ТЕРМОФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ВСПУЧИВАНИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ВОДОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ

В основе технологии вспучивания обсидианов, перлитов и других вулканических стекол, содержащих трудноудаляемую связную влагу, лежит совмещение процессов испарения этой влаги и расширения Образовавшихся при этом паров с процессом перехода вещества породы из твердого в пиропластическое состояние» Так как объем паров влаги при 900—950° С в 4000 раз больше объема влаги, из которой они получены, то достаточно, чтобы в перлите содержалось воды всего лишь 0,045% для вспучивания его более чем в 13 раз.
Однако в водосодержащих вулканических стеклах значительно больше содержится связанной влаги (2,2—7,4%). а кроме того, в процессе вспучивания в ряде случаев участвует выделяющийся при диссоциации карбонатов углекислый газ. Следовательно, Кп.п имеет очень низкое значение, и значительный объем паров и газов уходит из породы при ее нагреве, не участвуя во вспучивании. Обсидианы, содержащие до 0,5% воды, можно вспучивать, постепенно нагревая их до температуры 950—1000° С.
В процессе вспучивания вначале преодолевается расширяющимися в порах при нагреве парами влаги предельное напряжение сдвигу стекловидного вещества, находящегося в упругопла-стическом состоянии. После этого выход паров из расширяющихся пор регулируется вязкостью стекловидного вещества, значение которой должно быть несколько больше значения вязкости имеющейся при переходе из упругопластического в жидкотекучее состояние1. При остывании внутри замкнутых пор создается вакуум.
Обозначим температуру, при которой максимально увеличивается объемная масса предварительно частично обезвоженной породы, преодолевается предельное напряжение сдвигу и начинается процесс вспучивания, через ?н.всп, а вязкость .при этой температуре обозначим г|н. всп- Температуру же окончания процесса увеличения закрытой пористости в момент вспучивания обозначим через t0K.BCn и вязкость через т]ок.воп- Интервал температур, в котором наиболее эффективно будет происходить вспучивание, лежит между ^н.всл и ^ок.всш а вязкость находится между
Рассматривая модель вспучиваемого зерна перлита, механизм этого процесса можно представить следующим образом: под действием теплового потока, имеющего температуру

Страницы: 1 2 3



Самое читаемое