Свойства


Исследования перлита

Результатами исследований, проведенных ведущими профильными иследовательскими институтами Украины и США, подтверждено, что свойства вспученного перлитового песка, полученного из сырья месторождения Фогош Украины, соответствуют самым высоким стандартам.

Рекомендовано его применение в различных отраслях промышленности: в строительстве, сельском хозяйстве. криогенной технике, металлургии, для производства фильтровального перлитового порошка, применяемого для фильтрации сахарных сиропов, пива, вина, растительного масла, нефтепродуктов и медицинских препаратов.

Исследование показателей вспученного перлитового песка, производимого из перлитового сырья месторождений Украины ( Фогош), Греции ( о.Милос), Армении ( Арагацкое),Турции (Билесик), Грузии (Параванское)

В стройиндустрии и в других отраслях промышленности широко применяется вспученный перлитовый песок, получаемый путем термической обработки природного перлитового сырья вулканического происхождения.

Промышленное использование вспученного перлитового песка предопределяется его эксплуатационными характеристиками, основными из которых являются насыпная плотность, фракция, теплопроводность, прочность, водопоглощение, степень уплотнения. Получение вспученного перлита с требуемыми качественными показателями зависит от свойств используемого перлитового сырья и особенностей технологии его термообработки.

Все существующие разновидности перлитов делятся на две большие группы : первично-гидратированная порода и вторичногидратированная порода или первичные перлиты и вторичные перлиты, которые имеют различные свойства. Основной характеристикой перлитов является содержание в них структурной воды, являющейся главным агентом вспучивания породы. Количество структурной воды в первичных перлитах равняется от 1,5 до 4,5 %. Количество структурной воды во вторичных перлитах равняется от 4,5 до 9,5 % (Фогош).

Данная работа посвящена исследованию показателей вспученного перлитового песка, производимого из перлитового сырья, применяемого в настоящее время на перлитовых предприятиях Украины и Европы — перлитовое сырье месторождений Греции, Турции, Армении, Грузии, относящееся к первичным перлитам, и месторождения Украины, относящееся к вторичным перлитам.

В таблицах 1 и 2 представлены химический состав и физико-технические характеристики образцов перлита вышеуказанных месторождений.

Таблица 1
Химический состав перлитового сырья

Месторождение Химический состав, %
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO SO3 Na2O K2O Н2O
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Фогош (Украина) 72,20 12,30 2,23 0,10 0,88 0,10 0,03 1,84 5,06 5,2-5,5
Греции (о.Милос) 75,24 12,47 1,49 0,14 1,59 0,40 0,03 3,20 2,20 2,50
Билесик (Турция) 73,2 12,45 0,92 0,09 0,55 0,26 3,35 3,90 3,26
Арагац (Армения) 74,15 11,90 0,71 0,10 1,72 0,13 0,27 4,02 4,40 3,52
Параван (Грузия) 73,28 12,93 0,92 0,13 0,68 0,23 0,00 4,18 3,00 3,66
Таблица 2
Физико-технические характеристики перлитового сырья

№ п.п. Наименование месторождения Истинная плотность (без пор), г/см3 Средняя плотность (включая поры), г/см3 Пористость гранул, % Предел прочности при сжатии, МПа
1 Фогош (Украина) 2,38 1,56 34,6 20,0
2,37 1,75 26,2
2 Греция (о.Милос) 2,37 1,70 28,3 17,0
3 Билесик (Турция) 2,37 1,67 29,5 18,0
4 Арагац (Армения) 2,35 1,82 22,6 16,0
5 Параван (Грузия) 2, 36 1,59 32,6 8,4

Для определения показателей качества вспученного перлитового песка полученных из сырья месторождений Украины, Греции, Турции, Грузии, Армении, образцы вспученного перлитового песка были рассеяны на фракции 0,63-1,125 мм; 1,25-2,5 мм; 2,5-5,0 мм, и качественные показатели были определены для каждой узкой фракции вспученного перлита, произведенного из перлита разных месторождений. Были определены следующие основные качественные показатели: насыпная плотность, теплопроводность, коэффициент уплотнения, прочность при сдавливании в цилиндре, водопоглощение по массе и объему, теплопроводность. Методы испытаний соответствуют методам испытаний, действующим в Украине и странах СНГ, и учитывают особенности методов Всемирного института перлит Результаты определений представлены в таблице 3 и на графиках 1-4 (полный оригинал исследования с графиками доступен во вложенном PDF-файле).

Сравнительное иследование.pdf

Таблица 3
Показатели качества вспученного перлитового песка, полученного из сырья различных месторождений

П.п. Наименование пробы Фракция, мм Насыпная плотность, кг/м3 Теплопро- водность, Вт/мК Коэффициент уплотнения Водопоглощение, % Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа
по массе по объему
1 2 3 4 5 6 8 9 10
1. М-е Фогош Украины (γ= 263 кг/м 3) 2,5-5,0 182,0 0,049 1,085 96 17,5 0,42
1,25-2,5 278,4 0,078 1,060 120 33,4 0,58
0,63-1,25 232,0 0,078 1,107 130 30,7 0,38
2. М-е Фогош Украины ( γ=127 кг/м3) 2,5-5,0 158,8 0,046 1,093- 150 23,8 0,36
1,25-2,5 114,8 0,044 1,118 330 37,9 0,21
0,63-1,25 104,0 0,048 1,153 425 44,2 0,15
3 М-е Фогош Украины ( γ = 89,6 кг/м3) 2,5-5,0 71,2 0,042 1,135 240 171 0,175
1,25-2,5 77,6 0,040 1,137 425 33,0 0,15
0,63-1,25 83,0 0,043 1,175 490 40,7 0,12
4 М-е Фогош Украины ( γ =72 кг/м3) 1,25-2,5 67,2 0,038 1,145 450 30,2 0,13
0,63-1,25 71,2 0,042 1,21 530 37,7 0,11
5. М-е Греции (о.Милос) ( γ =82,2 кг/м3) 2,5-5,0 90,0 0,040 1,16 250 22,5 0,13
1,25-2,5 75,0 0,040 1,17 455 34,1 0,10
0,63-1,25 65,0 0,039 1,27 580 37,7 0,08
6. М-е Билесик Турции ( γ =85,3 кг/м3) 2,5-5,0 93,2 0,040 1,13 250 23,3 0,125
1,25-2,5 86,0 0,041 1,15 450 38,7 0,11
0,63-1,25 72,2 0,042 1,22 610 44,0 0,095
7 М-е Арагацкое Армении ( γ =83кг/м3) 2,5-5,0 99,7 0,040 1,13 230 22,9 0,16
1,25-2,5 87,2 0,040 1,15 455 39,7 0,11
0,63-1,25 59,2 0,039 1,21 690 40,8 0,07
8. М-е Параванское Грузии ( γ =47 кг/м3) 1,25-2,5 38,7 0,031 1,23 1051,7 40,7 0,036
0,63-1,25 46,2 0,038 1,22 1061,6 49,0 0,032

γ – насыпная плотность (кг/м3)

Таблица 4
Сравнительный анализ основных характеристик вспученного перлитового песка, произведенного из перлитового сырья различных месторождений (для фракции 0,63-1,25 мм и насыпной плотности 82-89 кг/м3)

Коэффициент уплотнения
Месторождения перлита Греции, Турции, Армении, Грузии

1,21-1,27

Месторождение пепрлита Фогош Украины

1,175

Прочность при сдавливании в цилиндре
Месторождения перлита Греции, Турции, Армении, Грузии 0,07-0,08 МПа
Месторождение пепрлита Фогош Украины 0,12 МПа
Водопоглощение по массе
Месторождения пепрлита Греции, Турции, Армении, Грузии

580-690 %

Месторождение перлита Фогош Украины

490 %

Теплопроводность
Месторождения перлита Греции, Турции, Армении, Грузии 0,039-0,042 Вт/мК
Месторождение перлита Фогош Украины 0,043 Вт/мК

Выводы:

На перлитовых предприятиях Украины для термообработки перлита месторождения Фогош применяется усовершенствованная двухстадийная технология ГП «НИИСМИ», включающая предварительную термоподотовку сырья в специальной печи термоподготовки кипящего слоя и затем вспучивание в шахтной печи. Такая технология, благодаря регулированию количества структурной воды в перлитовой породе в необходимых пределах, позволяет производить вспученный перлитовый песок с требуемой пористой структурой и, как следствие, с требуемыми эксплуатационными характеристиками.

В промышленных условиях из сырья месторождения Фогош может быть произведен гранулированный вспученный перлитовый песок с широким диапазоном свойств:

как легкий вспученный перлитовый песок с насыпной плотностью ме­нее 100 кг/м3в.п.=65-90 кг/м3) с развитой мелкопористой структурой, так и тяжелый (γв.п. = 100-220 кг/м3) вспученный перлитовый песок с преимущественно закрытой пористой структурой.

Полученные в результате испытаний показатели качества вспученного перлита, производимого из перлитового сырья месторождения Фогош (Украина), по сравнению с показателями качества вспученного перлита , производимого из сырья месторождений Греции, Турции, Армении, Грузии, при сопоставимой средней насыпной плотности и фракции характеризуются на 50% большей прочностью вспученных гранул и на 20-30% меньшим водопоглощением, что соответственно понижает степень его уплотнения

Эти преимущества перлита месторождения Фогош (Украина) имеют особенное значение в строительстве, где основными требованиями являются повышенные прочностные характеристики, уменьшенное водопоглощение и минимальное уплотнение, что предопределяет стабильность теплотехнических характеристик.

Зав.сектором перлита Государственного предприятия «Украинский научно-исследовательский институт строительных материалов и изделий «НИИСМИ» Л.В.Алексеева