Что такое вермикулит: свойства и область применения

Вермикулит (в переводе с лат. «vermiculus» означает «червячок») – это минерал (в основном слюда), образованный в недрах земной коры и имеющий слоистую структуру.

Что такое вспученный вермикулит

Большой интерес для народного хозяйства представляет не обычный природный вермикулит, а вермикулит, который дополнительно обрабатывается, для получения вспученного вермикулита.

Вспученный вермикулит получают путем измельчения природного вермикулита и последующего обжига при температуре 500…1000°С, при которой его структура становиться пористой и он увеличивается в объеме в 7…20 раз.

Готовый вспученный вермикулит представляет собой пористый, сыпучий и очень легкий материал, который также имеет чешуйчатую структуру, без запаха, фото 1.

Фото 1. Вспученный вермикулит

Применение вспученного вермикулита регламентируется нормативным документом ГОСТ 12865-67 «Вермикулит вспученный».

С каждым годом добыча и производство вермикулита растет. Так, только состоянием на 2000 год общее суммарное производство вермикулита составило 0,5 млн. тонн за год. Основными производителями вермикулита являются такие страны, как: Австралия, Китай, США, ЮАР, Япония и др.

Большие месторождения вермикулита имеются в таких странах, как: Бразилия, Кения, Россия, Южная Африка.

В Украине также добывают и производят вспученный вермикулит, основным производителем является «Укрвермикулит». В Украине есть достаточный объем сырья вермикулита, который представлен месторождениями в таких регионах страны, как:

• Западное Приазовье (месторождения: Каменномогильское, Андреевское и Родионовское с суммарными запасом сырья – примерно 10 млн. тонн);
• Криворожье;
• Побужье (Кировоградская область);
• Волынь.

Вермикулит в промышленности применяется уже более 80 лет. Вспученный вермикулит широко применяется в строительной отрасли. Только в США 70% от всего произведенного вермикулита применяется в строительстве и для производства строительных теплоизоляционных материалов.

Рассмотрим свойства вспученного вермикулита

1. Химический состав вспученного вермикулита приведен в табл. 1.

Химический состав вспученного вермикулита

Таблица 1

2. Вспученный вермикулит является инертным, химически и биологически стойким строительным материалом (нейтральный по отношению к кислотам и щелочам).
3. Вермикулит — огнеупорный материал, фото 2. Температура плавления вермикулита составляет 1350°С. Огнестойкость вермикулитовых растворов в 4 раза выше, чем обычных цементно-песчаных.

Фото 2. Вспученный вермикулит, как огнеупорный и теплоизоляционный материал

4. Рабочая температура данного строительного материала: -260^°С…+1200^°С.
5. Высокая звукопоглощающая способность. Коэффициент звукопоглощения – 0,7…0,8.
6. Низкая теплопроводность. Теплопроводность вспученного вермикулита составляет 0,04…0,062 Вт/м·К. В табл. 2 приведены сравнительные характеристики вспученного вермикулита и других строительных материалов.

Сравнительные значения теплопроводности вспученного вермикулита с другими строительными материалами

Таблица 2

7. Цвет вспученного вермикулита может быть разным: от золотисто-желтого до желтовато-бурого.
8. Вермикулит имеет низкое значение коэффициента температурного расширения.
9. Насыпная плотность материала зависит от крупности частиц (зерен) вспученного вермикулита. Значения насыпной плотности в зависимости от крупности зерен (фракции) вермикулита приведены в табл. 3.

Насыпная плотность вспученного вермикулита в зависимости от крупности зерен (фракции)

Таблица 3

10. Высокая влагоемкость материала. Так, например вспученный вермикулит массой 100 г способный впитать 400…530 мл воды.

Основные характеристики вспученного вермикулита сведены в табличном виде и представлены в табл. 4.

Основные характеристики вспученного вермикулита

Таблица 4

Преимущества применения вспученного вермикулита в строительстве

1. Экологически чистый материал. Вспученный вермикулит не содержат в своем составе тяжелых металлов, которые как известно, оказывают вред на здоровье человека. Этот материал не токсичный.
2. Относительно низкая стоимость материала.
3. Материал не подвержен гниению.
4. Биостойкий материал. Не является средой обитания и пищей для грибков, грызунов, насекомых.
5. В ходе эксплуатации вспученный вермикулит не выделяет вредных газов, что не скажешь такого о минеральной вате, которая при нагревании выделяет вредные вещества.
6. Сыпучий вспученный вермикулит имеют высокую текучесть, что позволяет заполнить все пустоты, включая труднодоступные места и объемы неправильной геометрической формы.

Область применения вермикулита

Область применения вспученного вермикулита очень обширная и составляет около 200 направлений. Конечно все направления применения вспученного вермикулита мы рассматривать не будем, лишь только уделим внимания применению данного уникального материала в области строительства и строительных материалов. Благодаря таким уникальным свойствам, как огнестойкость, пористость, повышенная звуко- и теплоизоляция вспученный вермикулит широко применяется в строительной отрасли, а именно:

1. Применяется при изготовлении лакокрасочных материалов.
2. Вспученный вермикулит применяется в качестве теплоизоляционных засыпок для стеновых трехслойных конструкций:

• в регионах с жарким климатом – применяется для предотвращения перегрева здания;
• в регионах с умеренным или холодным климатом – для увеличения теплоизоляционных показателей ограждающих конструкций здания.

3. Применяется в качестве верхнего слоя (посыпка) при производстве мягких кровель.
4. При устройстве системы «теплого пола».
5. Используется в качестве наполнителя в производстве легких бетонов (вермикулитобетонов), стяжек, напольных покрытий.
6. В качестве наполнителя для приготовления теплоизоляционных штукатурок и других строительных сухих смесях.
7. Высокая эффективность достигается в применении вермикулитной засыпки, как средства утепления дымоходов, фото 3.
8. Использование вермикулита для утепления деревянных полов, фото 4.
9. Изготовления теплоизоляционных плит (вермикулитовые плиты), фото 5.

Фото 3. Утепления дымоходов вспученным вермикулитом

Фото 4. Утепление полов с помощью вспученного вермикулита

Фото 5. Вермикулитовые плиты

Приведем некоторые цифры, по эффективности применения вспученного вермикулита и производных строительных материалов.

Эффективность применения вермикулитной засыпки

1. Вермикулитная засыпка толщиной 20 см заменяет:

• стену из кирпича толщиной 1,5 м;
• стену из бетона толщиной 2 м.

2. Эффективность вермикулитной засыпки на чердачных перекрытиях в зависимости от ее толщины слоя составляет (процент снижения теплопотерь через чердачное перекрытие):

• при толщине 5 см – 75%;
• при толщине 7,5 см – 85%;
• при толщине 10 см – 92%.

Несколько фактов эффективности применения цементно-вермикулитовой штукатурки:

1. Цементно-вермикулитовая штукатурка толщиной 25 мм эквивалентна по теплоизоляционным свойствам цементно-песчаной штукатурки толщиной 100 мм;
2. При нагреве цементно-вермикулитовой штукатурки плотностью 500…800 кг/м³ до температуры 900…1000°C и последующего ее охлаждения при помощи воды в штукатурном слое не появляются трещины.

Авторы публикации – эксперты GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Исмагилов Андрей Олегович