Перлит: свойства, применение и получение

Перлит: свойства, применение и получение

Связанные вопросы и ответы:

Что такое перлит

Понятно из названия, что в основе инновационной перлитовой штукатурки перлит. В штукатурной смеси он заменяет обычный песок. Из-за этого штукатурка приобретает уникальные свойства. Почему? Давайте разберёмся, что собой представляет перлит.

Перлит — горная порода вулканического происхождения. Внешне похож на обычный песок. Хотя изначально имеет более крупные гранулы, но его измельчают, чтобы было удобнее использовать в строительстве.

Можно встретить перлитовый песок белого цвета и близких оттенков: бывают напоминающие жемчуг, кремовые, желтоватые. Встречается и перлит чёрного оттенка, коричневого, красно-бурого, зелёного. Перлитовая штукатурка «Термокомплекс» для внутренней отделки имеет финальный белый цвет, штукатурка универсальная — светло-кремовый, смесь для пола — серый.

Сфера применения перлита достаточно широка: этот материал нужен в сельском хозяйстве для выращивания растений, в нефтегазовой промышленности в качестве адсорбента, в ЖКХ для очистки воды, в пищевой промышленности для очистки сиропов, соков, масел, хорош перлит для удаления загрязнений поверхностей водоёмов, к примеру, чтобы снять масляные пятна, используется и для очистки загрязнённых земель.

Перлит — пористый материал, что обеспечивает низкую проводимость тепла и холода. С другой стороны, перлит «дышит», не препятствует выходу из помещения влажного воздуха.

Штукатурные смеси на основе перлита пластичны, наносить слой такой штукатурки легко даже новичку. Готовый перлитовый раствор не засыхает порядка 3 часов, то есть мастеру можно сразу подготовить много материала и не спеша наносить его на стену, что даёт дополнительную выгоды во время отделочных работ.

Если штукатурный состав сохнет дольше, то понятно, что и нанесённая на стену перлитовая штукатурка будет немного дольше высыхать, чем штукатурка на основе песка. Зато крепость финишного слоя в итоге значительно выше.

Перлитовая штукатурка отлично защищает стену и устойчива не только к неблагоприятным погодным условиям, но и к прямым физическим воздействиям: сколам, царапинам, выбоинам. Но и это ещё не все преимущества, которые даёт перлит при выполнении штукатурных работ.

Вам понадобится меньше штукатурки. Если на 1 м² стены при нанесении слоя в 1 см нужно 16-18 кг цементно-песковой штукатурки, 8-9 кг гипсово-песковой, то гипсово-перлитовой нужно всего 3-3,5 кг. И не имеет значения, выполняется внешняя отделка или внутренняя.

Давайте выделим и другие важные качества перлита.

• Низкая тепло- и звукопроводимость. Пористость данного материала доходит до 85%, а воздух — один из лучших природных изоляторов.
• Можно сказать, что перлит вообще не горюч: выдерживает температуру до +1 260 градусов. Но и при этой температуре он не горит, а плавится.
• Выдерживает действительно жуткие морозы — до - 200 градусов. Строго говоря, таких в природе не случается.
• Перлит — природный минерал, значит, абсолютно экологичен, даже при сильном нагреве не выделяет отравляющих веществ.
• Влагостоек и при этом «дышит». Поглощает влагу в больших объемах и быстро её отдаёт, не теряя своих свойств.

Эти свойства перлита делают штукатурки на его основе действительно уникальными. Стоит отметить, что срок жизни перлита не ограничен.

Какие свойства имеет перлит

Что такое дом для растения? Отнюдь не красивый цветочный горшок, который располагается на уютном подоконнике. Дом для растения это грунт, который питает, удерживает корни и помогает расти и развиваться.

Качество грунта, влажность, содержание органических и минеральных веществ для растения имеет такое же значение, как и наличие питательных веществ в пище для нас. Вот для чего нужен перлит для комнатных растений.

Поскольку дренаж воды и аэрация так важны для здоровья растений, понимание того, как используется перлит и как он может улучшить вашу почву, поможет вырастить сильные домашние цветы и даже огородные культуры.

Эта почвенная добавка настолько полезна, что всем цветоводам, да и вообще тем, кто интересуется полезной и красивой флорой, очень важно знать, как использовать перлит для комнатных растений и не только. После прочтения нашей статьи вопрос — зачем для растений перлит отпадет сам собой, и вы тоже будете покупать его, чтобы он был под рукой в случае необходимости.

Что такое перлит?

Перлит — это минерал природного происхождения, который добавляют в почву.

Как выглядит перлит для растений? Он похож на маленькие кусочки полистирола — такой же гранулированный материал белого цвета. Но на самом деле сделан из вспененного вулканического стекла, нагретого до 1000°C. Он легок, стерилен, прост в обращении и долговечен, не является ни щелочным, ни кислотным.

Перлит часто встречается в почве для комнатных растений и во всевозможных стартовых смесях, которые покупаются в цветочных магазинах. Поэтому, приобретя зеленого «питомца», не стоит расстраиваться, увидев такие белые комочки — они очень важны и помогают сохранять жизнь комнатным цветам, пока те путешествуют из теплиц к покупателям.

Как получают перлит

Вспу́ченный перли́т  — продукт измельчения и термической обработки кислого вулканического стекла перлита или пехштейна .

Вода в исходном перлите находится в двух основных формах: свободной (на поверхности породы) и связанной. Наличие воды и 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 900—1100 °С. При этом перлит переходит в пиропластическое состояние. Выделение газов, главным образом Н₂О, носит характер взрыва, и стекло вспенивается, образуя вспученный перлит с высокой вязкостью. Вместе с водой во вспучивании участвуют и другие газы: Н₂, N₂, СО₂, СО, однако роль их второстепенна. Связанная вода , испаряясь, создаёт бесчисленные мельчайшие пузырьки в размягчённой массе. Порода распадается на шарообразные зёрна с увеличением в объёме в 4-20 раз и пористостью до 70-90 %. Вспучивание перлита может производиться в одну или две стадии термообработки, что определяется процентом содержания воды в исходном сырье. Если количество воды не превышает 3,5 %, то вспучивание перлита производится при однократном обжиге при температуре 900—1100° С. Если содержание воды большее, избыточное её количество предварительно удаляют при 300—450° С.

По внешнему виду представляет собой песок или щебень (в зависимости от степени предварительного измельчения), окраски от снежно-белой до серо-белой, без запаха. Вспученный перлит производится различного фракционного состава: от перлитовой пудры (менее 0,14 мм) до перлитового щебня (10-20 мм). Насыпная плотность перлитового песка колеблется от 45 до 200 кг/м³, щебня — 500 кг/м³. Теплопроводность зависит от плотности..

В зависимости от размера зерен и области применения выделяют: фильтроперлит (0-0,16 мм), строительный перлит (фракция 0,16-1,25 мм), агроперлит (1-5 мм). В строительстве перлит применяется для теплоизоляционных засыпок, как наполнитель для лёгких бетонов и теплоизоляционных строительных растворов , для фильтрации в различных областях промышленности.

В каких областях применяют перлит

Перлит можно использовать в сельском хозяйстве в любое время года, но наиболее полезен ранней весной и поздней осенью, когда почва влажнее. Существует несколько методов применения перлита в сельском хозяйстве: в качестве добавки к удобрению, в качестве мульчи или в качестве пересевающего грунтового покрова.

Перлит можно использовать при закладке новых растений или при удобрении существующих растений. Способ использования перлита в сельском хозяйстве зависит от типа используемого перлита: свежий перлит следует добавлять прямо на поверхность почвы; однако сушеный перлит можно смешивать с землей перед нанесением.

Как использовать перлит для улучшения почвы и стимулирования роста растений?

Чтобы использовать перлит в сельском хозяйстве, убедитесь, что поверхность, с которой вы работаете, чиста и не содержит мусора. Затем добавьте перлит в соответствии с выбранным методом применения. Например, если вы используете перлит для аэрации, добавьте его в вашу почвенную смесь до достижения желаемой консистенции. Затем смешайте его с водой, чтобы получить жижу. Используйте эту смесь для наполнения горшков для посадки или других контейнеров. Хорошо полейте растения, затем долейте в перлитовую смесь еще воды по мере необходимости.

Существует несколько методов использования перлита в сельском хозяйстве, включая его нанесение сверху на поверхность почвы, в качестве добавки к почве, смешанной с другими ингредиентами, или введение в существующие почвы.

Как перлит отличается от других материалов

Агротехнология в обоих случаях примерно одинакова. Материалы экологичны и полностью безопасны. Им присвоен класс опасности «четыре» только из-за сильного пыления: чем мельче фракция, тем оно сильнее. Оба вещества применяют для улучшения структуры почвы. Они разрыхляют почвосмесь, увеличивают ее влагоемкость и улучшают снабжение кислородом плодовых, овощных и других культур. Благодаря нейтральной кислотно-щелочной реакции они немногои приостанавливают его засоление.

Хороши они в роли сорбентов. Гранулы накапливают влагу или раствор питательных веществ, и медленно отдают их корням растений. Это дает возможность уменьшить количество поливов, а также снижает риски заболачивания или пересыхания участка. Используют вермикулитовые и перлитовые зерна в гидропонике, как субстрат для проращивания семян и для укоренения черенков. Применяют как мульчу, для защиты корешков от холода и как дренаж. 

Несмотря на схожие приемы агротехнологии, добавки неодинаковы. Разница видна даже внешне. Агроперлит — это относительно ровные зернышки ярко-белого цвета. Чешуйчатые рыхлые столбики агровермикулита могут быть золотистыми, рыжеватыми или почти черными. Но основные отличия заключаются в их свойствах. Разберем, чем отличается перлит от вермикулита. Перечислим достоинства и недостатки каждого материала.  

Плюсы перлита

• . 
• Хорошо впитывает влагу, способен поднимать ее к корням из глубоко лежащих слоев грунта. Это дает возможность обустроить фитильное орошение. 
• Равномерно распределяет воду внутри почвосмеси, что облегчает ее усвоение корневой системой. 
• Улучшает аэрацию почвосмеси, делает ее более рыхлой. Грунт быстрее высыхает после полива.
• Относительно невысокая цена, поэтому целесообразно применение на больших участках. 

Минусы  

• В составе перлита нет микроэлементов, он не может удерживать полезные для растений вещества, не участвует в их ионно-обменных процессах. Не пригоден как удобрение или стимулятор роста.
• Хрупкий материал разрушается при обработке почвосмеси инструментами. Через пять-шесть лет от него ничего не останется.
• Защелачивается натриевыми и калийными смесями, жесткой водой. Поэтому в чистом виде не используется для растений, которые выращиваются в слабокислом почвогрунте. 
• Поверхность зернышек представляет собой природный абразив. Это может навредить корешкам растений при пересадке. 

Плюсы агровермикулита

• Участвует в ионно-катионном обмене, особенно при дополнительном внесении калия и аммония. Способен удерживать азотные соединения, тем самым регулируя уровень нитратов в почвосмеси.

Какие виды перлита существуют

Существует несколько разновидностей перлита, которые применяются в разных сферах, но наиболее востребованными из них является вспученный и пластинчатый.

Вспученный перлит применяется только в сельском хозяйстве, тогда как в строительстве, нефтяной промышленности, металлургии, медицине и в пищевой промышленности наиболее распространен именно пластинчатый перлит. Рассмотрим их под отдельности, что позволит понять, для чего нужен каждый из видов перлита для растений и строительства.

Вспученный перлит

Вспученный перлит – это природный перлит, который обжигают под высокими температурами в специальных печах. Благодаря воздействию на породу температурой от 850 до 1250 °С она разбухает и раскрывается как поп-корн. В зависимости от того, какие размеры получит вспученный перлит, он может быть зернистым или же напоминать щебень.

Другое название вспученного перлита – агроперлит , так как именно его используют аграрии.

Вспученный перлит отличается следующими характеристиками:

1. Долговечность.
2. Огнестойкость (до 900 °С).
3. Теплоизоляция.
4. Звукоизоляция.
5. Хорошая впитывающая способность (впитывает до 400 % своего веса).
6. Биологическая стойкость (у вспученного перлита нет склонности к гниению, в нем не селятся микроорганизмы, насекомые, грызуны).
7. Экологическая чистота и стерильность.

Очень часто вспученный перлит используют для рассады, которая требует много влаги и при этом отличается чувствительностью к скачкам температуры. Но все же самой востребованной сферой использования остается цветоводство, так как перлит для цветов – это и дренажная система, и система предотвращения пересыхания верхнего слоя почвы в горшке. Возможно подобное благодаря тому, что перлит имеет способность накапливать влагу, а потом отдавать ее почве.

Технические характеристики вспученного перлита

1. Насыпная плотность:
   • перлитовый песок: 45…200 кг/м3 (в зависимости от размера частиц);
   • перлитовый щебень: до 500 кг/м3.
2. Размер частиц: 1…10 мм.
3. Негорючий, огнестойкий (на основе перлита изготавливают теплоизоляционные и огнестойкие штукатурки).
4. Пористость 70…90%.
5. Выдерживает температуру в диапазоне: — 200оС …900оС.
6. Низкая теплопроводность: 0,043…0,053 Вт/мК.
7. Гигроскопичный материал (способный поглощать влагу и отдавать ее наружу, не ухудшая своих свойств).
8. Относительно низкая стоимость: 300…400 грн/м3.

Пластинчатый перлит

Пластинчатый перлит имеет более широкую сферу использования, и вопрос, для чего он нужен, в первую очередь приводит нас к строительной отрасли. Благодаря добавлению перлита в состав строительных материалов получается существенно повысить их устойчивость к возгораниям.

К тому же благодаря перлиту строительные конструкции становятся более прочными, легкими и менее объемными. Применяется пластинчатый перлит в таких промышленных отраслях:

1. Добыча нефти и газа. Поскольку перлит является хорошим адсорбентом, его используют для впитывания мазута и бензина, которые впоследствии просто выжигаются из него.
2. ЖКХ. Перлит используют для очистки воды в городском водопроводе.
3. Пищевая сфера. Перлит применяется в качестве фильтра для очистки сахарных сиропов и растительных масел.
4. Экология. Благодаря перлиту проводятся активные очистки водоемов и земель, которые пострадали от промышленных загрязнений. С этой целью может применяться и вспученный перлит.
5. Металлургия. Благодаря добавлению перлита в сплавы получается добиться перлитной структуры стали.
6. Медицина. Перлит применяется в качестве фильтра для медпрепаратов.

Знаете ли вы? Перлит используется даже в кальянах. Для этой цели его пропитывают пропиленгликолем и разными ароматизаторами, после чего закладывают в кальян вместо табака.

Как влияет температура на свойства перлита

Рассмотрим перлитное превращение на примере эвтектоидной стали (0,8% С). Это превращение протекает при медленном охлаждении и переохлаждении ниже температуры (критической точки) A 1 до температуры минимальной устойчивости переохлажденного аустенита (экстремум на линиях а и б ~ 500…550 °С). В процессе этого превращения аустенит распадается на ферритно-цементитную смесь:

Превращение включает следующие процессы: перераспределение углерода между фазами; аустенит с концентрацией углерода 0,8% распадается на феррит с гораздо меньшим содержанием углерода (0,02%) и цементит, содержащий повышенное количество углерода (6,67%). Происходящее при этом изменение химического состава и количества фаз (из одной фазы образуются две) является (как указывалось ранее) признаком диффузионных превращений. Следовательно, при распаде аустенита протекают диффузионные превращения , на которые можно воздействовать путем изменения скорости охлаждения;

– перестройку кристаллической решетки в результате полиморфного превращения железа; твердый раствор углерода в железе-γ с гранецентрированной кубической решеткой превращается в твердый раствор углерода в железе-а с объемно-центрированной кубической решеткой. Следовательно, при распаде аустенита одновременно с диффузионным превращением протекает также бездиффузионное.

Таким образом, распад аустенита носит сложный характер и протекает в три стадии по следующей схеме:

Распад аустенита начинается на линии а диаграммы (см. рис. 5.7) с выделения углерода из аустенита и образования центров кристаллизации цементита (1-я стадия), которые затем укрупняются, т.е. коагулируют (2-я стадия). Оба эти превращения имеют диффузионную природу. В результате содержание углерода в аустените уменьшается от 0,8 до 0,02%. Заключительное бездиффузионное превращение (3-я стадия) состоит в перестройке кристаллической ГЦК-решетки обедненного углеродом аустенита в кристаллическую ОЦК-решетку феррита с той же концентрацией углерода (напомним, что растворимость углерода в феррите составляет 0,02% – точка P на диаграмме "железо – цементит", см. рис. 5.2).

Скорость охлаждения, воздействуя на диффузионные превращения, оказывает значительное влияние на структуру и свойства ферритно-цемснтитной смеси, которая образуется при распаде аустенита. Рассмотрим влияние скорости охлаждения на перлитное превращение аустенита.

Влияние температуры на свойства перлита

Перлитное превращение является важнейшим процессом в металлургии, который происходит при определенных условиях температуры и концентрации углерода в стали. В данном случае мы рассматриваем эвтектоидную сталь с содержанием углерода 0,8%.

Этапы перлитного превращения

Перлитное превращение включает три стадии:

1. Выделение углерода и образование центров кристаллизации цементита. Это первый этап, на котором происходит выделение углерода из аустенита и образование центров кристаллизации цементита. Этот процесс имеет диффузионную природу.
2. Укрупнение центров кристаллизации цементита. На втором этапе центры кристаллизации цементита укрупняются, т.е. коагулируют. Этот процесс также имеет диффузионную природу.
3. Перестройка кристаллической решетки. На третьем этапе происходит перестройка кристаллической ГЦК-решетки обедненного углеродом аустенита в кристаллическую ОЦК-решетку феррита с той же концентрацией углерода. Этот процесс является бездиффузионным.

Влияние температуры на свойства перлита

Температура играет решающую роль в перлитном превращении. При медленном охлаждении и переохлаждении ниже температуры критической точки A1 до температуры минимальной устойчивости переохлажденного аустенита (~ 500…550 °С) происходит перлитное превращение.

При этом процессе аустенит распадается на ферритно-цементитную смесь, что приводит к изменению химического состава и количества фаз. Это изменение является признаком диффузионных превращений.

Следовательно, температура оказывает существенное влияние на свойства перлита, определяя скорость и характер перлитного превращения.

• 1-й вариант – очень медленное охлаждение, достигаемое охлаждением изделия (заготовки) вместе с печью, отключенной от источника питания, что используется при отжиге (луч 1 на рис. 5.7). В этом случае обеспечивается незначительная степень переохлаждения (см. рис. 5.6, линия 1), которой соответствует образование небольшого числа центров кристаллизации (ЧЦК невелико), но значительное увеличение их размеров вследствие повышенных значений скорости роста кристаллов (СК) из-за интенсивной диффузии атомов углерода при повышенных температурах превращения. В результате образуется перлит , представляющий собой смесь крупных пластин цементита и феррита (рис. 5.8). Превращение аустенита в перлит, отраженное на диаграмме изотермического превращения аустенита при медленном охлаждении стали, полностью совпадает с результатом превращения аустенита в аналогичных условиях охлаждения на диаграмме "железо – цементит".
• 2-й вариант – замедленное охлаждение, достигаемое охлаждением на воздухе и осуществляемое при нормализации (луч 2 на рис. 5.7). Это обеспечивает повышенную степень переохлаждения (см. рис. 5.6, линия 2), вследствие чего значение параметра ЧЦК становится больше, а СК – меньше, чем в предыдущем случае. Пониженная скорость роста кристаллов объясняется уменьшением диффузионной подвижности атомов углерода из-за пониженной температуры превращения. Образуется смесь, состоящая из более тонких и мелких пластин цементита и феррита (см. рис. 5.8). Такая дисперсная смесь феррита и цементита называется сорбитом.
• 3-й вариант – повышенная скорость охлаждения (луч 3 на рис. 5.7) и, следовательно, увеличенная степень переохлаждения (рис. 5.6, линия 3) вызывают вследствие больших значений параметра ЧЦК и небольшой величины параметра СК образование смеси, состоящей из большого количества особенно мелких пластин цементита и феррита (см. рис. 5.8). Такая высокодисперсная смесь феррита и цементита называется трооститом.

Как перлит используется в строительстве

Для утепления различных конструкций часто используют вспученный перлит, характеризующийся пористой структурой. Это очень популярный утепляющий материал, который имеет много достоинств. Разберем детально наиболее серьезные из них.

Этот утепляющий материал характеризуется легкостью. Благодаря такой особенности перлит можно беспрепятственно разместить во внутренней части практически любой конструкции каркасного типа. При этом можно обойтись без дополнительных усилений прочности этих конструкций.

Перлит – это утеплитель, который никак не страдает от резких температурных скачков. Поскольку материал обладает таким достоинством, его можно использовать для наружного применения, не обращая внимание на погодные условия. Качественный утеплитель способен без негативных последствий выдержать воздействие температур от –220 до +900 градусов Цельсия.

Многих пользователей подкупает тот факт, что перлит является экологически чистым и безопасным материалом. Абсолютно в любых эксплуатационных условиях он не оказывается токсичным.

Перлит не является аллергеном ни для животных, ни для людей. Он не провоцирует «бурных» реакций со стороны живых организмов.

Рассматриваемый утепляющий материал демонстрирует высокую стойкость по отношению к воздействию большинства щелочных и кислотных составов.

Этот утеплитель не подвержен разрушительному образованию коррозии.

Благодаря характерным параметрам плотности , которые возникают между частичками утепляющего материала по ходу укладки его слоев возможно достигнуть очень высоких показателей звукоизоляции всей конструкции-основы. По этой причине не возникает необходимости в применении добавочного пласта изолирующего материала иного происхождения.

Перлит совершенно не подвержен деформационным процессам от воздействия высоких температурных значений бытового уровня. Материал прекрасно подходит для качественной установки систем теплого пола в различных помещениях.

Привлекательной является и стоимость этого утепляющего продукта. Если делать сравнение цены перлита с другими материалами подобной категории, то можно заметить, что он относится к средней ценовой категории.

Эффективность рассматриваемого утеплителя является довольно высокой, поэтому его можно уверенно считать рациональным , эргономичным и максимально практичным в своем основном применении.

Какие преимущества имеет перлит перед другими материалами

В

Все садоводы знают, как сложно размножать комнатные и садовые растения черенкованием. Часто, несмотря на все меры предосторожности, отрезанный побег начинает гнить вместо того, чтобы пускать корни.

Укоренение черенков в перлите поможет решить эту проблему. 

• Возьмите стаканчики объемом около 100-200 мл по количеству черенков. Сделайте в дне небольшие дренажные отверстия шилом или нагретой отверткой. Они должны быть меньше кусочков породы. Насыпьте ее до половины высоты. 
• Отрежьте черенок, смочите или присыпьте нижнюю часть стимулятором роста. Закрепите в перлите.