بخشی از مقاله
چکیده:
پرلیت یک سنگ آتشفشانی شیشهای با ترکیب ریولیتی است که در حدود 3 تا 5 درصد آب به صورت حبس شده در خود دارد. در اثر حرارت بین 900 تا 1100 درجه سانتیگراد آب حبس شده در آن به صورت بخار در میآید و خروج آب از داخل ذرات نرم شده سنگ پرلیت سبب میشود که حجم آن از 4 تا 20 برابر افزایش یابد. پرلیت منبسط شده به علت داشتن وزن ظاهری خیلی کم 60 - تا 110 کیلوگرم در متر مکعب - و همچنین ضریب حرارتی پایین و خاصیت جذب صدای زیاد، در ساختمان و صنایع دیگر مصرف فراوان دارد.
ذرات پرلیت با سیمان پرتلند و آب ترکیب میشود و بتن سبکی تولید مینماید که می توانآنرا برایدیوارهای پرکنندهو سقف سبک و پوشش اصلی سقف و تولیدات پیش ساخته و نمونههای مختلف عایق استفاده نمود. همانطوری که میدانیم یکی از راههای تهیه بتن سبک، سبک نمودن سنگدانههای بتن با بکار بردن سنگدانههای طبیعی با انواع پرلیت، رومیکولیت و دیاتومهها می باشد که در این میان نقش پرلیت بسیار موثر و حائز اهمیت میباشد. طی بررسی های عملی و علمی ذخایری از پرلیت در ناحیه آذربایجان در 46 کیلومتری شمال شرق میانه ناحیه سفیدخانه کشف شده است.
در این مطالعه سیمان مصرفی تیپ 1 کارخانه سیمان صوفیان و مصالح سنگی مورد استفاده از مصالح موجود در کارگاه ساختمانی تهیه شده از ماسه شوئی انبیاء در محدوده دانهبندی قابل قبول ASTM.C33 و آب مصرفی آب آشامیدنی شهر تبریز میباشد و همچنین طرح اختلاط پرلیت و سایر اجزا برای ساخت بتن براساس طرح اختلاط ACI.211-2/ 98 انجام گردیده است. در این مطالعه بررسی تاثیر پرلیت در میزان کاهش وزن بتن و همچنین افزایش مقاومت آن بررسی گردیده است.
مقدمه :
وزن مخصوص فضایی بتن سبک بستگی به روش ساخت، مقدار و انواع اجزای متشکله آن دارد. تمام بتنهای سبک، وزن مخصوص کم خود را مدیون وجود هوا در ساختمان داخلیشان هستند. بتن سبک، با وزن مخصوص 300 تا 1000 کیلوگرم در متر مکعب را برای سیستمهای عایقبندی و همچنین به عنوان پرکننده و همچنین برای تحمل بارها میتوان مورد استفاده قرار گیرد. بتن سبک به روشهای مختلف ساخته میشود:
-1 با خذف ریز دانه از دانهبندی بتن، بتنی بهدست میآید که در اصطلاح "بتن بدون ریز دانه" نامیده میشود.
-2 با جانشین کردن دانه های سنگی بتن معمولی با مصالح سنگی همانند سنگپا، رس منبسط شده و یا پرلیت و غیره بهدست میآید که در اصطلاح به نام "بتن سبک" نامیده میشود.
-3 با ایجاد حباب هوا درون دوغاب سیمان، که هنگام گرفتن آن، ماده اسفنج مانندی که در اصطلاح به نام "بتن گازی" نامیده میشود. مقاومت بتن سبک به وزن مخصوص آن بستگی دارد، به طوری که هرچه وزن مخصوص زیادتر شود، مقاومت آن افزایش می یابد. البته نحوه به عمل آوردن قطعات بتن ساخته شده، روش ساخت دانهبندی و مقادیر اجزای متشکله آن در این امر موثرند. بتن سبک یا بتن پوک چون وزن فضاییش کم است به عنوان پرکننده و چون فضای خالیش زیاد است به عنوان عایق بهویژه به عنوان عایق گرما مصرف میشود.
پرلیت و مشخصات آن:
پرلیت سنگ آتشفشان شیشهای با ترکیب ریولیتی است که نزدیک به 75 درصد آن اکسید سیلسیم است که در حدود 3 تا 5 درصد آب به صورت حبس شده در خود دارد و در اثر حرارت بین 900 تا 1100 در جه سانتی گراد آب حبس شده در آن به صورت بخار درمیآید و خروج این آب حبس شده از داخل ذرات نرم شده سنگ پرلیت سبب می شود که حجم آن از 4 تا 20 برابر افزایش یابد. پرلیت خام دارای وزن مخصوص 2.2 است و پس از انبساط، حجم آن 10 تا 20 برابر افزایش مییابد و در هر مترمکعب تقریبا وزنی معادل 60 تا 110 کیلوگرم خواهد داشت.
پرلیت به دلیل دارا بودن ضریب حرارتی پایین و خاصیت جذب صدای زیاد، در ساختمان و صنایع دیگر مصرف فراوان دارد. ذرات پرلیت با سیمان پرتلند و آب ترکیب میشود و بتن سبکی تولید مینماید که میتوان آنرا برای دیوارهای پرکننده و سقف سبک و پوشش اصلی سقف و تولیدات پیشساخته و نمونههای مختلف عایق دایم استفاده نمود . علاوه بر مواد ذکر شده بیش از 1500 نوع مصرف در صنعت میتوان برای پرلیت نام برد، از جمله استفاده به عنوان فیلتر افزایتده در کارخانههای نوشابه سازی و آب میوه و روغن نباتی و داروسازی و همچنین در حفر چاه های نفت و موارد دیگر نام برد. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی تاثیر پرلیت در میزان کاهش وزن بتن و همچنین افزایش مقاومت آن می باشد.
بررسیهای علمی و عملی جدی برای اکتشاف ذخایر پرلیت ایران در سال 1375 در منطقه آذربایجان شرقی، بهویژه مناطق خلخال و میانه که دارای پتانسیل لازم از لحاظ سنگهای پرلیت دار بودند آغلز گردید. این بررسیها منجر به کشف ذخایر عظیمی از پرلیت در مناطق شرق جاده میانه -تبریز، ناحیهی سفیدخانه در 46 کیلومتری شمال شرقی میانه و دیگر نقاط در همان حدود شد. از میان ذخایر کشف شده منطقه سفیدخانه به دلیل کیفیت و ذخیره مناسب و موقعیت استخراجی به منظور بررسیهای تفصیلی انتخاب گردید.
معدن پرلیت سفیدخانه ذخیرهای در حدود 5 میلیون تن سنگ معدن دارد و کیفیت این ماده معدنی از نوع سنگ پرلیت و دارای استانداردهای بینالمللی است و می توان با اعمال تکنولوژی لازم برای پختن، آن را برای مصارف گوناگون تهیه نمود و به بازار عرضه کرد. آزمایش نمونهها نشان داده است که ساختار کریستالی آن از تعداد زیادی قطعات بزرگ شیشهای آتشفشانی خاکستری کمرنگ با اندازههایی کمتر از یک سانتیمتر هستند و به آسانی خرد میشوند.
پولکهایی از جنس میکا تا حداکثر 2 میلیمتر در این نمونهها دیده میشود، همچنین مواد رنگی سبکی که نشان دهنده خصوصیات اولیه شیشه است در آن وجود دارد. خواص شیمیایی آن از حدود ریولیت تا آندریت متغیر است و دارای بیش از 70 درصد SiO2 است. ضریب شکنندگی قطعات خرد شده 1/5 است، که این امر بخاطر خواص شیشهای ریولیت با محتویات 72 درصد مواد سیلیکاتی است - زندی . - 1383
تکنیک و روش تولید پرلیت منبسط شده:
ماده خام اولیه پرلیت از معدن آن واقع در آذربایجان استخراج میشود و پس از شکسته، خرد، خشک و دانهبندی شدن آن برای تولید پرلیت منبسط شده به محلهای کوره انبساط حمل میکنند، نخست در کوره اولیه گرم می کنند تا برای انبساط آماده شود. در این گروه مواد اولیه با حرارتی حدود 360 درجه سانتی گراد گرم میشوند.سپس پرلیت گرم شده را برای انبساط در یک کوره قائم که با گازوئیل و یا گاز گرم می شود قرار میدهند، تا 1100 درجه سانتیگراد حرارت ببیند. پس از انبساط، پرلیت سبک شده را با جریان هوا حمل میکنند و پس از آنکه مواد خیلی ریز از هم جدا کردند. پرلیت سرد شده را برای بستهبندی در سیلوی مخصوص انبار میکنند. بازدهی یک کوره با ظرفیت حدود یک تن در ساعت حدود 5 تا 8 متر مکعب پرلیت منبسط شده خواهد بود. لذا ظرفیت در کوره انبساط یاد شده د حدود 16 متر مکعب در ساعت است.
محصولات تولید شده از پرلیت:
محصولاتی را که میتوان از پرلیت منبسط شده برای صنایع ساختمان تولید نمود بهشرح زیر است:
-1 بتن آماده - مخلوط سیمان پرتلند و پرلیت منبسط شده - برای انواع احتیاجات ساختمانی، برای استفاده در ملاتها، تهیه بتنهای پرلیتی، برای روکاری ساختمانها، حمامها و استخرهای سرپوشیده و غیره.
-2 اندود آماده که از مخلوط پرلیت و گچ حاصل میشود و برای جایگزینی کاهگل در ساختمانها که استفاده از آن در ساختمانها به کمک پمپ و یا مالیدن بر روی دیوار اعمال می شود و سرعت کار و صرفهجویی در تعداد کارگر در این روش، قابل قیاس با روشهای سنتی نیست، این ماده از نظر عایقبندی صدا و حرارت نیز بر مصالح سنتی ترجیح داده میشود.
-3 تهیه پرلیت مخلوط با مواد قیری برای پوشش سقفها.
-4 تهیه محصولات پرلیتی برای عایق بندی لولههای آب گرم و سرد. -5 تهیه پرلیت منبسط ظده برای کف اتاقها.
