玻化微珠沉入水底的到底是什么物質(zhì)？
更新時間：2021-01-26 關(guān)注：1490
很多輕質(zhì)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(fā)現(xiàn)有少量沉淀，那么沉入水底的到底是什么物質(zhì)呢？為了弄清這個問題，湖北智美堂石膏新技術(shù)有限公司實驗室專門設(shè)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(zhì)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(zhì)量為20.46g，體積為31mL，如圖3所示；
d）數(shù)碼顯微鏡下觀察沉淀顆粒狀態(tài)，表面有玻璃光澤，形似瑪瑙，內(nèi)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(zhì)
圖3 沉淀烘干后自然堆積體積
圖4 數(shù)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(jù)GB/T 14684—2011《建設(shè)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(shè)用砂的47%，顯然是一種新型輕質(zhì)材料，不是砂漿工廠常用的水洗砂類物質(zhì)。
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(nèi)，馬弗爐中1000℃焙燒2min，冷卻后數(shù)碼顯微鏡下對比觀察焙燒前后的狀態(tài)，如圖5、6所示。可以看出，焙燒后，玻珠沉淀顆粒沒有發(fā)生明顯膨脹，但表面更加明亮、鮮艷，說明沉淀物質(zhì)不是可膨脹的珍珠巖原礦砂，而是原礦砂中的某種雜質(zhì)。
圖5 焙燒前沉淀顆粒
圖6 焙燒后沉淀顆粒
3 初步結(jié)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(fā)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(zhì)巖石，內(nèi)含2-6%的結(jié)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(jù)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(jié)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(jié)成硅膠。含鐵巖石的可熔成份進入硅膠，二氧化硅結(jié)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(tài)和光澤與圖4、5、6比較發(fā)現(xiàn)，二者十分相似。再綜合玻珠沉淀顆粒松散堆積密度數(shù)據(jù)，可初步確定玻珠浸水后的沉淀物質(zhì)為無法膨脹的瑪瑙石。當然，進一步的數(shù)據(jù)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(zhì)經(jīng)濟利用
玻珠浸水后的沉底顆粒為瑪瑙石，是一種輕質(zhì)二氧化硅類骨料，少量沉淀完全不影響玻珠在輕質(zhì)抹灰石膏中的應用，但如果數(shù)量較大，通過風選除去。選出來的輕物質(zhì)，其強度較高，具有可觀的經(jīng)濟價值，適合各種輕質(zhì)砂漿、輕集料混凝土使用，是輕質(zhì)骨料。
