Добро пожаловать!

Сайт студент-строитель рассчитан на широкую аудиторию читателей и поэтому подойдет не только для студентов, но и для тех людей, которые интересуются строительством в профессиональных целях!

Студент-строитель – сайт для решения строительных проблем!

Вспученный перлит. Сырье, получение, свойства, применение


Некоторые горные породы вулканического происхождения, затвердевшие в результате быстрого охлаждения в стекловидном состоянии и содержащие связанную воду, могут при быстром нагреве до температуры 900…12500С вспучиваться, увеличиваясь в объеме в 2,5…14 раз. К этим породам относятся обсидианы, перлиты и витрофиры.

Химический состав вулканических водосодержащих стекол различных месторождений достаточно однообразен. Обычно они содержат: 70…75% Si2O3; 1…3% Fe2O3; до 2% CaO и MgO; 4…10% R2O; ППП 1…7%. В стеклах содержится 1…10% кристаллической фазы в виде плагиоклазов, роговой обманки, кварца, кристобалита и др.

В основе технологии вспучивания вулканических стекол, содержащих трудноудаляемую связанную воду, лежит совмещение процессов испарения воды с переходом вещества породы из твердого в пиропластическое состояние. Так как объем паров воды при 900…9500С в 4000 раз больше объема воды при обычной температуре, поэтому достаточно всего лишь около 0,05% воды, чтобы объем вспучившейся породы возрос более чем в 13 раз.

В процессе вспучивания расширяющиеся водяные пары преодолевают предельное напряжение сдвига стекловидного вещества, находящегося в упругопластическом состоянии, и материал вспучивается. Вспучиваемость вулканических стекол характеризуется коэффициентом вспучивания:


где: Vвсп. и Vпл. – соответственно удельные объемы породы во вспученном и плотном состояниях, м3/кг.

Вспученный перлит представляет собой сыпучий теплоизоляционный материал в виде пористых зерен преимущественно светлой окраски. Он – огнестойкий, био- и химически стойкий материал.

В зависимости от размера частиц вспученный перлит классифицируют на песок и щебень. Песок имеет размеры зерен до 5мм, щебень 5…20мм. Вспученный перлит по объемной массе имеет марки от 75 до 500 и теплопроводность 0,047…0,093 Вт/(м0С). Он имеет высокопористую структуру. Общая пористость вспученного перлита, включая межзерновые пустоты, колеблется в пределах 90…98%. Размер пор находится в пределах 0,5…10 мкм. Объем замкнутых пор составляет 13…25% объема перлитового зерна. Вспученный перлит, благодаря развитой открытой пористости, обладает значительным звукопоглощением.

Имея высокоразвитую пористую структуру и большую открытую гидрофильную поверхность, вспученный перлит характеризуется большим водопоглощением и гигроскопичностью. При размере зерен более2мм водопоглащение вспученного перлита достигает 30% по объему и 300% по массе. Для более мелких зерен водопоглащение возрастает до 60% по объему и 800…900% по массе.

Учитывая высокие водопоглащение и гигроскопичность вспученного перлита, его необходимо всемерно защищать от увлажнения, т.к. уже при влажности 10% теплопроводность вспученного перлита возрастает вдвое, а при 80% (по массе) – в 3…4раза. Вспученный перлит трудно сушится, процесс сушки длителен и требует значительных теплозатрат.

Наиболее эффективным способом защиты вспученного материала от увлажнения является его гидрофобизация кремнийорганическими соединениями. Вспученный перлит применяется в следующих областях: в качестве теплоизоляционных засыпок при температурах окружающей среды от –2000С до 15500С, в качестве наполнителя теплоизоляционных изделий, в качестве заполнителя для легких бетонов, в том числе жаростойких и кислотостойких, как наполнитель акустических штукатурок, в качестве фильтрующей среды и сорбента, как водоудерживающий и улучшающий структуру почвы элемент в сельском хозяйстве.

Основа технологического процесса производства вспученного перлита – тепловая обработка. Содержащаяся в породе вода при медленном нагреве до достижения упругопластического состояния удаляется без вспучивания перлита. Быстрый нагрев материала в этом случае может привести к растрескиванию и разрыхлению перлита. Поэтому в ряде случаев тепловая обработка ведется в две стадии: предварительный нагрев до температуры начала размягчения породы и последующий быстрый нагрев до температуры вспучивания.

Температура предварительной термообработки обычно находится в пределах 250…4500С, иногда достигает 6000С. Длительность такой подготовки 10…30 мин.

На второй стадии сырье сразу подвергается воздействию максимальной температуры. При этом вся оставшаяся после первой стадии вода идет на вспучивание.

Термоподготовку сырья можно вести во вращающихся печах, печах кипящего слоя, конвейерных сушилках и др. агрегатах. Широко распространены барабанные печи длиной 3,8…6,5м с внутренним диаметром 0,44…0,89м, скорость вращения печи – 2,6 об/мин.

Обжигают перлит в шахтных, вращающихся печах и печах кипящего слоя. С целью экономии тепла печи термоподготовки и вспучивания увязывают в единый технологический поток. Для этого печь термоподготовки устанавливают таким образом, что выходящий из нее материал тут же попадал в печь обжига.

Вспученный перлит. Сырье, получение, свойства, применение – статья на сайте “студент-строитель.ру”

Технология строительных материалов