天然珍珠岩用作高性能类混凝土掺合料经济社会效益明显

　　天然珍珠岩属流纹岩类，是一种火山喷出的酸性玻璃质熔岩，因广泛具有珍珠裂隙构造而得名。目前工业上利用的是膨胀珍珠岩[1 ] ，是由天然珍珠岩经热处理膨胀而制成的一种轻质高效能保温绝缘材料，主要用于建筑工业作灰泥砂浆、混凝土的集料，也可用于其它方面的填充料或配料组份。因此， 工业上对珍珠岩矿石的质量评价最主要的指标，是其膨胀性能。

　　我国分布有众多的珍珠岩资源，但其膨胀性能大多数较差，因而工业上作为轻质保温绝缘材料的应用价值不大。作者选取江西省金溪县浒湾镇的天然珍珠岩，研究其磨细粉用于高性能混凝土中作掺合料的应用，实验结果表明:珍珠岩磨细粉是高性能混凝土的优质掺合料，它具有较高的火山灰活性，可在高性能混凝土中适量替代高标号水泥，并使混凝土最主要的性能———工作度、后期抗压强度和耐久性有所提高。这为天然珍珠岩(特别是膨胀性较差的珍珠岩) 在工业应用上，开辟了新的领域，同时也为当前日益发展的高性能混凝土提供了一种物美价廉的必备原料组份———掺合料。其经济意义在于掺合料替代部分水泥，降低了混凝土生产成本，并且有着促进“绿色”建材发展的社会效益[2 ] 。

　　1 　珍珠岩特征

 　　产于江西金溪的天然珍珠岩，呈红色，玻璃光泽，断口呈参差状或锯齿状，偶见贝壳状；其密度较小，手感较轻，这与其含气孔有关，气孔多为微孔状或细孔状。珍珠岩以玻璃质结构为主，还有雏晶结构、玻基斑状结构，其中斑晶含量5 %～20 %不等， 基质部分具有流纹构造。岩石为块状构造，产于早白垩( K1) 酸性火山岩地层中。

　　珍珠岩化学成份全分析结果(wt %)： SiO2 ， 6189 ； Al2O3 ， 10151 ； Fe2O3 ， 2148 ； MnO ， 0104 ； Na2O ， 0180 ； K2O ， 8125 ； TiO2 ， 0107 ； CaO ， 0112 ； MgO ，0106 ；P2O5 ，0103 ；H2O ，0131 ；Loss ，0164 。

　　2 　珍珠岩掺合料制作加工

　　珍珠岩加工制成高性能混凝土掺合料的工艺方法较简单，主要有以下二个过程。

　　2.1    珍珠岩破碎研磨成细粉　

　　天然珍珠岩用机械逐级破碎成细粒(粒径< 5mm) 后，进入干式研磨。研磨工艺可采用水泥生料或熟料研磨工艺设备，即筒式球磨机，也可选用振动磨、搅拌磨、雷蒙磨、对辊磨、气流磨或离心磨等。珍珠岩含一定量微细气孔， 有益于研磨成细粉体。无论何种研磨工艺，珍珠岩粉体技术指标均以细度表示，即按水泥细度检测法检验：80μm 方孔水筛余量< 5 % ，相当于45μm 方孔筛余量< 12 % ，还要求颗粒级配连续、合理。

　　2.2     添加、混匀激发剂　

　　珍珠岩混凝土掺合料，由珍珠岩磨细粉添加少量无机化工产品作激发剂(钙型碱和硫酸盐配比混合物) 混合而成。激发剂的功效作用，是进一步促进珍珠岩粉中尽可能多的活性SiO2 参与二次水化反应，以形成更多的C2S2H 凝胶，提高混凝土强度和耐久性。激发剂可在珍珠岩磨成细粉后添加混匀，也可在混凝土配料、搅拌过程中与水泥、珍珠岩粉一起共同加入混匀。

　　3 　珍珠岩掺合料对混凝土性能的影响

　　3.1 　高性能混凝土原材料　

　　水泥：江西水泥厂产万年青牌P.O.525 # R 型水泥；

砂：中粗河砂，μf = 2.61 ；

石：石灰岩碎石，最大粒径25mm ，压碎指标值σ= 714 ；

高效减水剂：湛江外加剂厂产FDN 粉剂；

掺合料：珍珠岩粉掺合料，细度为80μm 方孔水筛筛余量2.2 %。

3.2     高性能混凝土配合比　

按表1 所列，配制强度等级为C50～C80 的高性能混凝土。

3.3 　珍珠岩掺合料对高性能混凝土性能的影响