 

 

Технология изготовления  перлитошамотных легковесных огнеупоров приближается к технологии изготовления перлитокерамических изделий. Приготовленная формовочная масса ( относительной влажностью 33…50%) разливается в форму и направляется на сушку и обжиг. Время сушки может продолжаться до 14 часов, а обжиг -до 6 ч.