很多輕質抹灰石膏工廠在將玻化微珠浸水時,一般都會在燒杯底部發現有少量沉淀,那么沉入水底的到底是什么物質呢?為了弄清這個問題,智美堂實驗室專門設計了如下兩個實驗進行驗證。
1、玻化微珠浸水
按照團體標準T/CBCAJH 005—2019《抹灰材料用膨脹玻化微珠》附錄B(送審稿),進行浸水實驗。
a)容量筒量取1 000mL,放入燒杯中,加水,如圖1所示;
b)取出表面漂浮的玻珠,反復水洗,將溶液澄清,如圖2所示;
c)取出沉淀顆粒,105℃烘干至恒重。沉淀質量為20.46g,體積為31mL,如圖3所示;
d)數碼顯微鏡下觀察沉淀顆粒狀態,表面有玻璃光澤,形似瑪瑙,內部有空腔,如圖4所示。
3.1%
按照團體標準T/CBCAJH 005—2019附錄B計算,玻珠體積沉底率=31mL/1 000mL=(要求<5%),即96.9%的玻珠漂浮在水面上。玻珠沉淀顆粒松散堆積密度=20.46g/31mL=0.66g/mL=。
1 400kg/m3
根據GB/T 14684—2011《建設用砂》6.5條,天然砂和機制砂的松散堆積密度,要求≥,玻珠沉淀顆粒的堆積密度僅為建設用砂的47%,顯然是一種新型輕質材料,不是砂漿工廠常用的水洗砂類物質。
2、沉淀顆粒焙燒
稱量2.0g烘干后的沉淀顆粒置于瓷坩堝內,馬弗爐中1000℃焙燒2min,冷卻后數碼顯微鏡下對比觀察焙燒前后的狀態,如圖5、6所示。可以看出,焙燒后,玻珠沉淀顆粒沒有發生明顯膨脹,但表面更加明亮、鮮艷,說明沉淀物質不是可膨脹的珍珠巖原礦砂,而是原礦砂中的某種雜質。
3、初步結論
查閱文獻可知,玻化微珠的原料——珍珠巖原礦砂為火山噴發的酸性熔巖急劇冷卻后,形成的珍珠巖、松脂巖、黑曜巖等玻璃質巖石,內含2-6%的結晶水;但珍珠巖形成過程中,往往伴隨著不可膨脹的瑪瑙石的生成。
根據百度百科,“瑪瑙的歷史十分遙遠,大約在一億年以前,地下巖漿由于地殼的變動而大量噴出,熔巖冷卻時,蒸氣和其他氣體形成氣泡。氣泡在巖石凍結時被封起來而形成許多洞孔。很久以后,洞孔浸入含有二氧化硅的溶液凝結成硅膠。含鐵巖石的可熔成份進入硅膠,最后二氧化硅結晶為瑪瑙”。
圖7和圖8為開采信陽珍珠巖原礦時,采掘出來的伴生礦物——瑪瑙的照片,將其斷面形態和光澤與圖4、5、6比較發現,二者十分相似。再綜合玻珠沉淀顆粒松散堆積密度數據,可初步確定玻珠浸水后的沉淀物質為無法膨脹的瑪瑙石。當然,進一步的數據最好通過化學分析和礦物分析認定。
4、沉底物質經濟利用
玻珠浸水后的沉底顆粒為瑪瑙石,是一種輕質二氧化硅類骨料,少量沉淀完全不影響玻珠在輕質抹灰石膏中的應用,但如果數量較大,最好通過風選除去。選出來的輕物質,其強度較高,具有可觀的經濟價值,適合各種輕質砂漿、輕集料混凝土使用,是不可多得的輕質骨料。
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