38. Материалы из вспученных горных пород.

Вспученный перлит — это пористый сыпучий материал, получающийся вспучиванием природного перлита во вращающихся или шахтных печах при температуре 900—1200°С. Процесс получения вспученного перлита заключается в быстром нагреве сырья (изверженной горной породы перлита, состоящего из вулканического стекла с включением полевых шпатов, кварца и других минералов) до температуры обжига. Содержащаяся в горной породе гидратная вода энергично испаряется JH удаляется из породы, а в момент размягчения пар вспучивает ее, и происходит многократное увеличение объема (от 5 до 20 раз).

Вспученный перлит в виде песка представляет собой зерна белого или серого цвета с воздушными замкнутыми порами. Размер зерен — 0,1—5,0 мм, плотность перлитового песка — 100—250 кг/м , теплопроводность в сухом состоянии — 0,046—0,071 Вт/(м-°С), истинная пористость — до 85—90%, а количество открытых пор — 3—20%.

Перлитовый песок применяют в растворах и бетонах, идущих для приготовления теплоизоляционных изделий, огнезащитных штукатурок, а также для теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей от -200 до +800°С.

В настоящее время вспученный перлит широко используют для производства теплоизоляционных изделий.

Добавка вспученного перлита к минеральным вяжущим веществам позволяет получать несгораемые изделия, обладающие высокой жесткостью и хорошими теплофизическими свойствами.

Вспученный вермикулит получают ускоренным обжигом до вспучивания горной породы вермикулита из группы гидрослюд. Вермикулит при нагревании до 1000—1100°С выделяет кристаллизационную воду и быстро вспучивается. Пары воды действуют перпендикулярно плоскостям спайности и раздвигают пластинки слюды, увеличивая первоначальный объем до 20 раз и более.

Технология производства вспученного вермикулита состоит из следующих основных операций: дробления природного вермикулита и рассева его на фракции, подсушивания, обжига в шахтных или вращающихся печах и охлаждения. Вспученный вермикулит представляет собой пористый материал в виде чешуйчатых частиц золотисто-желтого цвета размером 5— 15 мм плотностью 80—150 кг/м , а при более мелких зернах—200—400кг/м . Теплопроводность при температуре до 100°С составляет 0,048— 0,10 Вт/(м-°С). С повышением температуры до 400°С увеличивается теплопроводность до 0,14-0,18 Вт/(м-°С). Вспученный вермикулит при нагревании до 1100°С начинает разрушаться, а при 1300°С он плавится. Водопоглощение очень велико, оно может быть более 300% по массе.

Вспученный вермикулит применяют в качестве теплоизоляционной засыпки при температуре изолируемых поверхностей до 900°С, для изготовления теплоизоляционных изделий, а также в качестве заполнителя для легких бетонов и для приготовления штукатурных огнезащитных, теплоизоляционных и звукопоглощающих растворов.

39. Шлаковые материалы, сыпучие и зернистые. Основные свойства, применение.

Шлаковые строительные материалы. Ведущее место среди искусственных каменных материалов принадлежит металлургическим шлакам, которые являются побочный продуктом металлургии. Металлургические шлаки: – черной металлургии (доменные); – цветной металлургии (предельных процессов – сталеплавильные). Доменные шлаки представляют ценный побочный продукт, который образуется в доменных печах в огненножидком состоянии при выплавке чугуна из железных руд. Они представляют собой сплав окислов пустой породы, золы топлива и окислов флюсов. Получаемое количество шлака на 1 т выплавляемого металла составляет при доменном процессе до 80 кг, мартеновском 30 кг, конверторном 18 кг, ваграночным 5 кг. Ваграночные шлаки вследствие малого их выхода и значительного содержания металла не представляют интереса как сырье для производства каменных материалов.  При медленной остывании расплава шлак приобретает кристалличе-скую структуру, а при быстром – стекловидную. При одинаковых усло-виях охлаждения доменные шлаки в зависимости от химико-минералогического состава обладают разной способностью к кристаллизации – одни разновидности хорошо кристаллизуются, другие же приобретают стекловатое строение. По структурно-текстурным признакам шлаки могут быть плотные, пористые, ноздреватые, пемзовидные, кристаллические, стекловатые и сме-шанной структуры. Важной характеристикой доменных шлаков является стабильность их структуры. Шлаки с неустойчивой структурой в результате сложных физико-химических процессов и воздействия влаги и температуры самопроизвольно разрушаются (распадаются), превращаясь в раздробленный материал или мучнистый порошок. Основные доменные шлака подвергаются грануляции с дальнейшим их использованием в цементной промышленности в качестве активной добавки при производстве цементов. Некоторое количество доменных шлаков идет на производства шлаковой пемзы, литого шлакового щебня, шлаковой ваты и шлакоситаллов.

Конверторный шлак применяют в дорожном строительстве, также как и щебень из мартеновских шлаков. Электросталеплавильные шлаки. Кустовой илек имеет плотную текстуру, объемную массу 3200-3400 кг/м³, прочность 60-130 МПа.  месь прочного щебня со шлаковой мукой используется для устройства оснований дорожных одежд по типу шлакобетона.  Прочие вида шлаков. Никелевые шлаки обладают такими же высокими показателями физи-ко-механических свойств, как и медеплавильные. Топливные (котельные) шлаки представляют собой остатки от сжигания твердого минерального топлива (каменного угля, кокса, бурого угля) в топках. Плотность шлака около 2500 кг/м³, объемная масса 650-1100 кг/м³, водопоглощение может достигать до 40%, при этом шлак, быстро поглощая воду, отдаст ее весьма медленно. Продолжительное (не менее двух месяцев) выдерживание шлака на воздухе повышает его качество.  опливные шлаки как местный строительный материал применяют для изготовления шлакобетона, шлакобетонных элементов зданий как теплоизоляционный материал. В настоящее время практический интерес для дорожного строительства представляет шлакозольный материал теплоэлектростанций (ТЭЦ), работающих на угле. Продукты сжигания из топок удаляют гидровыносом в специальные бассейны – отстойники, при этом шлак гранулируется и выпадает ближе к трубам, а мелкие частицы золы относятся водой. В результате в отстойниках накапливается плохо отсортированная смесь цепкого зернистого шлака, золы с примесью небольшого количества частиц несгоревшего угля. Шлакозольный материал может быть использован для укрепления грунтов в основании дорожных одежд, как добавка к мелкозернистым пескам для улучшения их качества в цементо- и асфальтобетонных смесях, а зольная часть (лучше с добавкой 2% извести), как минеральный порошок для битумоминеральных смесей.