珍珠岩技术性能介绍

　　我国建材行业对膨胀珍珠岩的技术要求(JC 209－92)主要涉及产品的堆积密度，质量含水率、粒度和导热系数，其中最常使用的是堆积密度和导热系数。研制球形闭孔膨胀珍珠岩的技术目标是为了提高强度和降低吸水率，因此在产品的性能设计上，除了行业标准规定的堆积密度、粒度和导热系数外，我们还增加了成球率、闭孔率、漂浮率、吸水率和筒压强度等5个项目，以便全面反映球形产品的技术性能，某些性能，如吸水率和筒压强度是在国内膨胀珍珠岩技术条件中首次采用的术语，国外同类产品中多数也未涉及或用数据对其进行过说明。
　　中的数据分别为国家建材局保温与密封材料质检中心、郑州大学建筑材料测试中心和国家非金属矿资源利用研究中心对送检样品的测试结果。个别项目，如漂浮率是在试验研究中自测的数据。
　　球形闭孔膨胀珍珠岩性能检测结果
　　送检样品编号 堆积密度
　　（kg/m3） 导热系数
　　［w/(m。k)］ 成球率
　　（%） 闭孔率
　　（%） 漂浮率
　　（%） 吸水率
　　（%） 筒压强度
　　（%）
　　706# 90 0.047 90 94 94 84.0 46
　　1201# 120 0.052 85 96 95 53.7 42
　　1304# 160 0.054 85 98 92 48.0 32.5
　　注：(1)粒度均为0.25-0.42mm；(2)筒压强度为1MPa压力下的体积损失率
　　珍珠岩各项性能的具体说明
　　5.1　粒度
　　我院研制的球形闭孔膨胀珍珠岩与国外同类产品均取小于60目尾砂原料加工而成。设计这种粒度的产品，一是为了充分利用尾砂，二是便于电炉膨化和降低能耗。实际上，0.15～1.50 mm粒度的产品均在我们的研究之列。
　　5.2　堆积密度
　　球形产品的堆积密度普遍高于传统多孔产品的堆积密度，这是由于颗粒间的空气间隙减小和颗粒外壳玻化变厚所致。值得注意的是，就真密度而言，在用砂粒度相同的情况下，球形产品反而小于传统产品。如美国的一种球形产品，其用砂粒度为70～120目，堆积密度0.19 g/cm3，真密度为0.52 g/cm3。而同等粒度的多孔产品，堆积密度为0.1 g/cm3，真密度却为1.47 g/cm3。这说明，多孔产品堆积密度小的原因主要是颗粒之间和孔隙中的空气间隙所致，排除这部分空气体积来测试真密度，显然会比颗粒间隙小、孔隙封闭的球形产品大得多。目前，国内一般不用真密度来表示膨胀珍珠岩的密度性能。
　　5.3　导热系数
　　导热系数是反映珍珠岩材料保温性能的一项关键数据。我院研制的球形产品，尽管堆积密度比传统产品略大，但导热系数却在相应标号下的优等品范围之中。这说明，球形产品的玻化外壳和空心结构对于保持和提高材料自身的保温能力是非常有效的。
　　5.4　成球率
　　成球率是材料中基本为球形颗粒的百分数。成球率的大小与颗粒材料的抗碎能力或密度稳定性能密切相关。所谓球形或球状产品，关键在于颗粒的外壳玻化效果，只要颗粒有着连续完整的表面，均可统计为球形颗粒数量。这种球形化的特征和其在材料中的比例构成了球形闭孔膨胀珍珠岩的突出特性。表2显示，本产品的成球率比国外同类产品提高了25个百分点(统计方法是一致的)。
　　5.5　闭孔率
　　闭孔率是材料中封闭孔隙面积占材料总面积的百分数。它是反映球形闭孔膨胀珍珠岩性能的又一项重要数据。该性能与材料的吸水率有着直接的关系，这就是闭孔率越高，吸水率越低。反之，通过吸水率的大小，也能反映出闭孔率的高低。表2中，球形产品与传统多孔产品吸水率的差别相当悬殊，这正是因为前者颗粒表面产生玻化外壳，孔隙封闭所致。
　　5.6　漂浮率
　　漂浮率是一定质量的矿砂膨化后经水中漂浮，再干燥的质量与矿砂质量的百分比，是反映矿砂膨化效果与合格品率的一项性能指标。凡未膨胀、杂质成分或膨胀不好的次品会沉于水底，充分膨胀的合格品均会浮于水面。通过漂浮率测试，可以随时调整膨化温度与矿砂含水量，以达到最佳膨化效果。
　　5.7　吸水率　吸水率是进入颗粒材料内部的水分质量与材料质量之比的百分数。这是反映球形产品性能优势的一项重要数据。进一步地说，颗粒材料的吸水率越低，产品性能越好。传统多孔产品基本为开放孔隙结构，故可在短时间内吸附自身质量4～8倍的水分。在同等测试条件下，本产品的吸水率仅为多孔产品的1/5～1/9。吸水率的测试是将样品浸水一定的时间并在真空抽滤器中除掉表层水后的计算结果。
　　5.8　筒压强度
　　它用一定压力下颗粒材料的体积损失率或压缩率表示。测试中使用的压力为1 MPa，从表2中我们看到，球形产品与传统多孔产品的压缩率是十分悬殊的。该项性能与低吸水性能共同构成球形产品的重要特性。
　　综上所述，球形闭孔产品的优势在于低吸水率，较高的抗压强度和良好的流动性能，其保温性能居于行业标准的优等品范围。通过国内外查新和专家评审，我院研制的球形闭孔膨胀珍珠岩在国内实现了首创，产品性能达到了国际同类产品的先进技术水平。
　　6.珍珠岩的应用
　　新产品在北京中建建筑科学技术研究院中试基地，信阳平桥区中信保温建材厂 信阳珍珠岩等单位进行了多项试用，根据应用报告和市场发展趋势，对球形闭孔膨胀珍珠岩的应用领域和发展前景分析如下：
　　6.1　外墙保温砂浆
　　试用结果表明，以喷浆和抹灰方法进行外墙保温试验，取得了理想的效果。由于球形闭孔产品吸水率低，并具有一定的强度，且灰浆的均质性、流动度好，保温层经过一冬(－10 ℃)一夏(室外15～45 ℃)的初步考验，未发现有龟裂、剥离迹象，层面密实，不掉灰，颜色仍保持洁白。内保温砂浆干混料的密度小于多孔珍珠岩干混料，其试件的抗折、抗压强度均符合JC/T 517－93的技术要求。有关的试验数据将进一步测试。从先期的试用效果看，球形闭孔膨胀珍珠岩作为外墙内、外保温砂浆的应用是具有独特优势和价值的。
　　6.2　装饰板
　　以球形闭孔膨胀珍珠岩为轻骨料，采取通用的胶结料和增强材料制成1200 mm×600 mm，厚8 mm的薄型装饰板，面密度与爱特丽特板相近。端起一角，板不断裂，说明了该板的实际抗折能力较强。经初步核算，生产这种装饰板的成本约为7～9 元/m2。从使用性能和效益角度分析，球形闭孔膨胀珍珠岩用于装饰板或其它板材的减荷材料有着广阔的市场发展前景。
　　6.3　GRC隔墙板面层增强材料
　　该方面的应用试验已取得圆满成果。1000 m2隔墙板采用球形闭孔膨胀珍珠岩为面层材料后，板面的外观质量、密度、强度和硬度性能大大改善，板的断裂载负荷由原来的1300 N提高至2200 N。今后，随着GRC墙板的广泛应用，球形闭孔膨胀珍珠岩的用量也是极为可观的。
　　6.4　保温板(砖)
　　屋面和室内保温板是膨胀珍珠岩的主要应用领域。生产厂家采用球形闭孔膨胀珍珠岩后，原料的压缩比由传统膨胀珍珠岩的2.8∶1减至1.8∶1，板的强度性能仍大大高于传统产品。水中浸泡12 h后，质量无明显变化，这说明板的抗水性能是十分显着的。