166309. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tufa, főként pumicit duzzasztására
166309 4 nrjk —ellentétben az előbb említett bázikus salakokkal — igen nagy, a salakokénál 5— 10-szer nagyobb is lehet. E bázikus salakokat porózus könnyűbeton adalék előállítására használják fel oly módon, hogy a tűzfolyós salakolvadékhoz vizet adnak (C.A. 75 143.660. Z sz. 5 referátum). A salakolvadék nagy hőtartalma a vizet gőzzé alakítja, amelynek hatására habosított salak keletkezik. Ennek térfogatsúlya mintegy 6-szorosa, hő vezetési tényezője mintegy 10-szerese a duzzasztott vulkanikus üvegek megfelelő adatainak. A bázikus salakok 10 esetében tehát nem duzzasztásról, hanem habosításról van szó. Találmányunk célja a természetes perlit és az abból előállítható duzzasztott perlit helyettesítése olyan — a 15 perlittől lényegesen eltérő — vulkanikus eredetű kőzetek felkutatása révén, amelyek a perlit hátrányos tulajdonságaival nem rendelkeznek és ennek megfelelően igen nagy mennyiségben és homogén minőségű anyagot tartalmazó előfordulásokban találhatók, kedvező ter- 20 mészetes szemcseszerkezeti összetételűek, a duzzasztható anyag egyszerűen állítható elő, az őrlés teljesen vagy részben kiküszöbölhető, kisebb az aprózódási hajlamuk és ezért nagyobb szemcseszerkezetű végtermék nagyobb hányadú kihozatala érhető el, végül a perlit- 25 nél lényegesen olcsóbbak. Kutatásunk eredményeként felismertük, hogy a fenti követelményeknek igen jól megfelelnek egyes horzsakövek, horzsakő tufák és különösen egyes genetikailag 30 és vulkanológiailag jól definiálható teleptani helyen (pl. a Tokaj-hegységben) előforduló természetes pumicit kőzetek. A laza, morzsalékony, egyszerűen kotróval, vagy kanalas exkavátorral közvetlenül kitermelhető pumicit- 35 kőzet már természetes állapotban 30—50 t%-ban tartalmazza a 0,3—3,0 mm-es szemcseméretű részeket, amelyek egyszerű száraz szitálással kiválaszthatók. Kísérleteinket ilyen szitálással nyert frakciókkal végeztük. A duzzasztott termék berázott halmazsűrűsége, mint a víztartalom és a hőmérséklet függvénye A duzzasztási kísérletek során megállapítottuk, hogy a pumicit az eredeti 6—7 % között víztartalmű állapot ban a perlitnél alkalmazott hőkezeléssel nem duzzasztható, illetve a duzzadás mértékszáma olyan csekély, hogy ipari hasznosításra alkalmas kis litersúlyú termék nem állítható elő. Ezen viselkedés úgy értelmezhető, hogy a viszonylag nagymennyiségű oldott (kötött) víz a gyors hőkezelés során a kőzetet fellazítja, durva pórusrendszer alakul ki. Emiatt a piroplasztikus állapotban is még meglevő ún. hatásos víz gőz alakjában, duzzasztó hatás nélkül megszökik. A horzsakövek, horzsakőtufák és pumicitek dehidratációs kísérletei során rájöttünk azonban arra, hogy a kőzetre specifikus dehidratációs folyamattal, meghatározott hőmérsékletű és időtartamú hőkezeléssel el lehet jutni olyan hidrát-állapotig, amely a duzzasztást lehetővé teszi. A hőkezelést követő duzzasztás igen jó minőségű duzzasztott terméket eredményez. Vizsgálataink során ugyanis mintákat készítettünk és meghatároztuk ezek duzzadó képességét 1000, 1100, 1200 C°-on (dr. Tóth Kálmán eljárása szerint, Építőanyag, 1972. 7. sz., Tonindustrie Zeitung 1972. 6. sz.) A vizsgálatok eredményeit az alábbi táblázatos összeállítás szemlélteti: 40 45 50 55 60 65 Víztartalom, Duzzasztást hőmérséklet, C° % 1000 1100 1200 6,7 680 g/l 520 g/l, 400 g/l 5,2 490 g/l 430 g/l 330 g/l 3,7 250 g/l 210 g/l 190 g/l 2,0 140 g/l 70 g/l 100 g/l Megállapítható, hogy a legjobb duzzasztási eredmények kb. 2% maradék víztartalomig dehidratált anyaggal érhetők el, 1000—1200 C° közötti hőmérsékleten, 10—30 s közötti hőkezelési időtartammal. A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy a felszíni fejtésből kitermelt nyersanyag 0,3—3 mm szemcseméretű frakciójának kiválasztására a nyersanyagot szárazon szitáljuk, az így nyert frakciót legalább 1 órán át, 270—400 C° hőmérsékleten hőkezeljük. A hőkezelés tényleges időtartamát és hőmérsékletét úgy választjuk meg, hogy a maradék víztartalom 1—4 t°/0 , előnyösen 1,5—3 t% legyen, végül az így dehidratált nyersanyagot álló- vagy forgó csőkemencében 800—1300 C°-on duzzadásig hőkezeljük. A találmány szerinti eljárás egy példaképpeni foganatosítási módját pumicit nyersanyagra vonatkozóan a következőkben ismertetjük. Az 1. ábra a dehidratációs tömegveszteség százalékos értékének időbeli változását különböző hőmérsékletű hőkezelés során, a 2. ábra az elméleti duzzadási mértékszám változását a maradék víztartalom függvényében ábrázolja. A nyersanyag vegyi összetétele: % Izzítási veszteség (H2 0) 6,63 SÍO2 72,57 A12 0 3 11,90 Fe2 O s 0,79 FeO 0,39 TiOa 0,10 MnO 0,13 CaO 1,08 MgO 0,32 Na2 0 1,21 K2 0 4,84 so3 0,10 Az elemzési adatok 105 C°-on egyensúlyi állapotig szárított anyagra vonatkoznak. Anyagszerkezet: Minerológiai állapota röntgenamorf. A természetes kőzet szemcseszerkezete : "/o d < 0,5 mm 54,4 0,5 - 3,0 mm 24,6 3,0- 5,0 mm 5,1 5,0- 7,0 mm 4,4 7,0 -10,0 mm 3,4 10,0 - 15,0 mm 2,5 15,0<d 5,6 2
