CC BY
79
Влияния свойств перлитовой породы различных месторождений армении на характеристики вспученного перлита
Меликсетян Г А.
Пусть mpla| и / ^ — видимый блеск и интенсивность излучения эталонного объекта наблюдений, а тоЫ и 1дЬ5 — видимый блеск и интенсивность излучения, приходящего от исследуемого объекта (кометы). Тогда справедливо следующее соотношение между параметрами (формула Погсона):
I
obs
I
= 10
~0A(mobs -mpat )
(9)
pat
В качестве эталонного объекта мы используем Солнце, находящееся на гелиоцентрическом расстоянии а., блеск которого есть m (m[red]=-27.22,
O’ Г sun v sun ’
m[V?=-26.74), а интенсивность — f . Следовательно,
sun sun
выражение (9) можно представить в виде:
* nhs ^ -0.4(т -т )
‘22b =1Q v obs sun;
fs
(10)
Так как площадь геометрического сечения ядра есть 0=жЯ2н, то с учетом (8) и (10) выражение для радиуса ядра представляется в виде:
Rn rN
A
V a о у
10
-0A(mobs -
m) sun
(ll)
AGj (a)
В сравнительном анализе значений блеска ядра кометы в разные моменты времени удобно использовать его гелиоцентрический блеск ты, связанный с видимым блеском тоЫ соотношением вида:
obs
- 5lg
a
(l2)
В итоге аналитическое выражение для радиуса кометного ядра с учетом (11) и (12) представляется в виде:
Rn a0'
10
-0.4(m i-m )
v hel sun}
(13)
Ar.
Таким образом, для определения радиуса ядра кометы необходимо знать два параметра — гелиоцентрический блеск и геометрическое альбедо ядра.
Список использованных источников
1. Снеткова Ю. А. Новые оценки радиуса, массовой плотности и массы ядер 10 короткопериодических комет // Всероссийский журнал научных публикаций, март 2011. С.5-6.
Информация об авторе
• Снеткова Ю. А. // инженер-конструктор ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара.
Процесс получения вспученного перлита происходит благодаря наличию двух типов воды в перлитовой породе. в настоящее время большинство исследователей склоняются к тому, что вода в перлитах находится главным образом в виде молекулярной воды и виде ОН-групп. Кроме молекулярной воды , представленной ассоциированными молекулами, заполняющими полости и каналы, на поверхности перлита располагаются гидроксильные группы, связанные с каркасом водородной связью [1-4]. На термограммах перлитов наблюдается два пика удаления воды — 350-500 и 900-1000оС. Т.е. в перлитах имеется, соответственно, низкотемпературная (вторичная вода) и высокотемпературная (первичная или магматическая вода). Основная роль во вспучивании перлитов отводиться магматической воде, которая вошла в состав перлитов в процессе их образования. Низкотемпературная же вода играет роль плавня и снижает температуру вспучивания перлитового сырья.
Ранее проведенные исследования [5] показали, что, при изучении перлитов различных месторождений Армении, получены идентичные результаты: коррелируе-мость основных физико-механических свойств породы, таких как прочность , пористость, водопоглощение с ее плотностью.
В случае классификации породы по плотности и крупности наблюдается связь между количеством вспучивающей воды и указанными показателями [6]. Классификация перлитовой породы по плотности и крупности дает возможность получения однородного сырья с гарантированным набором свойств и обеспечения потребителя качественным сырьем для производства вспученного перлита с улучшенными и стабильными характеристиками.
Цель исследований заключалась: во-первых, в получении вспученного перлита с улучшенными свойствами, использование которого в перлитовых изделиях повысит показатели их эксплуатационных и функциональных характеристик; во-вторых, во взаимоувязке свойств сырья и продукта для более рационального и эффективного их применения, а также в установлении сравнительной оценки технологических свойств перлитов различных месторождений Армении.
Постановка задачи
Исходя из поставленных целей и результатов анализа существующих данных решено узкофракционированное перлитовое сырье, согласно ГОСТ 25226-96, полученное путем дробления, измельчения и просева пемзовидных, пористых, слабопористых и плотных разновидностей, характеризующее Арагацкое, Джраберское, Арегское и Чаренцаванское месторождения перлитов вспучить в лабораторной шахтной печи, имитирующей производственные условия. Процесс вспучивания проводился при температуре 950оС. Насыпные плотности вспученного перлита приведены в табл. 1—4. Рассчитаны также коэффициенты вспучивания и определены модули крупности полученных песков.
б
Как видно из представленных данных для Джра-берского, Арегского и Чаренцаванского месторождений перлитов наблюдается такая же зависимость свойств вспученного перлита от плотности и крупности вспучиваемого сырья, какая и для перлитов Арагацкого месторождения. С нарастанием плотности породы и увеличением размера вспучиваемых фракций насыпная плотность вспученного перлита увеличивается. Однако, наблюдается также некоторая разница между указанными показателями вспученных перлитов разных месторождений, что зависит от географического расположения месторождений и условий их образования [7].
Подсчитаны также модули крупности вспученных заполнителей для Арагацкого, Джраберского и Ча-ренцаванского месторождений. Ниже в табл. 5-7 и на рис. 1,2,3 приводятся зависимости модулей крупности вспученного перлита от свойств сырья, полученные путем математической обработки экспериментальных данных. Естественно, что с увеличением размера фракций и возрастанием плотности породы модуль крупности вспученного перлита увеличивается.
Таблица 1. Характеристики перлита, вспученного из перлитового сырья Арагацкого месторождения однородного по плотностии крупности
Плотность породы, кг/м3 Размер фракций сырья, мм Насыпная плотность, кг/м3 Коэффициент вспучивания
сырья вспученного перлита
1 2 3 4 5
660 0,14-0,31 723 22 32,4
0,31-0,63 595 34 17,5
0,63-1,25 533 48 11,1
1,25-2,50 525 59 8,9
1009 0,14-0,31 738 23 32,1
0,31-0,63 601 33 18,2
0,63-1,25 576 48 12,0
1,25-2,50 546 60 9,1
1380 0,14-0,31 782 25 31,3
0,31-0,63 760 40 19,0
0,63-1,25 714 51 14,2
1,25-2,50 722 65 11,1
1715 0,14-0,31 843 22 38,3
0,31-0,63 795 50 15.9
0,63-1,25 768 64 12,0
1,25-2,50 780 75 10,4
1950 0,14-0,31 936 23 40,7
0,31-0,63 920 35 26,3
0,63-1,25 878 61 14,4
1,25-2,50 898 68 13,2
>2000 0,14-0,31 947 37 25,6
0,31-0,63 943 53 17,8
0.63-1.25 937 86 10,9
1.25-2.50 966 92 10,5
Таблица 2. Характеристики перлита, вспученного из перлитового сырья Джраберского месторождения однородного по плотности и крупности
Плотность породы,кг/м3 Размер фракций сырья, мм Насыпная плотность, кг/м3 Коэффициент вспучивания
сырья вспученного перлита
1 2 3 4 5
1264 0,14-0,31 699 68 10,3
0,31-0,63 669 100 6,7
0,63-1,25 685 98 6,9
1,25-2,50 736 72 10,2
Плотность породы,кг/м3 Размер фракций сырья, мм Насыпная плотность, кг/м3 Коэффициент вспучивания
сырья вспученного перлита
1 2 3 4 5
1337 0,14-0,31 643 66 9,7
0,31-0,63 594 69 8,6
0,63-1,25 637 83 7,7
1,25-2,50 668 72 9,3
1386 0,14-0,31 680 60 11,3
0,31-0,63 666 80 8,3
0,63-1,25 700 70 10,0
1,25-2,50 761 55 13,8
1465 1,25-2,50 720 78 9,2
0,63-1,25 757 67 11,3
0,31-0,63 734 50 14,9
0,14-0,30 760 47 16,2
1572 0,14-0,31 717 78 9,2
0,30-0,63 690 67 10,3
0,63-1,25 692 50 13,8
1,25-2,50 782 47 16,6
1658 0,14-0,31 778 94 8,3
0,31-0,63 711 85 8,4
0,63-1,25 743 77 9,6
1,25-2,50 754 68 11,1
1764 0,14-0,31 766 83 9,2
0,31-0,63 745 92 8,1
0,63-1,25 752 85 8,8
1,25-2,50 777 72 10,8
1900 0,14-0,31 932 78 11,9
0,31-0,63 949 76 12,5
0,63-1,25 951 87 10,9
1,25-2,50 960 92 10,4
Таблица 3. Характеристики перлита, вспученного из перлитового сырья Арегского месторождения однородного по плотности и крупности
Плотность перлитовой породы,кг/ м3 Размер фракций, мм Насыпная плотность, кг/м3 Коэф- фициент вспучивания
сырья вспученного перлита
1 2 3 4 5
1410 1,25-2,50 641 69 9,30
0,63-1,25 695 61 11,40
0,31-0,63 752 42 17,90
0,14-0,31 764 28 27,30
1570 1,25-2,50 762 60 12,70
0,63-1,25 780 50 15,60
0,31-0,63 835 32 26,09
0,14-0,31 861 30 28,70
1620 1,25-2,50 811 67 12,10
0,63-1,25 823 68 12,10
0,31-0,63 884 65 13,60
0,14-0,31 1045 22 47,50
1828 1,25-2,50 845 82 10,30
0,63-1,25 903 70 12,90
0,31-0,63 952 69 13,80
0,14-0,31 1072 46 23,30
1871 1,25-2,50 960 98 9,80
0,63-1,25 918 90 10,20
0,31-0,63 913 72 12,80
0,14-0,31 961 62 15,50
1970 1,25-2,50 970 100 9,70
0,63-1,25 978 95 10,30
0,31-0,63 972 72 13,50
0,14-0,31 1011 35 28,90
2000 1,25-2,50 1023 93 11,00
0,63-1,25 997 100 9,97
0,31-0,63 1030 92 11,20
0,14-0,31 1079 65 16,60
Таблица 4. Характеристики перлита, вспученного из перлитового сырья Чаренцаванского месторождения однородного по плотности и крупности
Плотность перлитовой породы, кг/м3 Размер фракций, мм Насыпная плотность сырья и вспученного перлита, кг/м3 Коэффициент вспучивания
1 2 3 4 5
1300-1600 1,25-2,50 690 70 9,85
0,63-1,25 950 50 19,00
0,31-0,63 945 44 21,50
0,14-0,31 900 36 25,00
1600-1900 1,25-2,50 763 78 9,80
0,63-1,25 945 58 16,30
0,31-0,63 967 45 21,50
0,14-0,31 940 42 22,40
1900-2100 1,25-2,50 779 83 9,40
0,63-1,25 902 60 15,00
0,31-0,63 992 45 22,00
0,14-0,31 935 40 23,40
Таблица 5. Зависимости Мкр вспученного перлита от плотности (у) и крупности вспучиваемого сырья Арагацкого месторождения
Таблица 6. Зависимости Мкр вспученного перлита от плотности и крупности вспучиваемого сырья Джраберского месторождения
Таблица 7. Зависимости Мкр вспученного перлита от плотности и крупности вспучиваемого сырья Арагацкого месторождения
Размер фракций сырья, мм Корреляционные зависимости Коэффициенты корреляции
0,14-0,31 Мкр = 0,0014 у + 1,4349 Я = 0,9071
0,31-0,63 Мкр = 0,0013 у + 0,8181 Я = 0,9045
0,63-1,25 Мкр = 0,0007 у + 1,1659 Я = 0,9107
1,25-2,50 Мкр = 0,0004 у + 1,4164 Я = 0,8223
Размер фракций сырья,мм Корреляционные зависимости Коэффициенты корреляции
0,14-0,31 Мкр = 0,0004 у + 3,9920 Я = 0,8874
0,31-0,63 Мкр = 0,0002 у + 3,2327 Я = 0,9604
0,63-1,25 Мкр = 0,0002 у + 3,2327 Я = 0,8406
1,25-2,50 Мкр = 0,0002 у + 1,7771 Я = 0,9620
Размер фракций сырья,мм Корреляционные зависимости Коэффициенты корреляции
0,14-0,31 Мкр = 0,0006 у + 0,6378 Я = 0,9910
0,31-0,63 Мкр = 0,0004 у + 1,9553 Я = 0,9088
0,63-1,25 Мкр = 0,0014 у + 1,7802 Я = 0,8879
1,25-2,50 Мкр = 0,0011 у + 2,5284 Я = 0,9144
Рисунок 1. Зависимость модуля крупности вспученного перлита от плотности и крупности перлитового сырья Арагацкого месторождения
□ — 0,14-0,31 мм; ▲ — 0,31-0,63 мм; ♦—0,63-1,25 мм; ■ — 1,25-2,50 мм
Рисунок 2. Зависимость модуля крупности вспученного перлита от плотности и крупности перлитового сырья Джраберского месторождения □ — 0,14-0,31 мм; ▲ — 0,31-0,63 мм; ♦—0,63-1,25 мм; ■ — 1,25-2,50 мм
Рисунок 3. Зависимость модуля крупности вспученного перлита от плотности и крупности перлитового сырья Чаренцаванского месторождения □ — 0,14-0,31 мм; ▲ — 0,31-0,63 мм; ♦—0,63-1,25 мм; ■ — 1,25-2,50 мм
Как видно из представленных графиков, при одних и тех же плотностях породы и размерах фракций, в зависимости от месторождения, имеется некоторое колебание в значениях модуля крупности вспученных перлитов.
При сравнении полученных модулей крупности четырех наиболее эксплуатируемых месторождений Армении видно, что наиболее высокие показатели модуля крупности и насыпной плотности имеют вспученные пески Джраберского месторождения. По всей видимости здесь определенную роль играет процесс формирования месторождений перлитов и количество открытой и закрытой пористости, обеспечивающих процесс вспучивания.
Таким образом, при использовании вспученных перлитов в качестве засыпки или заполнителя в изделиях необходимо четко ставить требования к свойствам вспученного перлита, т.к. рациональное их применение позволит снизить материалоемкость теплоизоляционных изделий, а также сократить потери тепла через ограждающие конструкции при их использовании в качестве утеплителей. Зависимости, полученные для различных месторождений, также помогут оптимизировать использование сырья и вспученного перлита.
Список использованных источников
1. Keller W.D., Pikett E.E. Hydroxil and water in perlite from Superior Orizona.- USA, Amer.jour. of science, 1954.
2. Ross C.S., Smith R. Water and other volatiles in volcanic glasses. USA «American Minerologist», 1955.
3. Newman et al.: Measurement of water in rhyolitic glasses.
USA, American Mineralogist , 1986 .
4. Yanev, Y & Zotov, N. Infrared spectra of water in volcanic glasses. Experiment in GeoSci., Moscow, 1996.
5. Н.В.Гургенян, Г.А.Маликсетян, Г.Г.Бабаян «Сравнительная оценка физико-механических свойств перлитов Армении // Ереван, Вестник ИАА, 2009.
6. Гургенян Н.В. Баграмян В.В., Саркисян А.А, Тоноян Н.Ц. Состояние воды в перлитах, классифицированных по плотности. Информационные технилогии и Управление». Ереван, «Энциклопедия-Арменика», 2007.
7. Гургенян Н.В. Ресурсо-и энергосбережениев производстве вспученного перлита и изделий на его основе.
XV Академические чтения РААСН - Международная научно-техническая конференция. «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии», Казань, 2010.
Информация об авторе
• Меликсетян Г. А. // исполнительный директор
ООО «Веракангнум», г. Ванадзор, Республика Армения.
