[科普中国]-膨胀页岩

概述

膨胀页岩(Expanded Shale)在岩石学上没有叫膨胀页岩的岩石。膨胀页岩是指页岩经人工加热膨胀后，制成供结构用的人工轻骨料。在人工轻骨料中，除页岩外，还包括将煤渣石，粉煤灰(Fly ash；烧煤时，在烟道内沉积的细粒烟灰)和高炉炉渣膨胀而成的产品。

页岩是堆积岩的一种，是地表上的岩石因风化，水蚀作用破碎后，成为微细的粘土粒，堆积在海底和河底凝固而成，并以地层的形式分布于各处。页岩外观呈褐色和暗黑色，小片内有极薄劈理性。

页岩由地表各类原岩生成，因此化学成分不一致。但加热后，粘土玻璃化，将内部产生的气体包藏起来，作用于页岩内的有机物，硫化物和氧化物，从而产生二氧化碳和三氧化硫等气体而膨胀，见表1。

|| || 原料页岩的化学成分(%) 表1

膨胀页岩在制法上有两种不同工序；首先将原料岩页粉碎后，按原样烧成“非造粒型”，再经粉碎，调合，造粒，制成“造粒型”。在造粒型中，调整原料，能缩小原石的波动度，但在“非造粒型”中原石的波动度会给制品带来影响，因此必须选择波动度小的原料。然后将上述原料在回转窑里用1200℃左右的温度烧成，经冷却窑冷却后，用振动筛进行筛分，分成20mm~5mm的粗骨料（比重在1.4以下），~2.5mm的细骨料（比重在1．8以下），以及在两者之间的中间料。1

产地作膨胀页岩原料的岩石，多年于距今7000万年前的中生代后期~早第三纪堆积而成的页岩中，我国各地均有分布。从各地煤田夹层中的产出页岩和煤渣石，均可作膨胀页岩原料用。

高炉渣经工艺处理后，可制成具有一定强度的膨胀矿渣珠。高炉炉渣可从各钢铁基地和有色金属基地收集。1

主要用途膨胀页岩是人工轻骨料的代表，随着高层建筑突飞猛进，代替石渣和砂用，其需要量正在日益增加。膨胀页岩被不透水的皮膜色覆，内部由许多独立的气孔石质组成，吸水性小，是极轻的建筑材料。例如使用石渣和砂子的混凝土，每m³为2.4t，用这种人工轻骨料，则为1.6吨， 重量减轻30%以上。膨胀页岩耐火性和绝热性好，导热率为普通混凝土的 以下，因此十分适合作冷库和温室用。

用膨胀页岩制成的建筑物，除降低重量外，还可以节约钢材和简化基础工程。此外由于绝热性好，作火力发电厂和炼铁厂热处理车间的混凝土结构十分经济合算。膨胀页岩能使土木建筑中混凝土结构轻量化，大量应用于搬运和架设方便的轻量预制构配件方面。近年来，膨胀页岩还广泛应用于高速公路，高架桥和钢吊桥的下垫板，高架桥的桥墩以及立体人行横道的楼梯梁；作预制混凝土用时，可应用于大型建筑物的地板和耐火墙方面。膨胀页岩目前还开拓了许多新用途：如作绝热混凝土，耐火砖绝热，重油和汽油地下罐设备的充填干砂，以及净水厂的过滤材料等。1

质量要求1.岩质富有油质光泽，有葱状剥离性质；

2.原料内含适量带结晶水的粘土矿物；

3.含低温熔融所必需的碱分（ ， ）；

4.含适量的氧化铁和有机物质以及能助长膨胀效果的气体发生物质；

5.在原料页岩中，尽可能不含硫黄（S）；

6.烧成后无粘结性；

7.原料内无波动度，富有粘性，不粉化。1