Вермикулит: что это такое и где применяется?

Содержание статьи

• История открытия и месторождения
• Физические и химические свойства
• Виды вермикулита
• Области применения
• Заключение

Вермикулит — уникальный минерал естественного происхождения, обладающий слоистой структурой. Сначала он выглядит как пластинчатые кристаллы, но после тепловой обработки превращается в червеобразные рыхлые столбики с серебристо-золотистыми чешуйками. Во вспученном виде вермикулит знаком многим огородникам. Также его используют в промышленности, строительстве. В химическом составе минерала нет тяжелых металлов и прочих вредных компонентов. Он экологически чистый, устойчивый к влиянию щелочей и кислот, обладает высокими влагопоглощающими свойствами, но совсем не гниет.

История открытия и месторождения

Самые первые упоминания о вермикулите встречаются в древних текстах: его часто применяли в сельском хозяйстве, строительстве. Ученые заинтересовались им лишь в 1824 году. Тогда немецкий геолог Карл Франц Леоны описал этот минерал как отдельный вид. Вермикулит широко использовали в период Второй мировой войны. Из него производили теплозащитные материалы для кораблей и самолетов. Во второй половине 20 века минерал нашел применение в строительной сфере при создании кровли, в качестве добавки для легких бетонов и штукатурных составов.

Вермикулит принадлежит к классу гидрослюд, отличается золотым окрасом с буроватыми оттенками. Образуется он впоследствии гидролиза и дальнейшего выветривания темных слюд. В областях земной коры с высокой вулканической активностью температура колеблется в диапазоне 100–900 С°. Как результат, вода испаряется из горных пород, образуется вермикулит.

В России промышленные месторождения вермикулита имеются на Кольском полуострове (Ковдорское месторождение) и Урале, в Сибири. За границей минерал добывают в США (штат Монтана, Колорадо, Джорджия, Вайоминг), западной Австралии.

Физические и химические свойства

Нетоксичный силикатный вермикулит имеет коричневый, желтый или зеленоватый оттенок, легкий маслянистый блеск. Однако в процессе нагрева он становится серым.

Физические свойства:

• температура плавления — 1350 °C;
• твердость (шкала Мооса) —1,5;
• кислотность — 7,0;
• плотность —2,6 г/см3 (вспученного — 0,06–0,13 г/см3);
• теплопроводность — 0,05 Вт/м·К ;
• температура эксплуатации — от −260 до 1200°C;
• не поддается истиранию.

После нагрева сырой вермикулит многократно увеличивается в размерах, образуется вспученный минерал. Последний также нетоксичен, стерильный, химически инертный. Его влажность составляет 4–11 %. Такой материал имеет низкую теплопроводность и плотность, может служить адсорбентом.

Химические свойства вермикулита:

• содержит оксиды кремния, железа, магния, алюминия;
• в составе отсутствуют органические примеси;
• характеризуется высокой огнестойкостью, стерильностью;
• поглощает много влаги, но не разрушается под ее воздействием.

Благодаря своим уникальным химические свойствам вермикулит считается ценным материалом, широко применяется во многих отраслях человеческой деятельности: промышленном производстве, ландшафтном дизайне, садоводстве и прочих.

Виды вермикулита

Основные характеристики минерала во многом зависят от места его добычи. Следовательно, вермикулит бывает таких разновидностей:

1. Алтайский. Если сравнить с другими аналогичными материалами, содержит намного больше магния, железа, калия. Отличают такой минерал по более темному окрасу, напоминающему бронзу.
2. Казахский. Характеризуется бежевым оттенком, железа в нем не так много, как в других. При добавлении в землю делает ее щелочной.
3. Уральский и челябинский. Считаются универсальными, обладают серым цветом.
4. С Кольского полуострова. Минерал большей частью разноцветный, помогает раскислять почву, богат кальцием, магнием и натрием.
5. Завезенный из Америки, Австралии. Сравнительно яркий материал (красноватый, коричневый) с малой впитывающей способностью.

Существует классификация вспученного вермикулита по фракциям:

• мелкая — до 0,6 мм;
• средняя — 0,6–5 мм;
• крупная — 5–10 мм.

Марки вермикулита указываются в ГОСТ 12865–67: М-100, М-150 и М-200. Число обозначает плотность — показывает предельный вес одного кубического метра минерала.

Области применения

Сегодня человек в своей деятельности стремится использовать лишь энергосберегающие технологии, экологичные строительные материалы. Благодаря своим высоким огнезащитным, тепло- и звукоизоляционным свойствам вермикулит пользуется огромным спросом во многих отраслях.

Сельское хозяйство

Результаты множественных исследований специалистами показали, что вспученный вермикулит:

• улучшает структуру открытых грунтов;
• регулирует влажностный режим почвы;
• стимулирует рост и развитие растительности;
• повышает эффективность подкормок;
• улучшает сохранность овощей, фруктов;
• снижает риск поражения корневой гнилью;
• уменьшает кислотность и засоление несменных грунтов;
• увеличивает урожайность.

Вермикулит успешно используется в сельском, садовом и тепличном хозяйствах для обогащения почвы ценными макро- и микроэлементами, в качестве минерального удобрения, наполнителя почвосмесей и среды хранения посадочных материалов.

Строительство

Благодаря стойкости к возгоранию, пористости, повышенной тепло- и звукоизоляции вспученный вермикулит применяется в строительной отрасли:

1. Устройство шумоизоляции. Коэффициент поглощения шума у такого минерала на уровне специальных акустических плит.
2. Приготовление растворов (бетонных, штукатурных) для отделки фасадов, внутренних стен и потолков. При добавлении мелкого вермикулита строительные смеси становятся более пластичными, не растрескиваются. 
3. Создание теплоизоляции. Низкая теплопроводность делает минерал востребованным при утеплении стен зданий, кровельных покрытий.
4. Засыпка разных полостей. Вермикулит применяют для заполнения утепляемых конструкций (перекрытия этажей, каркасные стены).

На основе вспученного вермикулита производят жаростойкие плиты. Их устанавливают в тех местах, где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности.

Промышленность

Большей частью промышленное применение вермикулита связано со следующими отраслями:

• Металлургия. Минерал используется как изолирующий материал при разливе жидких металлов (чугуна, стали), для футеровки.
• Машиностроение. Производство тормозных колодок, фрикционных изделий, резиновых автодеталей, машинных масел и присадок.
• Авиастроение. Огнеупорные свойства вермикулита применяются во время создания покрытий для специальных взлетно-посадочных полос, способных при торможении гасить температуру.
• Химическая промышленность. Устойчивость к химикатам позволяет использовать минерал при работе с кислотными, щелочными и другими агрессивными составами.

Также следует отметить участие вермикулита в процессе выпуска теплоизоляционных материалов (плит, огнестойких ДСП и ДВП).

Заключение

Вермикулит — чрезвычайно востребованное минеральное сырье во многих странах мира, занимающее особое место в интенсивном развитии народного хозяйства. Благодаря приобретаемой при нагревании легкости, ценным огнезащитным, звуко- и теплоизоляционным свойствам минерал находит массовое применение в строительстве, самых важных отраслях тяжелой и легкой промышленности.

Используя его, можно значительно сэкономить на стройматериалах, электроэнергии, прочих дорогостоящих ресурсах. Еще одна важная характеристика вермикулита — экологичность. Это значит, что применение минерала безопасно для людей и животных, не вредит окружающей среде. В ближайшей перспективе использование такого материала будет постоянно расти, пока существуют его огромные запасы в природе.