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| 膨脹珍珠巖保溫材料生產(chǎn)中決定質(zhì)量的三個(gè)要點(diǎn) |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-08-28 09:48:23 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）膨脹珍珠巖是由酸性火山玻璃質(zhì)熔巖（珍珠巖） 在高溫下焙燒而成的非常好的無(wú)機保溫材料，其導熱系數為0.043W/m·K，與聚苯乙烯泡沫接近，且具有很好的防火性能。采用膨脹珍珠巖，可以制備出具有輕質(zhì)、保溫、隔熱性能優(yōu)良的墻體材料。然而， 目前市場(chǎng)上的膨脹珍珠巖質(zhì)量并不理想， 這將影響圍護結構的保溫效果。為此，本文針對目前存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，以助于提高膨脹珍珠巖的質(zhì)量，服務(wù)于建筑節能。
1 膨脹珍珠巖生產(chǎn)原理
珍珠巖是由火山噴發(fā)的富含SiO2的酸性熔巖經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，因其具有珍珠裂隙結構得名， 是研制膨脹珍珠巖制品的主要礦石資源，其成分隨產(chǎn)地不同略有差異，珍珠巖礦包括珍珠巖、松脂巖和黑曜巖。三者區別在于珍珠巖具有因冷凝作用形成的圓弧形裂紋，稱(chēng)珍珠巖結構，含水率4%~6%。
珍珠巖的膨脹過(guò)程是一個(gè)氣泡的形成過(guò)程。膨脹珍珠巖的質(zhì)量取決于結構中的氣泡含量。氣泡越多，保溫性能越好。在這一過(guò)程中，需要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是氣泡的形成；二是氣泡的穩定。顯然，不能形成大量氣泡， 則不能顯著(zhù)地降低珍珠巖的容重，而且保溫效果不好。另一方面，即便形成了大量的氣泡，如果氣泡不穩定，大量的氣泡逃逸，也不能形成保溫性能良好的膨脹珍珠巖。
珍珠巖礦石在加熱到約700℃便開(kāi)始呈現不定型軟化、熔化的玻璃體狀態(tài)。顯然，在固體狀態(tài)下，水氣不能使珍珠巖產(chǎn)生膨脹。只有在軟化甚至部分熔融狀態(tài)時(shí)所形成的水氣才能使其產(chǎn)生膨脹。因此，吸附水和裂隙水對珍珠巖的膨脹沒(méi)有貢獻，對其產(chǎn)生膨脹作用的僅是結晶水和化合水。
珍珠巖的膨脹正是利用珍珠巖礦物中結晶水及化合水重新恢復到水的形態(tài)得以實(shí)現。如果表面水未預熱脫除干凈， 高溫氣氛中水先吸熱，從而降低珍珠巖顆粒被加熱升溫的強度；如果裂隙水未預熱脫除干凈，隨著(zhù)礦砂被升溫，裂隙水被蒸發(fā)氣化、體積大增，因水體積增加形成的力將使珍珠巖顆粒進(jìn)一步被破碎。因此，表面水與裂隙水均不利于實(shí)際生產(chǎn)，必須在中低溫狀態(tài)下脫除。氣泡的形成與穩定反映在高溫狀態(tài)下氣體的壓力與熔融體的粘度之間的平衡。氣體壓力是膨脹的推動(dòng)力，而粘度則反映了膨脹的阻力。氣體壓力小而熔融體粘度大時(shí)難以膨脹。反之，氣體壓力大而熔融體粘度小時(shí)膨脹較容易， 但在這種情況下，氣泡也容易逃逸，穩定性較差。由此可見(jiàn)，掌握好這一平衡是保證膨脹珍珠巖質(zhì)量的關(guān)鍵。
2 存在問(wèn)題分析
膨脹珍珠巖質(zhì)量的差異主要表現為容重的差異。容重大，則保溫效果差。產(chǎn)生這種差異的原因主要有以下幾個(gè)方面：
（1） 溫度控制不好
在膨脹珍珠巖生產(chǎn)過(guò)程中，溫度是一個(gè)至關(guān)重要的工業(yè)參數。它決定著(zhù)熔融體的粘度和氣體的壓力，從而影響膨脹過(guò)程。溫度較低時(shí)，熔融體的粘度較大，而氣體壓力較小，膨脹量不足。這將導致膨脹珍珠巖的容重較大，保溫性能較差。反之，溫度太高，熔融體粘度太小，而氣體壓力太大，所形成的氣體容易逃逸。這也將影響膨脹珍珠巖的質(zhì)量。礦砂加熱升溫過(guò)程越迅速越好。熱氣體溫度越高、氣體與礦砂溫差越大，加熱強度越高。通常加熱至1000～1300℃膨脹效果最好。還應注意爐內溫度均勻。因此，膨脹爐底部加熱區域操作致關(guān)重要。
（2） 焙燒時(shí)間太長(cháng)
珍珠巖的膨脹過(guò)程是氣泡大量形成過(guò)程，焙燒時(shí)間過(guò)長(cháng)，氣泡將有充分的時(shí)間逃逸。為了獲得輕質(zhì)的膨脹珍珠巖，必須在氣泡形成后迅速地將結構固定下來(lái)。因此，膨脹珍珠巖的焙燒應該是一個(gè)俱熱聚冷過(guò)程。否則，膨脹了的珍珠巖也會(huì )因收縮而
增大容重，使保溫效果變差。
（3） 粒徑太大
普通膨脹珍珠巖生產(chǎn)以風(fēng)為載體；預熱后的珍珠巖顆粒進(jìn)入風(fēng)場(chǎng)，與風(fēng)接觸后進(jìn)行熱交換。在爐內，風(fēng)具有兩個(gè)作用：一是攜帶熱量；二是使珍珠巖顆粒處于懸浮狀態(tài)。當操作風(fēng)量一定時(shí)，送入爐膛內的珍珠巖小顆粒容易被風(fēng)帶走， 迅速離開(kāi)加熱區。而較大的顆粒則難以懸浮，落入爐膛底部。只有適當粒度的珍珠巖顆粒才能在爐內處于懸浮狀態(tài)，與熱風(fēng)充分地接觸，進(jìn)行熱交換而產(chǎn)生膨脹。
另外，珍珠巖顆粒粒徑也影響顆粒內部的溫度分布。對于較小的顆粒，熱量能夠迅速傳遞到顆粒內部，使整個(gè)顆粒溫度分布較為均勻。但對于較大的顆粒，熱量傳遞需要一定的時(shí)間。因此，在大顆粒內溫度分布通常是不均勻的。這種溫度分布的不均勻性將給爐內溫度控制帶來(lái)困難。若爐內溫度以顆粒表面溫度控制，顆粒中心則會(huì )因溫度較低而不能充分地膨脹； 若爐內溫度以顆粒中心溫度控制，顆粒表面則會(huì )因溫度過(guò)高而導致較多的氣體，使得表面膨脹不好。由此可見(jiàn)，礦砂的粒度應控制在一個(gè)較窄的分布范圍。通常分布在60～90 目之間達到重力與浮力平衡，而且有利于煅燒，膨脹較好。根據研究，單從膨脹效果而言，通常煤氣發(fā)生爐對原料礦砂的粒度適應范圍比天然氣爐寬，膨脹效果更好。
充分利用珍珠巖資源，制備性能優(yōu)良的膨脹珍珠巖，將在建筑節能方面發(fā)揮巨大作用。然而，如果控制不當，一方面會(huì )造成資源浪費，另一方面也將導致建筑能耗增加。從可持續發(fā)展觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，必須充分發(fā)揮這一資源的作用，更好地為我國的經(jīng)濟建設服務(wù)。因此，應注意上述這些問(wèn)題，嚴格控制溫度、焙燒時(shí)間、粒徑等因素，提高膨脹珍珠巖質(zhì)量。
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