摘要: 珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩经急剧冷却而成的玻璃质岩石。珍珠岩的主要工艺性能是其膨胀性,因此,珍珠岩的用途主要是膨胀珍珠岩的用途。

一、什么是膨胀珍珠岩?

膨胀珍珠岩是一种新型的工业材料,是珍珠岩矿砂经预热,瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。


膨胀珍珠岩的物理性能(JC/T 1020-2007)

序号

项目

技术要求

CEP50

CEP60

1

体积密度(kg/m3

≤50

50~60

2

振实密度(kg/m3

≤65

≤75

3

粒度

1mm筛孔筛余量/%

≤8

≤10

0.15mm筛孔筛余量/%

4

含水率(质量分数)/%

≤0.5

5

安息角

37º

6

热导率/[W/(m•K)]

≤0.023

≤0.025


二、珍珠岩的膨胀机理

珍珠岩之所以区别于其它岩石能够在一定的温度条件下膨胀,其主要原因不外乎两点根本原因。

其一,珍珠岩的主要化学成分中存在软化点较低的玻璃质物质,即SiO2、Al2O3、Na2O等,这种物质表现出来的结果是当珍珠岩被加热至1000℃左右时,其玻璃质开始软化,珍珠岩颗粒从固态逐渐转化为黏流态。

其二,珍珠岩内部含有的可挥发性物质和结合水在受到高温焙烧后,逐渐气化后溢出,所以,玻璃质是引起珍珠岩膨胀的先决条件,结合水是引起珍珠岩膨胀的内在动力,焙烧温度和时间是引起珍珠岩膨胀的必要外部条件。

 

三、膨胀珍珠岩的优缺点

优点:

1.  保温性能好,且具有广泛的适用性,尤其在耐火保温节能方面发挥优秀的性能。

2.  施工便利、易于维修,抗撞击、抗湿热、防火性能优越。

3.  适应复杂多变的环境,抗老化,寿命长。

缺点:

1.  后期保温性能降低,易开裂,与基层粘结强度低易空鼓。

2.  膨胀珍珠岩吸水率高,耐水性差导致保温砂浆在搅拌中体积收缩变形大。

 

四、膨胀珍珠岩VS玻化微珠

珍珠岩1.png

相同点:

1.两者生产的原材料相同,都是来源于珍珠岩矿砂。

2.都是高温膨胀后的制品,两者的化学成分相同,都耐酸碱、无色、无味、无毒,都属于建设部推广的A级防火材料。

3.结构上都具备一定的微孔,因此都具备保温、隔热、吸声等特性,广泛用在建筑保温体系中。

不同点:

1.结构的不同:膨胀珍珠岩是开放孔,玻化微珠是闭孔,所以玻化微珠又称闭孔珍珠岩。

2.加工设备不同:膨胀珍珠岩是由煤气发生炉加热膨胀而成,而玻化微珠是由电炉膨胀而成。

3.吸水率不同:玻化微珠不易吸水,膨胀珍珠岩吸水率很大,一旦吸水,膨胀珍珠岩的保温效果将大打折扣。

4.容重不一样:膨胀珍珠岩一般在70-100kg/m3玻化微珠在110-130kg/m3

5.应用范围不同:玻化微珠主要用在外墙保温上,膨胀珍珠岩主要用在屋面及楼面保温上。

 

五、影响珍珠岩膨胀效果的主要因素?

影响珍珠岩膨胀效果的主要化学成分:

(1) SiO2和Al2O3,它们是导致珍珠岩遇高温快速软化和在高温下保持一定粘度的主要化学成分;

(2) Na2O/K2O,该比值的增加可导致高温下珍珠岩粘度的降低,致使珍珠岩软化点下降;

(3) Fe2O3+FeO,其含量的增加会导致珍珠岩膨胀倍数的降低。

 

六、膨胀珍珠岩保温板产生裂纹原因?

珍珠岩2.png

珍珠岩保温板产生裂纹不外乎三种原因:干燥收缩裂纹,化学裂纹和荷载裂纹。

干燥收缩裂纹常出现在湿度差较大的部位,如表面系数较大的板式或壁式结构表面,大多为表面裂纹;化学裂纹主要为碳化收缩裂纹和碱骨料裂纹,其中碳化裂纹是混凝土在长期使用过程中,水化产物中的Ca(OH)2与空气中的CO2作用生成了CaCO3,碳化不但使混凝土的碱性降低,失去保护钢筋的作用,而且伴有体积缩小,形成碳化收缩。碱骨料裂纹是混凝土中的碱性物质同珍珠岩(富硅物质)中的SiO2发生反应而引起的体积变化,从而引发的裂纹;荷载裂纹出现部位多在混凝土结构的尺寸变化处,荷载不同的两结构连接处以及不同结构类型的两结构连接处。

 

七、如何解决膨胀珍珠岩生产过程中的难题?

目前我国膨胀珍珠岩在生产过程中都遇到三大难题,一是结炉,二是粉尘污染,三是膨化倍数低。实质上这是一个系统工艺技术问题。

其一,结炉、粉尘多、膨化倍数低,虽然跟矿砂和炉型结构、膨胀温度有关,但同样的炉型,同样的温度,同样的矿砂,有的结炉现象和粉尘就少。生产过程中的计量给料等质量控制点都应受到重视。

其二,一定温度区脱水、膨胀、熔溶均有一定时间要求,这就需要一个工艺平衡参数,结晶水的膨胀力直接关系到产品的膨化质量,所以目前许多厂家只重视膨胀炉,忽视预热炉,是极为不正确的。

其三,矿砂的粒径的均匀性也有很大影响。在同一炉生产过程中结炉、粉尘大、膨化不好,关键因素在矿砂的粒径的均匀性和预热脱水量的均衡性,所以提倡矿砂分级使用,尽量减少矿砂的粉尘,提高矿砂粒径均匀性,重视预热脱水的均衡性是十分必要的,可提高产品的成品率,降低生产成本,同时提高资源利用率。

其四,在生产过程中解决微粉的主要途径是通过提高矿砂的均匀性和预热脱水的均衡性,同时对收集工艺在旋风收集排放过程中,通过减压仓收集,降低风压流量和温度,排空时适当水淋和布袋过滤收集即可解决。

 

八、膨胀珍珠岩制品的主要生产设备

工序

作用

主要生产设备

搅拌

使原、辅材料充分、均匀混合

强力(强制式)搅拌机

成型

控制压缩比和制品形状,提高制品强度

模具、夹板锤等

烧成或养护

使制品性能稳定和强度提高

窑或一定温度和湿度的养护场所


九、膨胀珍珠岩的应用

应用领域

主要用途

建筑工业

混凝土骨料;轻质、保温、隔热吸音板防震防火等高层建筑工程墙体的填料,各种工业设备的绝热层等;

轻工、化工、石油、环保

制备分子筛、助滤剂、吸附剂等,塑料、橡胶的填料等;用于食品工业中过滤微细颗粒等;

机械、冶金、电力

隔热保温材料、矿棉、玻璃、陶瓷等制品的配料

农林园艺

调节土壤板结、控制肥效释放、杀虫剂和除草剂的稀释剂和载体等;

其它

精致物品及污染物品的包装材料;宝石、彩石、玻璃制品的磨料等。

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