Главная
страница
Сведения об
авторах
Вспучивание обсидиана — отхода производства щебня и песка из перлитов и литоидной массы — для использования в качестве заполнителя легких бетонов
Сафарян А. М., Саркисян Т. М., Ереванский государственный университет архитектуры и строительства, Ереван, Армения
Увеличение количества обсидиана в бетонах снижает их прочность, поэтому при производстве щебня и песка из перлитов и литоидной пемзы целесообразно сепарировать обсидиан. Образующийся отход производства можно утилизировать в строительной индустрии. Явление вспучивания кислых вулканических пород известно давно. Новизна работы заключается в том, что за счет регулирования температуры и времени вспучивания получают продукт с заранее заданной объемной массой от 200 до 500 кг/м3 — заполнитель, который можно использовать для различных типов легких бетонов: теплоизоляционных, конструкционных, конструкционно-теплоизоляционных.
К обсидианам относят вулканическое стекло, количество воды в котором не превышает 1 %. Окраска серая, дымчатая, черная, коричневая, пятнистая многих оттенков. Обсидианы различных месторождений имеют достаточно близкий химический состав. Содержание окислов колеблется в следующих пределах, мас. %: SiO2 — 70,01–81,42; Al2O3 — 6,60–16,32; Fe2O3 — 0,09–1,90; CaO — следы–2,63; MgO — 0,01–1,30; SO3 — 0–0,41; Na2O + K2O — 2,02–9,81; ППП — 0,14–0,40.
Измельченный обсидиан черного цвета был разделен на фракции 10–20, 5–10, 2,5–5 мм и подвергнут вспучиванию при температурах 1 050, 1 100, 1 150 и 1 200 °C. Время выдержки составляло 3, 5, 10 и 20 мин.
Наиболее низкую объемную массу 200–350 кг/м3 имеет фракция 5–20 мм, вспученная при температурах 1 050–1 150 °C в течение 3–10 мин.
На рис. 1 представлена зависимость коэффициента вспучивания от времени выдержки при различных температурах.
Рис. 1. Зависимость коэффициента вспучивания от времени при температурах 1 050 °С (а), 1 100 °С (б), 1 150 °С (в) для фракций:
1 — 10–20 мм; 2 — 5–10 мм; 3 — 2,5–5 мм
На величину коэффициента вспучивания, а значит, и объемной массы наряду с температурой существенное влияние оказывает продолжительность тепловой обработки. При недостаточной выдержке процесс не завершается, в результате чего наблюдается увеличение объемной массы (снижение коэффициента вспучивания). При чрезмерно длительном вспучивании происходит сплавление частиц, что также сопровождается ростом объемной массы.
На рис. 2 представлена зависимость водопоглощения в течение 2 ч от общей пористости вспученного обсидиана.
Рис. 2. Зависимость водопоглощения в течение 2 ч от общей пористости для фракций:
а — 10–20 мм; б — 5–10 мм; в — 2,5–5 мм
С увеличением общей пористости водопоглощение возрастает. Уменьшение водопоглощения на некоторых участках связано с оплавлением внешней поверхности частиц и образованием закрытой пористости.
На рис. 3 приведена зависимость прочности вспученного обсидиана от общей пористости.
Рис. 3. Зависимость прочности от пористости
С ростом общей пористости прочность вспученного обсидиана уменьшается, однако она достаточна для использования этого материала в качестве легкого заполнителя бетонов.
Таким образом, вспучивание обсидиана, являющегося побочным продуктом производства щебня и песка из перлитов и литоидной пемзы, позволяет утилизировать отходы и получать легкий тепло- и звукоизоляционный материал для строительной индустрии.
Safaryan A. M., Sarkisyan T. M., Yerevan State University of Architecture and Construction, Yerevan, Armenia
The obsidian is expanded at the temperature range of 1 050–1 150 °C. The lowest volume mass of 200–350 kg/m3 (in a piece) is achieved through the thermal treatment of 5 to 20 mm obsidian pieces within 3–10 minutes.
Сафарян Арцруни Мартиросович, д-р техн. наук, доц., Ереванский государственный университет архитектуры и строительства, ул. Теряна, 105, Ереван, 0009, Армения. Тел. (10) 54-14-91, моб. (93) 92-95-01, факс (10) 56-72-54. E-mail
© Независимое
агентство экологической
информации
Последние изменения внесены 21.09.10