Изделия на основе вспучивающихся горных пород и минералов

К вспучивающимся горным породам относятся водосодержащие стеклообразные изверженные горные породы (перлиты, обсидианы, мареканиты, витрофиры, туфы, пехштейны и т. п.), а такжэ вторичные слюды (вермикулит, сильно гидратированные слюды — гидробиотит, гидрофлогопит), образовавшиеся в результате физико-химических превращений в магнезиально-железистых слюдах — биотите, флогопите, в кристаллической решетке которых щелочи замещаются водой.

Обсидианы содержат до 1 % воды, перлиты — 1—6 %, остальные вулканические стекла — более 6 %. В промышленности термин «перлиты» используют по отношению ко всем вулканическим стеклам, содержащим 1—10 % воды и имеющих следующий химический состав, % по массе: SiO₂ — 70—75; Al₂O₃ — 11—15; Fe₂O₃ — 0,2—4; СаО+MgO — 0,3—6; R₂O — 2,5—9; Н₂O — 0,3—10.

Вермикулит относится к сложным высокогидратированным слюдам переменного химического состава, не имеющего, в силу этого, точной и однозначной химической формулы. С определенной степенью приближения структурная формула вермикулита может быть записана в следующем виде:

Химический состав вермикулита колеблется в следующих пределах (% по массе): SiO₂ — 37—42; MgO — 14—28; Fe₂O₃ — 5—17; FeO — 1—3; Al₂O₃ — 10—13; R₂O — 1—2; H₂O — 8—20.

Общим для вспучивающихся горных пород, независимо от их состава и структуры, является способность к значительному увеличению объема зерен породы за счет интенсивного ухода из них связанной воды при высокотемпературной обработке.

К настоящему времени материалы и изделия на основе вспучивающихся горных пород получили распространение во многих областях хозяйственной деятельности. Этому способствовали работы, почти одновременно начавшиеся в нашей стране и за рубежом, по детальному исследованию свойств, разработке технологий, открытию месторождений сырья.

У нас в стране основы вспучивания обсидиана и других подобных пород были разработаны еще в 30-е годы. Промышленное производство вспученного перлита началось с середины 50-х годов, которое продолжает развиваться быстрыми темпами. В настоящее время в стране производится более 0,5 миллиона кубических метров вспученного перлита.

Одним из первых месторождений вермикулита в нашей стране было булдымское месторождение гидрослюд, открытое в 1906—1909 гг. на Урале. В 30-х годах началась разработка этого и нового месторождения, открытого невдалеке, с целью получения теплоизоляционных материалов, в которых остро нуждалась молодая Советская страна. Более широкому внедрению вспученного Уральского вермикулита и материалов на его основе препятствовали сложность добычи и небольшие запасы месторождений. Однако в 50-е годы были открыты новые большие месторождения вермикулита на всей территории нашей страны: Кольский полуостров, Челябинская область, Украина, Казахстан, Дальний Восток, Сибирь — Красноярский край, Якутия и др.

В мире не так уж много крупных месторождений вермикулита. Основные запасы его сосредоточены в основном в СССР, США и ЮАР, добыча которых и определяет мировой уровень его производства.