概述
膨脹頁岩(Expanded Shale)在岩石學上沒有叫膨脹頁岩的岩石。膨脹頁岩是指頁岩經人工加熱膨脹後,製成供結構用的人工輕骨料。在人工輕骨料中,除頁岩外,還包括將煤渣石,粉煤灰(Fly ash;燒煤時,在煙道內沉積的細粒菸灰)和高爐爐渣膨脹而成的產品。
頁岩是堆積岩的一種,是地表上的岩石因風化,水蝕作用破碎後,成為微細的粘土粒,堆積在海底和河底凝固而成,並以地層的形式分布於各處。頁岩外觀呈褐色和暗黑色,小片內有極薄劈理性。
頁岩由地表各類原岩生成,因此化學成分不一致。但加熱後,粘土玻璃化,將內部產生的氣體包藏起來,作用於頁岩內的有機物,硫化物和氧化物,從而產生二氧化碳和三氧化硫等氣體而膨脹,見表1。
燒失量 | |||||||
62.5 54.78 | 19.1 13.92 | 3.7 5.01 | 2.1 7.84 | 1.5 0.96 | 0.6 0.96 | 1.3 1.50 | 9.4 12.90 |
膨脹頁岩在製法上有兩種不同工序;首先將原料岩頁粉碎後,按原樣燒成“非造粒型”,再經粉碎,調合,造粒,製成“造粒型”。在造粒型中,調整原料,能縮小原石的波動度,但在“非造粒型”中原石的波動度會給製品帶來影響,因此必須選擇波動度小的原料。然後將上述原料在迴轉窯里用1200℃左右的溫度燒成,經冷卻窯冷卻後,用振動篩進行篩分,分成20mm~5mm的粗骨料(比重在1.4以下),~2.5mm的細骨料(比重在1.8以下),以及在兩者之間的中間料。
產地
作膨脹頁岩原料的岩石,多年於距今7000萬年前的中生代後期~早第三紀堆積而成的頁岩中,我國各地均有分布。從各地煤田夾層中的產出頁岩和煤渣石,均可作膨脹頁岩原料用。
高爐渣經工藝處理後,可製成具有一定強度的膨脹礦渣珠。高爐爐渣可從各鋼鐵基地和有色金屬基地收集。
主要用途
膨脹頁岩是人工輕骨料的代表,隨著高層建築突飛猛進,代替石渣和砂用,其需要量正在日益增加。膨脹頁岩被不透水的皮膜色覆,內部由許多獨立的氣孔石質組成,吸水性小,是極輕的建築材料。例如使用石渣和砂子的混凝土,每m³為2.4t,用這種人工輕骨料,則為1.6噸, 重量減輕30%以上。膨脹頁岩耐火性和絕熱性好,導熱率為普通混凝土的 以下,因此十分適合作冷庫和溫室用。
用膨脹頁岩製成的建築物,除降低重量外,還可以節約鋼材和簡化基礎工程。此外由於絕熱性好,作火力發電廠和煉鐵廠熱處理車間的混凝土結構十分經濟合算。膨脹頁岩能使土木建築中混凝土結構輕量化,大量套用於搬運和架設方便的輕量預製構配件方面。近年來,膨脹頁岩還廣泛套用於高速公路,高架橋和鋼吊橋的下墊板,高架橋的橋墩以及立體人行橫道的樓梯梁;作預製混凝土用時,可套用於大型建築物的地板和耐火牆方面。膨脹頁岩目前還開拓了許多新用途:如作絕熱混凝土,耐火磚絕熱,重油和汽油地下罐設備的充填乾砂,以及淨水廠的過濾材料等。
質量要求
1.岩質富有油質光澤,有蔥狀剝離性質;
2.原料內含適量帶結晶水的粘土礦物;
3.含低溫熔融所必需的鹼分( , );
4.含適量的氧化鐵和有機物質以及能助長膨脹效果的氣體發生物質;
5.在原料頁岩中,儘可能不含硫黃(S);
6.燒成後無粘結性;
7.原料內無波動度,富有粘性,不粉化。