玻化微珠沉入水底的到底是什么物質？
更新時間：2021-01-26 關注：1531
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，湖北智美堂石膏新技術有限公司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智美堂輕質抹灰石膏專用玻化微珠LA300，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。
圖1 玻化微珠LA300浸水
圖2 取出漂浮玻珠后的沉淀物質
圖3 沉淀烘干后自然堆積體積
圖4 數碼顯微鏡下沉淀顆粒外觀
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=3.1%（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=660kg/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≥1 400kg/m3，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。
圖5 焙燒前沉淀顆粒
圖6 焙燒后沉淀顆粒
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，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，進一步的數據通過化學分析和礦物分析認定。
圖7 信陽伴生瑪瑙石斷面
圖8 信陽伴生瑪瑙石斷面
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，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，是輕質骨料。
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