PERLIT EKSPANDOWANY: naturalna termoizolacja i ognioodporność

Perlit ekspandowany jest jednym z głównych produktów wchodzących w skład oferty Zakładów Górniczo-Metalowych Zębiec w Zębcu. Jest produktem o szczególnych właściwościach oraz wszechstronnym zastosowaniu. Czym jest? W jaki sposób się go uzyskuje oraz do czego jest wykorzystywany?

Zakłady Górniczo Metalowe „ Zębiec ” w Zębcu SA to firma z 65-letnim doświadczeniem i ugruntowaną pozycją na rynku. Od lat firma odpowiada na zapotrzebowanie rynku, dostarczając ważnych i często strategicznych produktów dla branż przemysłu krajowego i zagranicznego, jak również dla indywidualnego klienta.
Aktualna oferta ZGM „Zębiec” podzielona jest na trzy główne filary i obejmuje kotły centralnego ogrzewania, surowce niezbędne dla odlewnictwa, wiertnictwa, budownictwa, a także wyroby metalowe (sprężyny, resory, sita perforowane) wytwarzane dla kluczowych branż przemysłu krajowego.

Co to jest perlit?

Perlit to naturalna, wylewna skała magmowa zbudowana z kwaśnego wulkanicznego szkliwa ryolitowego. Skała perlitowa powstała w dawnych epokach geologicznych na skutek szybkiego zastygania lawy po zetknięciu się z wodą podczas erupcji podmorskich wulkanów. Wewnątrz struktury zastygłej lawy zamknięte zostały krople wody stanowiące od 2 do 5 % objętości, które to odpowiadają za specyficzne właściwości minerału. Z chemicznego punktu widzenia perlit należy do uwodnionych glinokrzemianów sodowo-potasowych składających się w 68-73% z krzemionki SiO2, w 10-12% z tlenku glinu Al2O3 oraz w pozostałej części z tlenków sodu, potasu, magnezu, wapnia i żelaza. Pod względem wyglądu perlit jest szarą, porowatą skałą o ostrych krawędziach.

Wydobycie i proces produkcji perlitu ekspandowanego

Złoża występowania perlitu powiązane są z obszarami młodego wulkanizmu i rozprzestrzeniają się głównie w regionie śródziemnomorskim, strefy około pacyficznej Azji oraz obu Ameryk. Do największych światowych liderów produkujących perlit należą Grecja, USA oraz Chiny i Turcja.

W Polsce ze względu na brak rodzimych złóż surowiec jest importowany w głównej mierze z Węgier, Słowacji oraz Turcji. Minerał wydobywa się metodą odkrywkową – na powierzchni, co stanowi dużą zaletę procesu ponieważ jest on o wiele bezpieczniejszy i tańszy niż w przypadku zastosowania metod głębinowych. Wydobytą skałę przy pomocy kruszarek rozdrabnia się do odpowiednio zadanej granulacji uzyskując gotową rudę perlitową, którą następnie poddaje się obróbce termicznej zwanej procesem ekspandacji.

Ruda perlitowa poddana kilkusekundowemu działaniu temperatury rzędu 800-1000°C natychmiast pęcznieje zwiększając swoją objętość nawet dwudziestokrotnie. Przyczyną pęcznienia jest gwałtowne przejście związanej wody w stan pary, powodując rozkruszenie materiału wraz z jednoczesnym procesem spiekania tworząc puste w środku, szkliste granulki o białej lub szarej barwie. Otrzymany w ten sposób produkt nosi nazwę perlitu ekspandowanego. W Polsce jego pierwszą produkcję rozpoczęto pod koniec lat 1990 w Zakładach Górniczo-Metalowych Zębiec.

Właściwości i zastosowanie perlitu ekspandowanego

Perlit ekspandowany jest materiałem pasywnym, biologicznie obojętnym, odpornym na działanie środków chemicznych oraz działania mikroorganizmów i grzybów. Należy do materiałów niepalnych o odporności ogniowej klasy A, jest też mrozoodporny, przez co istnieje możliwość wykorzystywania go w szerokim zakresie temperatur od -200°C do +900°C. Do szczególnych cech perlitu należą jego właściwości termoizolacyjne, wykazuje on niski współczynnik przewodnictwa cieplnego (λ) równy około 0,045-0,059 [W/m*K], ponadto odznacza się wysoką dźwiękochłonnością i wytrzymałością. Perlit jest materiałem porowatym, niezwykle lekkim. Gęstość nasypowa perlitu zawiera się w przedziale 50-180 kg/m3, natomiast gęstość objętościowa rudy przed procesem ekspandacji wynosi około 1200 kg/m3. W obecnej dobie troski o środowisko istotną informacją jest również to, że perlit jest produktem w 100% naturalnym. W jego technologii produkcyjnej nie są wykorzystywane żadne dodatki czy chemikalia, materiał jest nietoksyczny oraz nieszkodliwy dla zdrowia producentów jak i użytkowników.

Wszystkie wymienione właściwości perlitu w połączeniu z jego relatywnie niską ceną powodują, iż stał się on cennym materiałem o uniwersalnym zastosowaniu. Największy procent całkowitej podaży perlitu ekspandowanego wykorzystuje branża budowlana.

Perlit używany jest jako surowiec bazowy, bądź dodatek przy produkcji materiałów izolacyjnych (zarówno izolacja termiczna jak i akustyczna). Perlit stanowi istotny składnik w odmianie betonów lekkich tzw. perlitobetony stosowane są do izolacji cieplnej podłóg, dachów, stropodachów

Perlit w tak przygotowanych betonach i zaprawach zastępuje używany wcześniej piasek powodując znaczne obniżenie masy mieszanki z jednoczesnym zwiększeniem jej właściwości izolujących. Kolejnymi produktami budowlanymi, w których perlit odgrywa znaczącą rolę są zaprawy i tynki murarskie, kleje i szpachle oraz zaprawy ciepłochronne. Właściwości izolacji cieplnej i akustycznej produktów na bazie perlitu wielokrotnie przewyższają właściwości tradycyjnych materiałów budowlanych.

Niewielka ilość perlitu dodana do kleju, czy klasycznego tynku gipsowego poza obniżeniem ich masy wpływa także na zwiększenie płynności oraz przyczepności produktu. Istotną zaletą materiałów zawierających w swym składzie perlit jest również przepuszczalność względem pary wodnej czy innych gazów dzięki czemu w ścianie nie gromadzi się wilgoć. Perlit wdmuchiwany w postaci luźnych zasypów stropowych czy podpodłogowych stanowi doskonałą ochronę przed utratą ciepła gwarantując przy tym doskonałą izolację akustyczną budynku.

Poza branżą budowlaną perlit doskonale sprawdza się w obszarach związanych z przemysłem spożywczym, rolnictwem i ochroną środowiska. Ze względu na obojętność chemiczną, sterylność oraz brak wpływu na zapach i smak produktów perlit stanowi środek pomocniczy procesu filtracji napojów spożywczych oraz antybiotyków w przemyśle farmaceutycznym. Od dawna wykorzystywany jest jako materiał filtracyjny przy produkcji soków, wina, piwa oraz olejów jadalnych. W przemyśle kosmetycznym wykorzystywany jest jako komponent o właściwościach delikatnie polerujących i ścierających np. w produkcji niektórych past do zębów oraz jako nośnik zapachów w saszetkach zapachowych.

Perlit ekspandowany o grubszej granulacji zwany agroperlitem cieszy się dużym zastosowaniem w ogrodnictwie i rolnictwie. Wykorzystywany jest jako inertne podłoże w uprawach hydroponicznych, bądź jako komponent podłoży wieloskładnikowych. Agroperlit przyspiesza wzrost roślin bez konieczności stosowania nawozów chemicznych, ułatwia, a zarazem reguluje dostęp wody i powietrza oraz przyczynia się do usuwania problemu chorób odglebowych. Niewielki jednak istotny udział perlit odgrywa w aspekcie ochrony środowiska, gdzie wykorzystywany jest jako sorbent wycieków substancji niepożądanych. W zależności od miejsca użycia sorbentu stosowany jest perlit ekspandowany zwykły, który służy do zbierania zanieczyszczeń z powierzchni stałych lub perlit hydrofobizowany (pokryty warstwą substancji hydrofobowej) wykorzystywany do zbierania zanieczyszczeń rozlanych na powierzchni wody. Perlit sprawdza się jako sorbent między innymi olejów, nafty, benzyny oraz innych substancji ropopochodnych. Najczęściej używany jest przez straż pożarną do usuwania zanieczyszczeń i wycieków powstałych w zdarzeniach drogowych, ale doskonale sprawdza się też w usuwaniu nieczystości w garażach i warsztatach, zakładach produkcyjnych, lotniskach oraz stacjach benzynowych.

Przez wzgląd na unikatowe i cenne właściwości perlitu ekspandowanego zainteresowanie samym minerałem jak i produktami opartymi na jego składzie ciągle wzrasta. Rozwijają się oraz powstają nowe kierunki aplikacyjne tego materiału, które są zgodne z nowoczesnymi technologiami bazującymi na ekologicznych produktach do których bez wątpienia zalicza się perlit.

Literatura
Konieczny D., Skolasińska K. : Kruszywa sztuczne z surowców mineralnych, Kruszywa, Maj 2014.
Sawicki J. :Perlit ekspandowany – arcymistrz termoizolacji, http://www.altex.pl/pdf/perlit.pdf chrzanów.pl
Burkowicz A.: Perlit ekspandowany – materiał termoizolacyjny mało znany w Polsce, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, 2016, nr 96, s.7-22.
Strona www: ZGM Zębiec SA