信陽(yáng)珍珠巖

我國(guó)建材行業(yè)對(duì)膨脹珍珠巖的技術(shù)要求(JC 209-92)主要涉及產(chǎn)品的堆積密度，質(zhì)量含水率、粒度和導(dǎo)熱系數(shù)，其中最常使用的是堆積密度和導(dǎo)熱系數(shù)。研制球形閉孔膨脹珍珠巖的技術(shù)目標(biāo)是為了提高強(qiáng)度和降低吸水率，因此在產(chǎn)品的性能設(shè)計(jì)上，除了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的堆積密度、粒度和導(dǎo)熱系數(shù)外，我們還增加了成球率、閉孔率、漂浮率、吸水率和筒壓強(qiáng)度等5個(gè)項(xiàng)目，以便全面反映球形產(chǎn)品的技術(shù)性能，某些性能，如吸水率和筒壓強(qiáng)度是在國(guó)內(nèi)膨脹珍珠巖技術(shù)條件中首次采用的術(shù)語(yǔ)，國(guó)外同類產(chǎn)品中多數(shù)也未涉及或用數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行過說明。

表1中的數(shù)據(jù)分別為國(guó)家建材局保溫與密封材料質(zhì)檢中心、鄭州大學(xué)建筑材料測(cè)試中心和國(guó)家非金屬礦資源利用研究中心對(duì)送檢樣品的測(cè)試結(jié)果。以信陽(yáng)珍珠巖代表產(chǎn)品正大閉孔珍珠巖為例。

以下為信陽(yáng)珍珠巖各項(xiàng)性能的具體說明

我院研制的球形閉孔膨脹珍珠巖與國(guó)外同類產(chǎn)品均取小于60目尾砂原料加工而成。設(shè)計(jì)這種粒度的產(chǎn)品，一是為了充分利用尾砂，二是便于電爐膨化和降低能耗。實(shí)際上，0.15~1.50 mm粒度的產(chǎn)品均在我們的研究之列。

球形產(chǎn)品的堆積密度普遍高于傳統(tǒng)多孔產(chǎn)品的堆積密度，這是由于顆粒間的空氣間隙減小和顆粒外殼玻化變厚所致。值得注意的是，就真密度而言，在用砂粒度相同的情況下，球形產(chǎn)品反而小于傳統(tǒng)產(chǎn)品。如美國(guó)的一種球形產(chǎn)品，其用砂粒度為70~120目，堆積密度0.19 g/cm3，真密度為0.52 g/cm3。而同等粒度的多孔產(chǎn)品，堆積密度為0.1 g/cm3，真密度卻為1.47 g/cm3。這說明，多孔產(chǎn)品堆積密度小的原因主要是顆粒之間和孔隙中的空氣間隙所致，排除這部分空氣體積測(cè)試真密度，顯然會(huì)比顆粒間隙小、孔隙封閉的球形產(chǎn)品大得多。

用它配用不同的膠結(jié)劑，可制成各種開頭和性能的珍珠巖制品，具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸音性強(qiáng)、不腐蝕、不燃燒、耐酸堿、無(wú)毒無(wú)味等性能，為高效能和超輕質(zhì)的保溫、隔熱、隔音、裝飾材料，廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、電力、建筑和國(guó)防工業(yè)，還可用于鑄造、改良土壤、制作洗滌劑、模型填充料、油漆起紋劉等。

2008年，狠抓資源管理不放松，繼續(xù)構(gòu)建礦業(yè)新秩序。按照"集約化，可持續(xù)"的要求，落實(shí)計(jì)劃開采，完 成"一礦一廠"，推進(jìn)資源就地加工增值。其中信陽(yáng)市正大新材料有限公司為最大的珍珠巖加工企業(yè)，已建成55000平方米。正大新材料全資擁有信陽(yáng)上棗珍珠巖礦場(chǎng)，擁有中國(guó)最大的珍珠巖生產(chǎn)基地，但已經(jīng)改變了珍珠巖粗加工的模式，擁有?；⒅樯a(chǎn)線2條,膨脹珍珠巖生產(chǎn)線1條，深冷保溫珠光砂生產(chǎn)線1條，助濾劑生產(chǎn)線3條，除渣劑生產(chǎn)線1條，珍珠巖保溫板生產(chǎn)設(shè)備多功能彩色液壓制磚機(jī)2套，深化珍珠巖產(chǎn)業(yè)鏈，成為信陽(yáng)珍珠巖克服珍珠巖運(yùn)費(fèi)劣勢(shì)的突破口。

珍珠巖以其顯著的性能優(yōu)勢(shì)、高技術(shù)含量和無(wú)環(huán)境污染生產(chǎn)方式引起了建筑界和保溫材料行業(yè)的普遍關(guān)注，其用途將會(huì)不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。關(guān)于能耗和生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益分析，將在生產(chǎn)工藝和電膨化爐的續(xù)篇中加以闡述。

試用結(jié)果表明，以噴漿和抹灰方法進(jìn)行外墻保溫試驗(yàn)，取得了理想的效果。由于球形閉孔產(chǎn)品吸水率低，并具有一定的強(qiáng)度，且灰漿的均質(zhì)性、流動(dòng)度好，保溫層經(jīng)過一冬(-10 ℃)一夏(室外15~45 ℃)的初步考驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)有龜裂、剝離跡象，層面密實(shí)，不掉灰，顏色仍保持潔白。內(nèi)保溫砂漿干混料的密度小于多孔珍珠巖干混料，其試件的抗折、抗壓強(qiáng)度均符合JC/T 517-93的技術(shù)要求。有關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)將進(jìn)一步測(cè)試。從先期的試用效果看，球形閉孔膨脹珍珠巖作為外墻內(nèi)、外保溫砂漿的應(yīng)用是具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和價(jià)值的。

以球形閉孔膨脹珍珠巖為輕骨料，采取通用的膠結(jié)料和增強(qiáng)材料制成1200 mm×600 mm，厚8 mm的薄型裝飾板，面密度與愛特麗特板相近。端起一角，板不斷裂，說明了該板的實(shí)際抗折能力較強(qiáng)。經(jīng)初步核算，生產(chǎn)這種裝飾板的成本約為7~9 元/m2。從使用性能和效益角度分析，球形閉孔膨脹珍珠巖用于裝飾板或其它板材的減荷材料有著廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。

GRC隔墻板面層增強(qiáng)材料

該方面的應(yīng)用試驗(yàn)已取得圓滿成果。1000 m2隔墻板采用球形閉孔膨脹珍珠巖為面層材料后，板面的外觀質(zhì)量、密度、強(qiáng)度和硬度性能大大改善，板的斷裂載負(fù)荷由以前的1300 N提高至2200 N。今后，隨著GRC墻板的廣泛應(yīng)用，球形閉孔膨脹珍珠巖的用量也是極為可觀的。

保溫板(磚)

屋面和室內(nèi)保溫板是膨脹珍珠巖的主要應(yīng)用領(lǐng)域。生產(chǎn)廠家采用球形閉孔膨脹珍珠巖后，原料的壓縮比由傳統(tǒng)膨脹珍珠巖的2.8∶1減至1.8∶1，板的強(qiáng)度性能仍大大高于傳統(tǒng)產(chǎn)品。水中浸泡12 h后，質(zhì)量無(wú)明顯變化，這說明板的抗水性能是十分顯著的。

信陽(yáng)上天梯非金屬礦為多種非金屬礦，集珍珠巖、膨潤(rùn)土、沸石、凝灰?guī)r為一體，儲(chǔ)量達(dá)7.3億噸。特別是珍珠巖品位之高，儲(chǔ)量之大，居亞洲首位，還有石墨、天然堿、玉石、霞石正長(zhǎng)巖、含鉀巖石、礦泉水等都具有巨大的優(yōu)勢(shì)。

一是觀念轉(zhuǎn)變問題，似乎一講到礦產(chǎn)資源就是金屬和能源，而對(duì)分布廣泛的非金屬礦產(chǎn)缺乏重視。地質(zhì)勘查程度低，資金和技術(shù)投入少。二是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，缺乏帶動(dòng)力強(qiáng)的龍頭企業(yè)和名牌產(chǎn)品。面對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化和加入WTO的形勢(shì)極不適應(yīng)。一是多渠道加大勘查投入，尋找新的接替資源，特別要注意加大現(xiàn)有礦區(qū)周圍及深部的探礦，為這些礦山企業(yè)提供后備資源基地。二是加快礦業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展煤變電、煤變氣、煤化工、油化工、鹽化工、堿化工及金、銀、銅、鋁的深加工。三是利用省外、國(guó)外資源。與此同時(shí)，特別要重視非金

屬礦產(chǎn)資源的勘查和開發(fā)利用。

信陽(yáng)市政府高度重視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為上天梯工業(yè)園打造了方便的交通路橋，2007年，路橋工程竣工通車，上天梯特色工業(yè)園距京珠高速3公里、312國(guó)道2公里、107國(guó)道16公里、京廣鐵路5公里;6家深加工企業(yè)同時(shí)建成投產(chǎn);資源管理走出了新路，得到了副省長(zhǎng)張大衛(wèi)的批示肯定;生態(tài)工業(yè)園區(qū)初具規(guī)模，已有16家企業(yè)入駐，總投資12億元，各項(xiàng)事業(yè)全面發(fā)展，社會(huì)大局和諧穩(wěn)定。全區(qū)生產(chǎn)總值完成7.88億元，同比增長(zhǎng)61.5%;城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資完成2.2億元，同比增長(zhǎng)275%;農(nóng)民人均純收入達(dá)到5270元，同比增長(zhǎng)15.5%;城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達(dá)到13800元，同比增長(zhǎng)15%。

導(dǎo)熱系數(shù)是反映珍珠巖材料保溫性能的一項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)。我院研制的球形產(chǎn)品，盡管堆積密度比傳統(tǒng)產(chǎn)品略大，但導(dǎo)熱系數(shù)卻在相應(yīng)標(biāo)號(hào)下的優(yōu)等品范圍之中。這說明，球形產(chǎn)品的玻化外殼和空心結(jié)構(gòu)對(duì)于保持和提高材料自身的保溫能力是非常有效的。

成球率是材料中基本為球形顆粒的百分?jǐn)?shù)。成球率的大小與顆粒材料的抗碎能力或密度穩(wěn)定性能密切相關(guān)。所謂球形或球狀產(chǎn)品，關(guān)鍵在于顆粒的外殼玻化效果，只要顆粒有著連續(xù)完整的表面，均可統(tǒng)計(jì)為球形顆粒數(shù)量。這種球形化的特征和其在材料中的比例構(gòu)成了球形閉孔膨脹珍珠巖的突出特性。表2顯示，本產(chǎn)品的成球率比國(guó)外同類產(chǎn)品提高了25個(gè)百分點(diǎn)(統(tǒng)計(jì)方法是一致的)。

閉孔率是材料中封閉孔隙面積占材料總面積的百分?jǐn)?shù)。它是反映球形閉孔膨脹珍珠巖性能的又一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)。該性能與材料的吸水率有著直接的關(guān)系，這就是閉孔率越高，吸水率越低。反之，通過吸水率的大小，也能反映出閉孔率的高低。表2中，球形產(chǎn)品與傳統(tǒng)多孔產(chǎn)品吸水率的差別相當(dāng)懸殊，這正是因?yàn)榍罢哳w粒表面產(chǎn)生玻化外殼，孔隙封閉所致。

漂浮率是一定質(zhì)量的礦砂膨化后經(jīng)水中漂浮，再干燥的質(zhì)量與礦砂質(zhì)量的百分比，是反映礦砂膨化效果與合格品率的一項(xiàng)性能指標(biāo)。凡未膨脹、雜質(zhì)成分或膨脹不好的次品會(huì)沉于水底，充分膨脹的合格品均會(huì)浮于水面。通過漂浮率測(cè)試，可以隨時(shí)調(diào)整膨化溫度與礦砂含水量，以達(dá)到最佳膨化效果。吸水率

吸水率是進(jìn)入顆粒材料內(nèi)部的水分質(zhì)量與材料質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)。這是反映球形產(chǎn)品性能優(yōu)勢(shì)的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地說，顆粒材料的吸水率越低，產(chǎn)品性能越好。傳統(tǒng)多孔產(chǎn)品基本為開放孔隙結(jié)構(gòu)，故可在短時(shí)間內(nèi)吸附自身質(zhì)量4~8倍的水分。在同等測(cè)試條件下，本產(chǎn)品的吸水率僅為多孔產(chǎn)品的1/5~1/9。吸水率的測(cè)試是將樣品浸水一定的時(shí)間并在真空抽濾器中除掉表層水后的計(jì)算結(jié)果。

它用一定壓力下顆粒材料的體積損失率或壓縮率表示。測(cè)試中使用的壓力為1 MPa，從表2中我們看到，球形產(chǎn)品與傳統(tǒng)多孔產(chǎn)品的壓縮率是十分懸殊的。該項(xiàng)性能與低吸水性能共同構(gòu)成球形產(chǎn)品的重要特性。

綜上所述，球形閉孔產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于低吸水率，較高的抗壓強(qiáng)度和良好的流動(dòng)性能，其保溫性能居于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品范圍。通過國(guó)內(nèi)外查新和專家評(píng)審，我院研制的球形閉孔膨脹珍珠巖在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了首創(chuàng)，產(chǎn)品性能達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)水平。