Применение вспученного вермикулита в строительстве




Современное гражданское и промышленное строительство предъявляет все более высокие требования к строительным материалам по целому ряду параметров, таких как : простота использования, экономичность, долговечность, экологичность, пожаробезопасность и т.д.

В значительной мере всеми вышеперечисленными качествами обладает современный строительный материал - вспученный вермикулит. Благодаря своей пористой структуре, вспученный вермикулит является прекрасным тепло- и звукоизолятором, что делает незаменимым его применение в качестве насыпного утеплителя при половых и кровельных работах. При этом, происходит существенная экономия средств, так как по своим энергосберегающим свойствам вспученный вермикулит значительно (в 7-10 раз!) превосходит такие традиционные строительные материалы, как бетон или кирпич.

Все большее применение находит вспученный вермикулит и в качестве составного элемента сухих строительных смесей и штукатурок. Для примера, стандартное оштукатуривание стен цементно-вермикулитовым раствором в 5 раз превосходит по теплосбережению аналогичную штукатурку из цементно-песчаного раствора.

А исключительная легкость вспученного вермикулита, наряду с уже упомянутыми высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, позволяют широко применять вермикулит в качестве наполнителя при производстве легких цементных и гипсовых бетонов и теплогидроизоляционных мастик на основе битумных вяжущих.

Высокая термостойкость вспученного вермикулита находит свое применение в производстве огнезащитных плит и стеновых материалов.



Одним словом, область применения вермикулита в строительстве достаточно широка и он будет находить все большее применение с развитием строительных технологий.

В заключение, перечислим современное применение вспученного вермикулита в строительстве:
в качестве насыпного утеплителя;
в сухих строительных смесях и штукатурках;
в качестве наполнителя легких бетонов;
в качестве наполнителя теплогидроизоляционных мастик;
в устройстве наливных полов;
в производстве термостойких стеновых панелей и перегородок;
в качестве тепло- и звукоизолятора.

Применение вспученного вермикулита в звукоизоляции

Борьба с техническим и бытовым шумом - одна из актуальных проблем современного общества. Постоянное воздействие посторонних шумов и звуков не только доставляет ощущение дискомфорта, но и, в конечном итоге, отрицательно влияет на здоровье человека. Именно по этой причине каждый год на рынке современных звукоизолирующих материалов появляются все новые звукоизолирующие материалы.

Достойное место в этом ряду занимает вспученный вермикулит, эффективно поглощающий звуковые колебания.

Максимальное рассеивание и поглощение звуковых колебаний происходит в диссипативных (рассеивающих) зернистых средах с щелевидными порами. Именно такой средой и является насыпной вспученный вермикулит.

При обустройстве полов, межэтажных и чердачных перекрытий организуют звукоизолирующую прослойку из вспученного вермикулита толщиной не менее 5 см. Если же одновременно решаются и вопросы теплоизоляции (вспученный вермикулит является и отличным теплоизолятором), то толщину прослойки необходимо увеличить до 8 см.

Следует заметить, что вспученный вермикулит обладает значительно большим звукопоглощением (в 1,5-2 раза), чем минераловатные или древесно-волокнистые плиты, пенополистирол, кирпич или древесина.

В последнее время, все большее применение находит штукатурка на основе вермикулита для звукоизоляции наружных стен и межкомнатных перегородок. Такие штукатурки удобны в применении, обладают хорошим сцеплением и декоративными качествами.

Применение вспученного вермикулита в теплоизоляции

В условиях удорожания энергоресурсов и с целью достижения комфортных условий эксплуатации гражданских и промышленных зданий и сооружений проводят теплоизоляцию фундаментов, полов, стен, перекрытий и кровли с применением тех или иных теплоизоляционных материалов.

Одним из качественных и недорогих теплоизоляторов является вспученный вермикулит и теплоизоляционные плиты, производимые на его основе.

Замечательные теплоизоляционные свойства вспученного вермикулита достигаются, благодаря его пористой структуре с огромным количеством замкнутых теплоизолирующих воздушных прослоек.

Насыпной вспученный вермикулит используется для заполнения межстеновых и иных строительных пустот, утепления потолочных перекрытий. Эффективность вермикулитовой засыпки характеризуют следующие цифры: 20 см слой вспученного вермикулита по теплоизоляционным свойствам эквивалентен кирпичной кладке толщиной в 1,5 метра и, практически, полностью исключает потери тепла через чердачные перекрытия. Кроме этого, отсутствие механической усадки выгодно отличает вспученный вермикулит от других насыпных теплоизоляторов- перлита и керамзита.

Как показала практика, применение насыпного вспученного вермикулита на 20% снижает стоимость затрат на материалы и на 30% уменьшает объемы строительно-монтажных работ.

Кроме строительной отрасли, вспученный вермикулит и изделия из него (плиты и теплогидроизоляционные мастики) находят широкое применение в качестве теплоизоляторов и в других отраслях промышленности: металлургии, атомной энергетике, авиации, автомобилестроении и т.д.

Звукопоглощение вермикулита вспученного

Вермикулит вспученный обладает большой открытой пористостью, поэтому засыпки из него характеризуются высоким звукопоглощением. Это свойство вермикулита вспученного может быть использовано для глушения воздушного шума в перекрытиях зданий.


Звукопоглощающие свойства вспученного вермикулита зависят от толщины засыпки, размера и формы его зерен, частоты колебаний звука. С увеличением толщины слоя вермикулита вспученного в засыпке коэффициент звукопоглощения интенсивно растет, достигая максимума при толщине 50мм.

При большей толщине звукопоглощающие свойства засыпки остаются теми же или даже несколько понижаются.


Зависимость коэффициента звукопоглощения вспученного вермикулита от толщины слоя
Вид вспученного продукта
Коэффициент звукопоглощения при частоте колебаний 1000 гц и толщине слоя в см

Вермикулит вспученный фракции Ковдорское месторождение

0-10мм унв=150 кг/м3
1см

0,15
2см

0,46
3см

0,58
4см

0,60
5см

0,77
6см

0,70
7см

0,65


Существенное влияние на акустические свойства засыпок оказывает их зерновой состав. Оптимальным размером зерен вермикулита с кубообразной формой является 0,3-0,6см.

С увеличением частоты колебаний звука коэффициент звукопоглощения вермикулита растет и при частоте 1000 гц достигает 0,7-0,8, что значительно выше нормы для акустических материалов (0,4).


Зависимость коэффициента звукопоглощения вермикулита вспученного от  частоты колебаний

(толщина слоя 50мм)

Размер зерен в мм
Объемный насыпной вес кг/м3
Коэффициент звукопоглощения при частоте колебаний в гц

125
250
500
1000
2000

Вспученный вермикулит обладает малым модулем упругости: статический модуль упругости не превышает 1,5 кг/см2, динамический составляет около 18 кг/см2.

Это свойство вермикулита вспученного  предопределяет еще одну возможность и область его применения в качестве упругой прокладки междуэтажных перекрытий для звукоизоляции от ударного  шума. Слой вермикулита вспученного, уложенный в виде засыпки по железобетонной плите перекрытия, в конструкции «Плавающего пола» позволит устранить косвенную передачу ударного шума.

Плавающий пол

Сборные стяжки сухой сборки «плавающий пол»  представляют собой конструкцию, состоящую из  нижнего пароизоляционного слоя  в виде полиэтиленовой пленки.

Тепло и звукоизоляционного насыпного слоя из выровненного   вермикулита вспученного  Ковдорского месторождения толщиной 4см., который не только обеспечивает горизонтальность основания, но и воспринимает напряжения от статических и динамических нагрузок при эксплуатации пола и в значительной степени определяет его долговечность, а также теплофизические и акустические характеристики

Толщина в 4см  является достаточной для теплоизоляции и звукоизоляции межэтажных перекрытий.
Коэффициент теплоизоляции вермикулита вспученного Ковдорского месторождения составляет 0,0586 Вт/м0С,  методика испытаний по ГОСТ 7076.
Для  теплоизоляции перекрытий 1-х этажей толщина может увеличиваться в зависимости от требуемых параметров по теплоизоляции.
Коэффициент звукопоглощения вермикулита вспученного   (0,6)  при толщине 4см., что значительно выше нормы для акустических материалов (0,4).

При этом объемнонасыпной  вес вермикулита вспученного должен быть  не более 150кг/м3

По верх вермикулита вспученного собрана конструкция  в четверть из  двух слоев прочных листовых изделий толщиной 10мм   стекломагнезитовых плит (СМЛ).  Плотность СМЛ должна  быть не менее 92-95 гр/см3.

Верхний  слой листа скреплен с нижним, шурупами листа по периметру. Нижний лист  также скреплен с верхним  аналогично по периметру  через верхний лист.   Шуруп длинной не менее 25мм и не более 40мм. Шаг шурупа  должен быть 20см не менее. Таким образом, получается один монолитный лист который лежит на вермикулите вспученном, без всяких лаг.

Для ограничения передачи шума от стен в конструкции сборной стяжки полов  предусматривается  укладка  СМЛ с зазором от стен 5-10мм,  которые на конечном этапе сборки  склеиваются  кромочной  лентой из   полиэтилена.

Исходная конструкция испытана на вермикулите Ковдорского месторождения  и  годиться   для жилых помещений при массовом строительстве под окончательное покрытие в виде линолеума, коврового покрытия, ламината и т.п.
Проведенные нашим  предприятием совместные исследования с   институтами  УралНИИстром, ДальНИИС РАСН, ДВГТУ исследования прочностных и деформативных свойств различных насыпных теплоизоляционных материалов показали, что для устройства сборных стяжек может  использоваться экологически чистый  материал - вспученный вермикулит, получаемый из сырья природного происхождения. Вспученный вермикулит абсолютно безвреден и не  вызывает раздражения кожи человека при работе с ним.

Более 9 лет  вспученный вермикулит успешно используется для устройства полов сухой сборки на стройках Владивостока.