Важнейшим показателем пригодности трепельного сырья для производства лёгкого заполнителя является наличие химически связанной воды. При этом следует учесть то, что не вся она влияет на вспучиваемость сырьевой массы. В порообразовании участвует только та часть, которая удаляется из сырьевой массы при температуре 800-900оС (в момент образования первых эвтектических соединений). Другим сырьевым компонентом способствующим порообразованию является щёлочесодержащий компаунд.
Предлагаемый заполнитель по сравнению с существующими минеральными заполнителями имеет меньшую величину насыпной плотности, а по сравнению с пенополистиролом и другими полимерными аналогами экологически безопасен, обладает высокой огнестойкостью и не нуждается в дефицитном сырье.
Технология производства лёгких заполнителей из трепельного сырья включает в себя следующие этапы:
- подготовка сырьевых компонентов;
- перевод активного кремнезёма в легкоплавкую сырьевую массу;
- формование гранул;
- термообработка гранул (обжиг).
Основным этапом в производстве лёгких заполнителей из трепельного сырья является обжиг гранул. В свою очередь обжиг гранул состоит из трёх этапов. К первому относится процесс термоподготовки гранул. Он заключается в плавном нагревании до температуры 250...430 С. На этом этапе происходит удаление физически связанной воды. Плавный подъём температуры обеспечивает уменьшение растрескиваемости гранул. Ко второму этапу относится собственно обжиг гранул. Для эффективной вспучиваемости гранул требуется соблюдение двух условийпереход сырьевой массы в пиропластическое состояние с параллельным газовыделением. Оптимизация времени и температуры обжига гранул являются одной из главных задач, так как эти параметры влияют на скорость и количество образования искусственного материала. Время процесса обжига занимает 15...20 минут. Третий этап - охлаждение трепельного гравия. Процесс охлаждения трепельного гравия оказывает на структуру гранул лёгкого заполнителя решающее значение. Это происходит потому, что на этом этапе
кремнезём переходит из одной модификации в другую с сопровождающимся увеличением гранул в объеме. Увеличение объёма гранул вызывает их растрескивание и снижение прочностных показателей. Полное время обжига гранул составляет 23...25 минут.
В лабораторных условиях были получены партии лёгких заполнителей и бетонов на их основе, которые по своим свойствам на 15...30 % превзошли аналогичные материалы, изготовленные с применением керамзитового гравия.