Заполнители вулканического происхождения
Природные пористые заполнители вулканического происхождения представляют собой изверженные главным образом обломочные породы. В ряде случаев целесообразна перевозка их в
другие районы и даже на большие расстояния, если это оправдано
технико-экономнческим расчетом.
К пористым горным породам, используемым для получения заполнителей, относят пемзы, шлаки, туфы, а также пористые базальты и андезиты.
Пемза. Пемза — пористое стекло, образовавшееся в результате вспучивания и застывания магмы, выброшенной при извержении вулканов. Выход магмы из недр на поверхность сопровождался резким спадом давления. При этом растворенные в
расплаве газы выделялись в виде пузырьков. Одновременное охлаждение привело к увеличению вязкости магмы, и она застыла
в виде пористой породы губчатого или волокнистого строения от
серовато-белого до коричневого цвета. Крупнейшие месторождения
пемзы находятся в Армении. Имеется пемза на Северном Кавказе
и Камчатке.
Пемза встречается преимущественно в виде залежей песка, Щебня и более крупных обломков. Производство пемзовых заполнителей состоит в разработке карьеров, дроблении и сортировке материалов.
В большинстве случаев пемза по химическому составу относиться к кислым породам и состоит в основном из стекла (содержание кристаллических минералов обычно менее 1%).
Размеры пор в пемзе от долей миллиметра до 3 мм, форма пор округлая или вытянутая. Пористость зерен достигает 85%. Насыпная плотность пемзового песка различных месторождений составляет 600... 1100 кг/м3, щебня — 400...900 кг/м3, плотность зерен — 0,5 ... 1,9 г/см3.
Предел прочности пемзы при сжатии составляет 2,5 ... 40 МПа. Пемза имеет ячеистую структуру, и поэтому зависимость прочности от плотности приблизительно выражается уравнением квадратной параболы, т. е. формулой при п=2.
Наименее пористые, более тяжелые и прочные пемзы (их называют литоидными, т. е. камнеподобными) используют для получения легких конструкционных бетонов. В Закавказье из таких высокоэффективных бетонов сооружаются различные конструкции, в том числе перекрытия, мосты, гидротехнические сооружения.
Более легкие разновидности пемзы используют в качестве заполнителей для теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов.
Вулканические шлаки. Месторождения вулканических шлаков имеются в Армении, Грузии, на Камчатке и в других местах.
Вулканические шлаки образовались из жидкой магмы основного состава, выбрасываемой при бурном извержении в воздух. Песок, щебень, также крупные глыбы вулканического шлака (вулканические бомбы) перерабатываются в заполнители частичным дроблением и фракционированием.
Внешне вулканические шлаки похожи на топливные. Они имеют темную окраску от красноватой до черной. Структура крупнопористая, ноздреватая.
Насыпная плотность щебня 400... 850 кг/м3, песка 650... 1300 кг/м3. Вулканические шлаки используют в качестве заполнителей для легких бетонов различного назначения. О 6.1.3. Туфы и туфовые лавы. Вулканические туфы — это мелкопористые породы, образовавшиеся из вулканического пепла с различной степенью уплотнения и спекания, а туфовая лава — это быстро остывшая поризованиая лава, в которую попали вулканические пепел и песок. Наиболее значительные месторождения в Армении.
Туфы и туфовые лавы залегают массивами и используются для производства стеновых камней и крупных блоков. Образующиеся при разработке карьеров камнерезными машинами отходы (более 50% разрабатываемого объема камня) после дробления и сортировки дают щебень с насыпной плотностью 600 ... 800 кг/м3 и песок — 700... 1000 кг/м3, пригодные для легких бетонов.
Туфы имеют зернистую структуру, туфовые лавы — переходную, иногда близкую к ячеистой.
Некоторые виды туфов недостаточно водостойки и морозостойки вследствие слабых связей между зернами в их структуре. Применение таких туфов в качестве заполнителей для бетона не допускается. Однако они могут быть использованы как сырье для получения высококачественного заполнителя.