Файл: Григорович, М. Б. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов и его оценка при геологоразведочных работах.pdf

Несмотря на более низкие качественные показатели, вулкани­ ческие стекла мезозоя и даже палеозоя в ряде случаев являются сырьем, пригодным для получения вспученного материала.

Вспученный перлит применяется в следующих областях: 1) пер­ литовый песок — для' изготовления бетонов и растворов, для про­ изводства теплоизоляционных изделий; 2) перлитовый щебень—■ для теплоизоляционных бетонов и панелей, ограждающих строи­ тельных конструкций; 3) перлитовые изделия для всевозможных видов теплоизоляции.

Общесоюзных технических требований на сырой перлит не вы­ работано. Республиканские временные технические условия Гос­ строя УкрССР (РВТУ 15—61) на перлиты Закарпатья предусмат­ ривают следующие показатели:

Проект временных технических условий на перлиты Армении (МРТУ— 1963) предусматривает объемную насыпную массу вспу­ ченного перлита, не превышающую для фракций 5+ 3 мм — 400 кг/м3, до 1,2 мм— 150 кг/м3. Температура вспучивания не должна превы­ шать 1000°. Ориентировочный химический состав породы (в %): Si02 68,7; AU O3 12—16; Fe20 3 + Fe0 0,7—1,6; CaO + MgO 0,4— 1,2; R20 5—8; п. п.п. 2—5. На вспученный перлит существует ГОСТ 10832—64, который в зависимости от размеров зерен делит их на следующие фракции:

Песок

По физико-механическим, показателям вспученный перлит дол­ жен отвечать требованиям, приведенным в табл. 37.

При поисках и разведке перлита опробование производится бороздовое по всем выработкам, вскрывшим перлит, а также и об­ нажениям. Пробы в первую стадию работ должны отбираться от­ дельно по всем литологическим, разновидностям, которые могут быть выделены макроскопически. Основным показателем, характе­ ризующим качество вулканического стекла, является его способ­ ность вспучиваться при нагреве. Изучение перлитового сырья реко­ мендуется проводить по следующей программе.

82

Т а б л и ц а 37

Технические требования к вспученному перлиту

1.Макроописание пород с выделением разновидностей, отбор на петрографический и химический анализы, определение объем­ ной массы и плотности.

2.Дробление и рассев на фракции 0,5—2,0 мм и 7—10 мм.

3.Определение потери при прокаливании и гигроскопической

влаги.

4.Определение содержания остаточной воды в перлитах при различных режимах термической подготовки для получения трех различных значений остаточной воды в пределах 0,5—4,5%. Тер­ моподготовка при 300, 400 и 500° в течение 30 мин.

5.Для фракции 7—10 мм предварительный обжиг на вспучива­ ние при t 900—1350° с интервалом 100—50° без термической под­ готовки. Продолжительность обжига от 1—2 мин при t 900° и до

20 сек при t 1235°.

6. Определение оптимального содержания остаточной воды.

7.Обжиг на 5—6 температур для установления оптимальной температуры обжига при оптимальном содержании воды.

8.Обжиг на оптимальную температуру при различной продол­ жительности, с целью установления оптимальной продолжитель­ ности вспучивания.

9.Для фракции 0,5—2,0 мм определение объемной массы пер­ литового песка-сырца.

10.Обжиг на 5—6 температур для установления оптимальной температуры вспучивания, при оптимальном содержании остаточ­ ной воды и одной продолжительности.

11.Обжиг на оптимальную температуру при различной продол­ жительности с целью установления оптимальной продолжитель­ ности вспучивания.

12. Определение объемной насыпной массы вспученного перли­ тового песка.

Масса пробы на лабораторные испытания на вспучнваемость составляет не менее 2,5—Зкг. Для полузаводских испытаний масса пробы может достигать нескольких тонн от каждой разновидности. Методы испытаний всех видов пористых неорганических заполни­ телей для легких бетонов определяются по ГОСТ 9258—61.

В е р м и к у л и т — минерал, близкий по составу и облику к слю­ дам. Он обладает хорошо выраженной спайностью, но значительно менее упруг, чем слюда. В группе вермикулита установлено 19 раз­ новидностей, но наибольшее распространение имеет собственно вермикулит (Бейтс, 1965). В промышленности в качестве вермнкулитового сырья обычно добывают сростки вермикулита и био-

.тита или флогопита. Вермикулит — водный магнезиальный силикат с переменным содержанием железа и алюминия. Образуется пу­ тем выветривания или, реже, гидротермального изменения флого­ пита и биотита. Сравнительный химический состав флогопита, био­ тита и вермикулита приведен в табл. 38.

Химический состав вермикулита отличается от флогопита и биотита тем, что происходит присоединение молекул воды, исчез­ новение калия и окисление железа до трехвалентного. Одновре­ менно изменяются и физические свойства минерала — понижаются твердость и прочность, ухудшается расщепляемость, уменьшаются показатели преломления. Минерал приобретает золотистый цвет, блеск его тускнеет и переходит в маслянистый.

Агрегаты вермикулита состоят из мягких, гибких, неэластич­ ных пластинок с совершенной спайностью, твердость их около 1,5, плотность 2000—2500 кг/м3. Так как процесс перехода био­ тита и флогопита в вермикулит происходит постепенно, сущест­ вуют переходные формы, которые находятся на разных стадиях изменения (гидробиотиты и гидрофлогопиты). Вода, входящая в состав вермикулита, располагается в виде оболочек ионов между алюмосиликатными слоями (межслоевая вода). При нагревании, происходит вспучивание слоев вермикулита, обусловленное превра­ щением содержащейся в них воды в пар, что приводит к увеличе-

84

шпо объема пластинки в 20—30 раз. На свойствах вермикулита' вспучиваться при обжиге и основано его промышленное использо­ вание. Вспученный вермикулит обладает низкой плотностью (0,07— 0,25), малым коэффициентом теплопроводности (0,05—0,09 при 30°), высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, химиче­ ской инертностью, долговечностью и термостойкостью (до 1000— 1100°).

Обожженный вермикулит применяется для теплоизоляционных засыпок, в качестве заполнителя легких, тепло- и звукоизоляци­ онных вермикулито-бетонов, для производства вермикулитовой штукатурки, керамики, как наполнитель лакокрасочных покрытий, пластмасс, резиновых изделий, линолеума, гербицидов и инсектофунгисндов, в качестве субстрата для выращивания растений мето­ дом гидропоники, как добавка к минеральным удобрениям для уменьшения их слежнваемости.

При проведении геологоразведочных работ оценка вермикулита производится по специально разработанным для разведываемого месторождения кондициям. При разведке Ковдорского месторож­ дения Госпланом РСФСР в 1959 г. были утверждены кондиции, согласно которым выделялись следующие сорта вермикулита: 1 сорт — крупностьне менее 1 мм, объемная масса после обжига не более 200 кг/м3; 2 сорт — крупность не менее 0,5 мм и объемная масса после обжига не менее 400 кг/м3. На вспученный вермику­ лит разработан ГОСТ 12865—67, согласно которому вермикулит в зависимости от размеров зерна делится на следующие фракции:

Согласно ГОСТ, полученный вермикулит должен отвечать тре­ бованиям, приведенным в табл. 39.

* В данной книге, в соответствии с системой СИ, для единства обозначения в г (кг, т) принят термин масса, в г/см3 — плотность.

85