• anyagok
• perlit
• tulajdonságok

Duzzasztott perlit gyártása, tulajdonságai és felhasználása

Fogalma

A perlit csillogó fényű, viszonylag nagy víztartalmú, speciális riolit- vagy dácitváltozat, természetes körülmények között is előforduló vulkanikus üvegkőzet. Nevét a latin perla (gyöngy) szóról kapta. Kémiailag ténylegesen metastabil, amorf alumínium-szilikát. A kiömlési kőzetek savanyú (felzikus) alcsoportjába tartozik. Sajátos tulajdonsága, hogy megfelelő hevítés hatására nagymértékben megduzzad.

Természetes perlit

Története

A perlit kémiailag semleges, vizes oldatban pH-értéke 7, sűrűsége 2,2-2,4 g/cm³, keménysége 5,5-7 között (Mohs-skála) változik. A perlit kőzetszíne az áttetsző világosszürkétől az üveges feketéig változik, duzzasztás után hófehér, esetleg szürke-fehér lehet.

A perlit tipikus összetétele: 70-75% szilícium-dioxid, 12-15% alumínium-oxid, 3-4% nátrium-oxid, 3-5% kálium-oxid, 0,5-2% vas-oxid, 0,2-1,7% magnézium-oxid, 0,5-1,5% kalcium-oxid, 3-5% kémiailag kötött víz. A nyers perlit testsűrűsége 1100 kg/m³, míg a duzzasztott perlité 30-150 kg/m³.

A perlitet a történelem során számos névvel illettek, míg végül 1822-ben kapta mai nevét. Építőipari hasznosítása azonban még több mint egy évszázadig váratott magára. Először 1929-ben Japánban folytak perlittel kapcsolatos kísérletek, de igazi áttörést az 1930-as években az Egyesült Államokban zajló kutatások hozták. 1938-ban az amerikai L. Lee Boyer az Arizona államban található Superior városának vizsgálólaboratóriumában egy nyitott kísérleti kemence segítségével azon dolgozott, hogy különféle szilikátok keverékéből új szigetelőanyagot állítson elő egy telefontársaság számára.

Egyik kísérlete során a közeli hegyekből származó vulkanikus kőzet (perlit) őrleményét szórta a 850-900 °C-ra felhevített kemencébe, s arra lett figyelmes, hogy a perlit szemcséi a kemencében pattogni kezdtek (a pattogatott kukoricához hasonlóan). Alaposan megvizsgálva a keletkezett duzzasztott perlitet, rájött, hogy az eredeti szemcsék 2-5%-ban vizet tartalmaztak. Hevítés során a perlit felülete meglágyul, s ahogy a nagy hőmérsékleten gőzzé váló nedvesség távozott a perlit szemcséiből, azok az eredeti méretük 7-16-szorosára duzzadtak.

Boyer vizsgálatai során felfedezte a duzzasztott perlit rossz hővezető képességét, így hőszigetelő anyagként való alkalmazhatósága nem volt kétséges. Jó tűzállósága és kis súlya szintén előnyére vált a kohósalakhoz képest, ezért az 1950-es évekre világszerte elterjedt.

Duzzasztott perlit

Gyártása

Napjainkban a gyártása során a nyers bányanedves perlitkőzetet 0,2-2,5 mm szemcseátmérőjűre zúzzák, majd osztályozzák és szárítják. Ezt követően kerül a duzzasztóműbe, ahol a perlitszemcséket hirtelen 840-1200 °C közötti hőmérsékletre hevítik. Ilyenkor a szemcsék külső felülete meglágyul (ún. piroplasztikus állapotba kerül), a 3-5% kristályvíz elgőzölög, miközben a szemcséket az eredeti térfogatuk 4-20-szorosára duzzasztja.

A duzzasztott perlitet öt csoportba soroljuk a 0,0-1,5 mm szemcseméret és 30-80 kg/m³ laza halmazsűrűségtől az 1,0-5,0 mm szemcseméret és 100-250 kg/m³ laza halmazsűrűségig, amelyek lehetnek nagy szemcsés, durva szemcsés, középszemcsés, középfinom szemcsés, finom szemcsés.

Tulajdonságai

A duzzasztott perlit könnyű (kis testsűrűség), nem éghető, hőálló (900 °C-ig), kiváló a hőszigetelő képessége, jó a páraáteresztő képessége. Hézagmentes hő- és hangszigetelés készíthető belőle, a rétegrendek egyszerűek, gyorsan kivitelezhető, a szabálytalan alakú tereket is veszteség nélkül tölti ki.

Rovar és rágcsáló nem károsítja, környezetkímélő, korlátlan ideig fel-használható, talajjavító hatású, nincs radioaktivitása. PH-értéke semleges, nem oldódik savakban és lúgokban, egészségileg biztonságos (nem tartalmaz nehézfémeket, valamint más anyagokat, amelyek károsan hatnak az emberre és a környezetre), megakadályozza a mikroorganizmusok létrejöttét (keletkezését), és kedvezőtlen körülményeket jelent ezek szaporodására.

A duzzasztott perlit legfontosabb anyagtulajdonságai

Alkalmazása

Kis sűrűsége, viszonylag alacsony ára és jó hőszigetelő képessége miatt a perlitet számos helyen lehet felhasználni. Az építőiparban használják ömlesztett szigetelésként, hőszigetelő vakolatok, könnyűbetonok adalékanyagaként, szendvicsfalak kitöltőanyagaként, és tűzvédelmi célokra.

A perlitnek rendkívül széles a felhasználási területe. A nyers perlitet használják csiszolóanyagokhoz, szemcseszóráshoz, cementgyártáshoz adalékanyagként. A duzzasztott perlitet típusától függően használhatják az építőiparban (száraz- vagy nedves technológiával) hőszigetelésre, épületszerkezetek tűz elleni védelmére, tűzálló gyártmányokhoz. A mezőgazdaságban talajjavításra, mű- és biotrágyák hordozóanyagaként ismert. A környezetvédelem területén olajszennyeződések eltávolítására, az élelmiszer- és gyógyszeriparban segédanyagként, festéktextúra anyagként, a vadgazdálkodásban vakcina hordozóként használják.

A duzzasztott perlitet építőipari alkalmazása során megkülönböztetünk száraz- és nedves technológiákat. A nedves technológiáknál valamilyen szervetlen (pl. mész, cement, gipsz, vízüveg) vagy szerves (pl. bitumen, műgyanta) kötőanyagot használunk. A száraz felhasználásnál kötőanyag nélkül ömlesztett formában vagy felületkezeléssel ellátott perlitet alkalmaznak.

A) Száraz szigetelési technológiák

A száraz szigetelési technológia során határozott szemcseszerkezetű és halmazsűrűségű (max. 100 kg/ m³), esetleg víztaszító felületkezeléssel ellátott perlitet használnak. Ömlesztett formában folyadékként viselkedik, így a szigetelési teret teljesen kitölti. Jó a térfogat-állandósága, éghetetlen, kémiailag semleges, gombásodással és más biológiai károsodásokkal szemben teljesen ellenálló, olcsó és gyorsan kivitelezhető.

A száraztechnológiák alkalmazási területei a kriogenikus rendszerek, tartályok, csővezetékek, szállítójárművek hidegszigetelése (-30°C és -269 °C között), ipari kemencék, kazánok feltöltés jellegű hőszigetelése (900 °C-ig), valamint épületek feltöltés jellegű hőszigetelése.

a) Többrétegű falak magszigetelése

Többrétegű falak magszigetelése igen elterjedt, jól bevált, viszonylag olcsó hőszigetelési megoldás. A teherhordó és a szigetelést védő fal között 5-12 cm vastag hézagot alakítanak ki, amit az építéssel párhuzamosan töltenek ki enyhén hidrofóbizált perlittel. A vízkivezetésről réselt csőhálózattal gondoskodhatunk. A hőhídmentes szigetelésnek, jó zajcsillapítási tulajdonságai vannak.

b) Lapostetők és magastetők feltöltéses szigetelése

Lapostetők, magastetők vagy padlószerkezetek feltöltéses szigetelésekor a szigetelési teret hézagoktól mentesen kell kialakítani. Ezt max. 80 kg/m³ halmazsűrűségű perlittel lehet kitölteni. Magastetők esetében szarufák közötti szigetelésére alkalmazható, ilyenkor a pára eltávozását a szerkezetből biztosítani kell.

c) Száraz-hideg technológia

Létezik továbbá egy érdekes, száraz-hideg technológia is. Ilyenkor a közép- és durvaszemcséjű perlitet gyárilag meleg állapotban egy kemény bitumenfilmmel vonják be, és biztosítják, hogy a szemcsék a lehűlés után ne ragadjanak egymáshoz. Bedolgozás előtt speciális parafénolaj-adalékkal való nedvesítés után a bitumen gélesedik és tömörítés hatására kötőképessé válik. így nedvességre és hőmérséklet-változásra érzéketlen, éghetetlen, hőhídmentes szigetelést kapunk. Elsősorban a lapostetőknél, padlóknál és ott alkalmazható előnyösen, ahol biztosítható a vibrátoros tömörítés.

B) Nedves szigetelési technológiák

A nedves technológiák alkalmazásakor a perlit mellett kötő- és adalékanyagokat is használnak. Az alkotórészeket a helyszínen keverik készre, vagy szárazkeverék formájában csak víz hozzáadásával készítik. Gyors és jól gépesíthető. Egy, esetleg két munkafázisban elvégezhető, nincs szükség sokféle anyag beépítésére és hosszadalmas többlépcsős munkavégzésre, ami sok hibalehetőséget hordoz magában.

A nedves technológiával készített perlitalapú hőszigetelések élettartama gyakorlatilag az épületével egyezik meg, az időközbeni mechanikai sérülések egyszerűen, gyorsan kijavíthatok.

a) Hőszigetelő vakolatok

A hőszigetelő vakolatok és habarcsok a legszélesebb körben használt perlitalapú termékek. Kedvező tulajdonságai miatt az utóbbi 30 évben gyártása viharos fejlődésnek indult. Az előkevert szárazhabarcsok mész-cement kötőanyagot, duzzasztott perlitet és adalékanyagokat tartalmaznak, amelyek megkönnyítik a bedolgozást. Általában 40 kg-os vagy 50 l-es papírzsákokban kerül forgalomba, kiadóssága 15 kg/m²/cm, ill. 4 cm/zsák/ m². Függ az alap minőségétől.

Előfordul, hogy homok- vagy dolomitadalékot alkalmaztak a gyártáskor, ez jelentősen rontja a hőszigetelő képességet. A gyártók teljes vakolatrendszert kínálnak, úgymint előfröcskölő, hőszigetelő alapvakolat, finomvakolat, nemesvakolat. A hőszigetelő vakolatokat belső térben min. 2 cm, külső térben min. 3 cm vastagságban célszerű készíteni, ennél nagyobb vastagságot már csak két rétegben tudunk felhordani.

Lényeges a kiváló páraáteresztő képessége, valamint a többi hőszigetelő anyaghoz képest nagy térfogatsúlyának köszönhető hőtároló képessége, ami a forró nyári nappalokon érezteti jótékony hatását.

b) Hőszigetelő betonok és esztrichek

A hőszigetelő betonok és esztrichek is kaphatók szárazkeverék formájában. Általában 10-25 cm vastagságban készítik a hőtechnikai méretezésnek megfelelően. Nagyon ajánlottak padlófűtésekhez. Napjainkban egyre nagyobb teret hódítanak a különféle esztrichek mind az ipari létesítményeknél, mind a középületeknél és a magánlakás-építéseknél. Egyszerű rétegrend, gyors kivitelezés, hosszú élettartam jellemzi őket.

c) Tűzvédelmi bevonatok

Az azbeszt kiváltására jelentek meg a perlitalapú, szórható kivitelű, tűzvédelmet biztosító bevonatok. A rétegrendszer alkalmas lehet hő- és hangszigetelésre egyaránt.

d) Falazóelemek és tűzálló termékek

Készülnek peritadalékkal falazóelemek, tűzálló termékek. Kísérletek folytak tetőfedő elemek alkalmazásra is, azonban a vízzáróságot eddig nem sikerült megnyugtató módon megoldani. A táblás tűzálló lemezek gyártása szintén az azbeszt kiváltását célozza meg.