Liapor - kruszywo lekkie  

Liapor to bardzo lekki granulat produkowany na bazie naturalnej gliny ilastej. Zalicza się do mas ceramicznych, które są jednym z najstarszych materiałów budowlanych.

Sposób przetworzenia materiału wyjściowego - poddanie gliny działaniu wysokiej temperatury - sprawia, że do podstawowych własności materiałów ceramicznych, jakimi są: wytrzymałość, mała nasiąkliwość, stabilność, nieszkodliwość dla zdrowia i odporność na uszkodzenia, można w przypadku Liaporu doliczyć także bardzo niski ciężar objętościowy, a w rezultacie - dobre właściwości termoizolacyjne.

Charakterystyczna forma granulatu, o niemal kulistych ziarnach, z wewnętrzną jednorodną, porowatą strukturą i zamkniętą, litą powierzchnią. sprawia, że można go zastosować w budownictwie, ale również w innych obszarach.

Krótko o historii

Twórcą współczesnego sposobu produkcji ekspandowanych glin ilastych jest Stephen John Hayde z Kansas City. Był to przedsiębiorca budowlany i wytwórca cegieł, który przy ich produkcji zwrócił uwagę na rozdymanie się niektórych bloków przy osiąganiu wysokich temperatur podczas procesu wypalania.

W latach 1911 i 1912 dokonał pierwszych prób z kruszywem z tego materiału, a w 1918 roku na wynaleziony przez siebie proces produkcji kruszywa przez ekspandowanie łupków w piecu rotacyjnym otrzymał patent. W roku 1920 zakład przemysłowy w Kansas City jako pierwszy rozpoczął produkcję
ekspandowanych łupków - Haydite.

Procesy produkcji przemysłowej lekkich kruszyw z ekspandowanych glin ilastych i łupków zależą od ilości zawartej w tych materiałach wody i ich historii. Stosowany jest albo proces przeróbki plastycznej – podobny do przygotowania glin ilastych do produkcji cegieł, charakterystyczny dla glin plastycznych, albo też proces suchy - polegający na rozkruszaniu lub mieleniu i późniejszym granulowaniu, typowy dla łupków twardszych.  W obu przypadkach wypalanie i ekspandowanie przebiega w piecach rotacyjnych w temperaturze od 1100 do 1200°C.

Podstawowe właściwości

Waga
Porowata struktura ziarna sprawia, że Liapor jest materiałem bardzo lekkim. Ciężar objętościowy ziaren kształtuje się od 500 do 1500 kg/m3. Ciężar nasypowy - od 250 do 900 kg/m3, a ciężar właściwy od 2300 do 2600 kg/m3.

Przewodność cieplna
Dzięki porowatej strukturze i ceramicznej naturze Liapor posiada doskonałą zdolność izolowania ciepła przy dobrych właściwościach jego akumulacji. Przewodność cieplna zależy od ciężaru objętościowego i typu Liaporu.

Rys. AGES

Wytrzymałość na ściskanie
Ziarna Liaporu są prawie kuliste, posiadają mocną, zlaną powłokę i jednorodnie porowaty rdzeń. Taka struktura zapewnia Liaporowi dobrą wytrzymałość przy bardzo małym ciężarze. Wytrzymałość ziarna zależy także od ciężaru objętościowego i typu Liaporu. Wytrzymałość na ściskanie jest ustalana przez poddawanie ziaren naciskowi w zamkniętym cylindrze, a jej wartość kształtuje się od 0,7 do 10 MPa.

Trwałość
Liapor charakteryzuje się zarówno odpornością mechaniczną, jak i stabilnością chemiczną. Ziarno wykazuje odporność na kwasy i zasady. W wodzie jest stabilne i neutralne, nie rozpuszcza się ani nie uwalnia szkodliwych ługów ani gazów.

Ognioodporność
Liapor powstaje w ogniu i jest ognioodporny. Jest stabilny objętościowo do temperatury 1050 ° C.

Wilgotność
Bezsporną zaletą Liaporu jest to, że może być dostarczany w stanie idealnie suchym. Materiał przechowywany w zamkniętych silosach ma wilgotność do 1% masy, a wilgotność materiału składowanego w odkrytych pryzmach zmienia się wagowo w zależności od pogody od 1 do 25%.

Nasiąkliwość
Liapor nie jest higroskopijny i nie przyjmuje wilgoci z powietrza. Naturalnie ustalona wilgotność wynosi 0,2% objętości.

Rys. AGES

Mrozoodporność
Porowata, niekapilarna struktura Liaporu umożliwia rozszerzanie się zamrożonej wody w ziarnach. Dlatego Liapor jest odporny na powtarzające się zamrażanie, a także nadaje doskonałą mrozoodporność produktom, w których jest stosowany.

Stabilność objętościowa
Po rozkruszeniu warstwa Liaporu jest objętościowo stabilna i nie wykazuje tendencji do dalszego osiadania ani zmiany kształtu.

Zawartość cząstek organicznych i obcych
Liapor przechodzi obróbkę cieplną, dlatego zawartość cząstek organicznych jest niemal zerowa.

Zawartość związków siarki oraz chloranów
Całkowita zawartość siarki wynosi od 0,2 do 0,5% masy, zawartość siarkowodoru 0,02 do 0,05% masy, a zawartość chloranów kształtuje się od 0,005 do 0,01% masy, czyli Liapor z powodzeniem można stosować w żelbetonie i betonie sprężonym.

Nieszkodliwość dla zdrowia
Liapor nie uwalnia żadnej emisji zanieczyszczeń gazowych ani ługów szkodliwych dla ludzi.

Wpływ na środowisko naturalne
Materiał składa się z czystej, ekspandowanej, naturalnej gliny ilastej. Pod zakończeniu eksploatacji produkty z Liaporu mogą być poddane recyklingowi, jak np. kruszenie i ponownie wykorzystane w formie kruszywa lekkiego.

Zastosowanie

Liapor może być stosowany do zasypów przy izolowaniu cieplnym niewykorzystanych przestrzeniach poddasza lub pod konstrukcje dachów z małym spadem i dachów płaskich. Ciężar tak wykonanej warstwy izolacyjnej jest nieco większy niż przy użyciu pianki lub włóknistych materiałów izolacyjnych, ale warstwa z Liaporu ma wiele zalet.

Przede wszystkim jest niepalna, stabilna nawet przy wysokich temperaturach, odporna na pleśń i szkodniki. Zaletą jest też łatwość operowania tym materiałem.

Rys. AGES

W przypadku dachów o drewnianej konstrukcji nośnej przez wykorzystanie zasypu Liaporem można pod względem gromadzenia ciepła wytworzyć podobną sytuację, jaką uzyskuje się dla ścian z pustaków Liaporu. Jednocześnie następuje poprawa izolacji akustycznej, także system termiczny oraz warunki akustyczne w pomieszczeniach na poddaszu stają się zbliżone do takich, jakie występują w pokojach z potężnymi murami.

W przestrzeni poddasza lub przy konstrukcji o podwójnym dachu z małym spadem wykorzystuje się Liapor sypany luzem. Jeśli powierzchnia ma służyć do chodzenia, wykonuje się zasyp stabilizowany. Dla konstrukcji z jednym dachem można korzystając ze stabilizowanego zasypu z Liaporu utworzyć płaszczyznę spadową, na której kładzie się hydroizolację. Maksymalnie dopuszczalne nachylenie to 30 °, bowiem taki jest kąt naturalnego zsypu Liaporu. Przy skośnych dachach można Liaporem wypełnić przestrzeń między krokwiami i między podbiciem, a górnym odeskowaniem.

Ciekawą możliwość daje zastosowanie Liaporu w dodatkowych izolacjach podczas rekonstrukcji dachów skośnych, kiedy Liapor może być wprowadzony do przestrzeni między krokwiami bez potrzeby kompletnego demontażu podbicia.

Materiał można również wykorzystać jako lekki zasyp chroniący pokrycia dachów płaskich. Chociaż pod wpływem wilgoci izolacyjne właściwości warstwy Liaporu pogarszają się, to jednak mimo to opór cieplny dachu się zwiększa.

Zastosowania w geotechnice

Zasypy z Liaporu mogą być wykorzystane do wielu rozwiązań konstrukcyjnych dla obiektów terenowych. Jednym z podstawowych pól zastosowań jest zasyp drenażowy np. wokół piwnicy obiektu. jako materiał nienasiąkliwy, liapor świetnie radzi sobie z odprowadzaniem nadmiaru wody.

Materiał ten, zastosowany w geotechnice i w budownictwie transportowym odciąża też budowaną konstrukcję, obniża naciski na podłoże obiektu, właściwie przenosi obciążenia, działa jako izolacja termiczna, drenaż, a również jako warstwa wentylacyjna (np. w celu ochrony przed radonem).

Zasyp przewodów energetycznych
Przewody energetyczne i kanały ciepłownicze można w niektórych przypadkach izolować termicznie oraz chronić przeciwpożarowo przez wykorzystanie zasypu Liaporem.

Rys. AGES

Przez całkowite wypełnienie profilu kanału skutecznie zapobiega się swobodnemu ruchowi zwierząt zamieszkujących kanały.

W każdym przypadku musi być jednak zapewniona doskonała izolacja kanałów przeciwko wilgoci i odwodnienie przestrzeni wewnętrznej, ponieważ w dłuższym okresie (kilka miesięcy), przy całkowitym zanurzeniu w wodzie wilgotność Liaporu może zwiększyć się nawet do 20% objętości, co oznacza znaczne obniżenie zdolności izolacyjnych zasypu.

Zasypy filtracyjne do oczyszczania ścieków
Korzeniowe oczyszczalnie ścieków wykorzystują naturalny efekt oczyszczania. Jednak dla terenów gęsto zaludnionych i w przypadku ścieków przemysłowych stosowanie ich jest nieekonomiczne, ponieważ wymaga zajęcia zbyt dużej powierzchni.

Biologiczne oczyszczalnie ścieków oczyszczają ścieki wykorzystując mikroorganizmy. Liapor stosowany jest w stałych podłożach reaktorów – jako podstawowe siedlisko dla mikroorganizmów. Przez precyzyjny dobór ziarnistości Liaporu można regulować wymaganą powierzchnię stałego podłoża i tym samym powierzchnię reakcji oraz właściwości hydrauliczne, takie jak udział szczelin i jego rozkład. W mikroskopijnych zagłębieniach powierzchni rozkruszonego Liaporu utrzymują się na stałe zarodki mikroorganizmów, a ich biologiczna wegetacja po wymaganym okresowym przemywaniu filtru szybko się regeneruje.

Opracowanie: Redakcja IzoForum
Źródło: AGES

GALERIA RYSUNKÓW

Czytaj także

DRENAŻ FRANCUSKI

FOLIA KUBEŁKOWA: KIERUNEK FUNDAMENTY

DRENAŻ