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膨胀珍珠岩

一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产,包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩,三者只是结晶水含量不同。由于在1000~1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4~30倍,故统称为膨胀珍珠岩。一般要求膨胀倍数>7~10倍(黑曜岩>3倍,可用),二氧化硅70%左右。均为露天开采。不用选矿,只需破碎,筛分即可。 主要用途可用作过滤剂、催化剂、分子筛以及橡胶、化肥、农药的载体。广泛用于建筑、冶金、石油、机械、轻工、水电、铸
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一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产,包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩,三者只是结晶水含量不同。由于在1000~1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4~30倍,故统称为膨胀珍珠岩。一般要求膨胀倍数>7~10倍(黑曜岩>3倍,可用),二氧化硅70%左右。均为露天开采。不用选矿,只需破碎,筛分即可。   主要用途 可用作过滤剂、催化剂、分子筛以及橡胶、化肥、农药的载体。广泛用于建筑、冶金、石油、机械、轻工、水电、铸造、医药、食品、农林园艺等部门。经常温导热系数0.0245~0.048W/(m·K),高温导热系数0.058~0.175W/(m·K),低温导热系数0.028~0.038W/(m·K),最高使用温度800℃。用作高效保温、保冷填充材料。   原理 膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热,瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。其原理为:珍珠岩矿石经破碎形成一定粒度的矿砂,经预热焙烧,急速加热(1000℃以上),矿砂中水分汽化,在软化的含有玻璃质的矿砂内部膨胀,形成多孔结构,体积膨胀10-30倍的非金属矿产品.珍珠岩根据其膨胀工艺技术及用途不同分为三种形态:开放孔(open cell),闭孔(closed cell),中空孔(balloon)。   附件 本标准规定了膨胀珍珠岩的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等。     主题范围 本标准适用于温度在73 ̄1073K(-200 ̄800℃)范围内作为绝热材料及用于制作绝热、吸音、防火等制品,配制建筑砂浆和轻质混凝土的膨胀珍珠岩。其他用途的膨胀珍珠岩也应参照采用。     引用标准 GB 4132绝热材料名词术语 GB 10294绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法 GB 10295绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法 GB 11833绝热材料稳态传热性质的测定圆球法             名词术语 本标准涉及的术语同GB 4132。   分类等级 4.1分类产品按堆积密度分为70.100.150.200.250号五个标号。注:如需其他标号产品由供需双方确定。 4.2等级各标号产品按物理性能分成优等品、一等品和合格品三个等级。 4.3产品标记 4.3.1标记方法:标记顺序为产品名称、标号、体积、标准号。 4.3.2标记示例:每袋体积为0.1m3、标号为100的膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩100-0.1JC209   技术要求 5.1膨胀珍珠岩的堆积密度、质量含水率、粒度和导热系数指标应符合表 1规定。 JC 209-92
标号
堆积密度
质量含水率
粒 度
导热系数
kg/m3
%
%
W/(m·K)(kcal/m·h·℃)
最大值
最大值
5mm筛孔筛余量
0.15mm筛孔通过量
平均温度298±5K温度梯度5-10K/cm
最大值
最大值
最大值
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
70号
70
              
0.047(0.040)
0.049(0.042)
0.051(0.044)
100号
100
              
0.052 (0.045)
0.054(0.046)
0.056(0.048)
150号
150
2
2
2
4
6
0.058(0.050)
0.060(0.052)
0.062(0.053)
200号
200
              
0.064(0.057)
0.066(0.055)
0.068(0.058)
250号
250
              
0.070(0.060)
0.072(0.062)
0.074(0.064
5.2产品的堆积密度均匀性指标应符合表2规定。表2
等级
堆积密度均匀性
一等品
5袋试样中最大堆积密度或最小堆积密度与5袋试样堆积密度平均值之差的绝对值不超过5袋试样平均值的10%。
二等品
5袋试样中最大堆积密度或最小堆积密度与5袋试样堆积密度平均值之差的绝对值不超过5袋试样平均值15%。
合格品
5袋试样堆积密度的平均值符合表1规定
 

试验方法

6.1堆积密度和堆积密度均匀性试验方法
6.1.1设备 a.烘箱和干燥器。 b.天平:精度为0.01g。 c.量筒:圆柱形金属筒(尺寸为内径108mm、高100mm)容积为0.001m3,要求内壁光洁,并具有足够的刚度,量筒应经常进行校核。 d.漏斗:见下图。 6.1.2试验步骤
6.1.2.1将按7.2.2方法取出的试样,在383±5K(110±5℃)下烘干至恒重,随后移至于干燥器中冷却至室温。 6.1.2.2将烘干后的试样注入漏斗,启动活动门,将试样注入量筒。
6.1.2.3用直尺刮平量筒试样表面,刮平时直尺应紧贴量筒上表面边缘。
6.1.2.4称量量筒及试样质量 6.1.2.5试验过程中应保证试样呈松散状态,防止任何程度的振动。
6.1.3结果计算
6.1.3.1堆积密度按式(1)计算: m2-m1ρ=────……………………(1)υ式中:ρ——试样堆积密度,kg/m3;m1——量筒的质量,kg;m2——量筒和试样的质量,kg;υ——量筒的容积,m3。
6.1.3.2试验结果取两次试验结果的算术平均值,保留三位有效数字。
6.1.3.3记录五个试样中的堆积密度最大值、最小值和算术平均值,保留三位有效数字。
6.2质量含水率试验方法。
6.2.1设备 a.烘箱和干燥器。 b.天平:精度为0.001g。
6.2.2试验步骤从7.2.2制备的试样中每袋取出约10g试样,混合后称量,在383±5K(110±5℃)下烘干至恒重,随后移至于干燥器中冷却至室温,称量,直至恒重。
6.2.3结果计算
6.2.3.1质量含水率按式(2)计算: m3-m4 m=─────×100……………………………(2) m4式中:m——试样质量含水率,%; m3——试样干燥前质量,g; m4——试样干燥后质量,g。
6.2.3.2试验结果取三镒试验结果的算术平均值,保留二位有效数字。 6.3粒度试验方法
6.3.1设备 a.烘箱。 b.天平:精度为0.01g。 c.标准筛:筛孔尺寸为5,2.5,1.2,0.6,0.3,0.15mm筛各一个,其中2.5,1.2,0.6,0.3mm筛为辅助筛。 d.搪瓷盘或其他容器。 e.毛刷。
6.3.2试验步骤。
6.3.2.1从7.2.2制备的5袋试样混合,取出约0.001m3试样,在383±5K(110±5℃)温度下烘干至恒重,称量。
6.3.2.2将各层筛按顺序安装好,试样放在筛子内,盖紧盖子,采用机械或手工方法进行筛分。手筛时应使试样在筛网上充分运动(即一手握住筛子略微倾斜,用另一手以每分钟150次左右的频率敲击筛壁,每25次转动60度),筛至筛分终点。 6.3.2.3仲裁时以机械筛分为准。
6.3.2.4称量5mm筛孔筛余量和0.15mm筛孔的通过量,每次称重前均应使试样静止几分钟。
6.3.3结果计算
6.3.3.1 5mm筛孔筛余量按式(3)计算: m6ω1=───×100…… ………………………(3) m5式中:ω1——筛余量,%; m5——试样质量,g; m6——筛余物质量,g;
6.3.3.2 0.15mm筛孔通过量按式(4)计算: m6ω2=───×100……………………………(4) m5式中:ω2——通过量,%; m5——试样质量,g; m6——通过物质量,g;
6.3.3.3试验结果取两次试验结果算术平均值,保留二位有效数字。
6.4导热系统试验方法
6.4.1从7.2.2制备的5袋试样中任取3袋,每袋中取出约0.004m3的试样。
6.4.2按GB10294、GB10295或GB11833规定的方法进行。仲裁时按GB10294方法进行。
6.4.3试验报告中应写明产品推积密度和测试时的装填密度。

         检验规则

7.1检验分类产品检验分出厂检验和型式检验两类
7.1.1出厂检验项目:堆积密度、堆积密度均匀性、质量含水率和粒度。
7.1.2型式检验项目:堆积密度、堆积密度均匀性、质量含水率、粒度和导热系数。有下列情况之一时,应进行型式检验: a.当原材料和生产工艺有变化时。 b.正常生产时每半年进行一次型式检验。 c.经长期停产后,恢复生产时。 d.出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。 e.国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
7.2检验批量和抽样方案
7.2.1检验批量:以100m3为一个检验批量,不足100m3者亦视为一个检验批量。
7.2.2抽样方案:从每检验批量货堆上的不同位置随机抽取5包试样,将每包试样按四分法缩分到0.008m3,放入袋中,分别存放在干燥容器中。
7.3判定规则每检验批量产品均应经过检验,检验结果应全部符合表1规定。若有一项指标不符合表1规定时,允许二次抽样,对全部指标进行复验,以复验结果作为最终判定结果。 8标志、包装、运输与贮存。

            标志

8.1.1产品应有质量合格证、质量等级标志。
8.1.2包装袋上应标有产品名称、注册商标、制造厂名、防水标记?8.1.3产品标记、标号、生产日期可用说明书或标签形式提供。
8.2包装: 8.2.1产品必须采用编织袋、麻袋包装,包装袋容积为0.1m3。有特殊要求可采用其他包装形式。 8.2.2包装袋不允许扎口,必须用针缝。尺可能采用机械缝包。
8.3运输:运输中应防水、离散漏,严禁踩踏。
8.4贮存:产品应按标号、等级在室内堆放,堆放场地应平整、干燥。附加说明:本标准由河南建筑材料研究设计院归口。本标准由河南建筑材料研究设计院负责起草。本标准主要起草人瞿镇华、黄亦农。

          用途

1. 建筑领域:保温隔热、防火涂料、吸音板等
2. 工业领域:管道保温、保冷绝热、过滤材料、炼钢过程的集渣材、橡胶塑料的填充材料等
3. 农园艺领域:无土栽培、土壤改良、农药缓逝剂等

           生产工艺

从矿山开采后的矿石通过机械破碎、振动式筛分加工成具有一定粒度级配的矿砂,膨胀厂根据不同用途进行选购。珍珠岩原料矿砂的含水量一般为4-6%,由于含水量过高,经高温加热后,水分的急速挥发会造成珍珠岩的炸裂。所以,应首先将珍珠岩的无效水含量在膨胀前去除掉,使其保留正常膨胀所需的水分(即有效水分)。经过国内外实验室和生产厂的大量试验总结,膨胀珍珠岩的有效含水量在2.2-2.4%之间时,膨胀后的效果最佳,膨胀倍数最大(即松散密度最低)。因此,膨胀珍珠岩的生产过程应包括预热、膨胀两个关键工序。
⑴ 预热:根据产地、粒度大小的不同,珍珠岩矿砂在250-400℃的温度环境下预热2-8分钟后,预热脱干含水率将达到膨胀要求。
⑵ 膨胀:经预热后的矿砂,经投料装置均匀洒向温度保持在900-1200℃高温的火焰上,矿砂将被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的10-30倍,膨胀后的珍珠岩颗粒呈白色或浅灰色,内部含有蜂窝状结构,松散密度一般为40-80Kg/m3。
⑶ 膨胀后的珍珠岩随着高温气体经旋风分离器进行料器分离后进入集料仓,含有少量微尘的高温气体经袋式除尘装置除尘后排到大气中。条件较差的工厂则不设立专门的除尘装置,而是将高温气体直接排出。
材料缺点
膨胀珍珠岩吸水率高,耐水性差导致保温砂浆在搅拌中体积收缩变形大,产品后期保温性能降低、易开裂,与基层粘结强度低易空鼓等,同时在拌制、运输、停放过程中、膨胀珍珠岩保温砂浆易出现分层、离析、泌水现场,施工性能差,并影响硬化后保温砂浆的技术性能。
材料优点
细数优异性能,可以说数不胜数。不仅仅具有良好的环保性能,有广泛应用的经济和社会价值,施工极其便利、易于维修,撞击性能优于其它任何一种保温材料,抗湿热性能优良,而且还有较好的防火性能。膨胀珍珠岩的以其良好的保温效能,超强的稳定性能很好的被市场接受并发挥其效应,而且应用范围广,具有普遍的实用性,尤其在耐火保温节能方面发挥优异的性能。
其中耐久性与建筑物同寿命,彻底打破了有机物外墙保温材料平均使用寿命25年的界线。由于岩能无机保温材料系统是无机产品,永不老化。而且是无缝界施工,从而对建筑物形成全胶塑包裹保护作用。
在正常使用条件下,如遇干燥、严寒、高温、潮湿、电化腐蚀或昆虫、真菌或藻类生长,以及因锯齿动物的破坏、物体撞击等种种侵袭,都不致造成损害,大大地延长建筑物的使用寿命。其保温材料的使用年限与建筑物同寿命。
主要用途
膨胀珍珠岩是用途极为广泛的一种无机矿物材料,几乎涉及到各个领域。例如:建筑物屋面及墙体上作为保温隔热材料,轻质骨料,农业及园艺的无土栽培、改良土壤,保水保肥等。
①制氧机、冷库、液氧液氮运输中作为填充式保温隔热材料。
②用于酒类、油类、药品、食品、污水等产品过滤。
③用于橡胶、油漆、涂料、塑料、等填充料及扩张剂。
④用于敏化剂。
⑤用于吸附浮油。
⑥用于农业、园艺、改良土壤、保水保肥。
⑦用于与各种粘合剂配合制成各种规格与性能的型材。
⑧更大量的用于工业窑炉与建筑物屋面与墙体的保温隔热上。
注:各种膨胀珍珠岩制成品的应用除膨胀珍珠岩故有的保温性能外,以此为基本,掺加不同的粘结剂,可制成适应不同的需要的成品。
材质 复合材料 产品类别 复合材料
功能 保温隔热 规格 多种
适用范围 建筑 化学
 
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