팽창 질석이라는 것은 어떤원리로 만드는거죠?

Question

금속화재에 효과가 좋다는 팽창질석은 생김새를 보니깐.. 이상하게 생겼더라구요.. 그런데 팽창질석이라는 것은 어떤 원리로 만드는거죠? 아니면 자연이 만든것인가요?

Answer 1

팽창질석(膨脹珪石)은 화학식으로 SiO2.nH2O로 표기되는 석재입니다. 이것은 실리카, 즉 이산화규소와 물의 화합물로, 대부분은 자연적으로 생성되지만 일부는 인공적으로 생산됩니다.

팽창질석은 일종의 알루미늄실리케이트 미네랄인 스멜트라이트(Smectite)에서 파생됩니다. 스멜트라이트는 점토 광물집단 중 하나이며, 지각 내부에서 열과 압력, 화학 작용에 의해 형성됩니다. 이 스멜트라이트가 물과 반응하여 팽창질석을 생성하는데, 이는 스멜트라이트 분자 구조에서 이루어지는 수화반응에 의해 일어납니다.

팽창질석은 물에 흠뻑 젖었을 때 기존 분자 구조 안에서 물 분자가 수화되면서 크기가 늘어나고, 이로 인해 부피가 증가하면서 팽창합니다. 이 특성 때문에 화재 방지용으로 널리 사용되며, 건축자재, 토목 구조물, 도로, 철도 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

팽창질석은 실리카나 알루미나 등의 미량 금속산화물을 함유한 암석으로, 물에 젖으면 내부에 있는 미량 금속산화물이 열을 가하면서 급격히 팽창하여 암석이 균열을 일으키게 됩니다. 이 균열은 화재 시 생기는 열을 흡수하고, 팽창하면서 더 많은 열을 흡수하는 열차단 기능을 합니다. 이러한 특성 때문에, 팽창질석은 화재 대응용 재료로 널리 사용됩니다.

팽창질석은 주로 자연에서 발견되는 물질로, 화산활동이나 열수에 의해 형성됩니다. 특히, 우리나라의 경우 팽창질석 생산량이 많아, 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

팽창질석은 함수성 엽상 규산염(含水性 葉狀 硅酸鹽)으로 운모모양의 사이에 수분이 포함되어 가열하면 부분적으로 녹으면서 지렁이처럼 커지기

때문에 질석이라는이름이 붙게 되었습니다.팽창후에는 아주 가벼워서 단열재 등에

널리 사용되었는데 미국산 질석에서 석면이 검출되어 이의 채굴을 중지하였다고 합니다.

순수한 질석은 석면을 포함하지 않으므로 사용할수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.팽창 질석은 보통 화산재에서 형성되는 경노암(輕若岩, pumice)이나 유리화된 티오페인 사슬(Tuff formation) 등에서 파생된 질석입니다.

팽창 질석은 화산재에서 형성될 때, 화산재 내부에 포함된 물 또는 기체가 빠르게 확장되면서 발생합니다. 이때 물 또는 기체가 확장됨에 따라 화산재 내부의 압력이 급격하게 증가하면서, 화산재가 부피가 커지면서 분화구로 향하는 힘을 억제하게 됩니다. 이 과정에서 화산재 내부의 온도는 급격하게 하락하면서, 화산재 내부의 유리화된 암석이 생성됩니다.

이렇게 형성된 팽창 질석은 유리화된 질암으로 구성되어 있으며, 매우 가벼우면서도 다공성이 높아서 수분 흡수나 기체 흡착 등의 특성을 가지고 있습니다

Answer 5

팽창 질석은 천연 알루미늄 광물 중 하나로, 지하에서 조금씩 냉각되며 결정된다. 이 과정에서 공기 포함물이 함유되면서 석재 내부에 작은 구멍이 생기게 된다. 이후 석재를 가열하면 구멍 내부의 공기가 팽창하여 구멍이 커지면서 팽창 질석이 생성된다. 이러한 구멍 구조로 인해 경량화가 가능하고, 저온과 높은 온도에도 안정적으로 사용할 수 있다. 따라서 금속 화재시 방화벽, 단열재 등으로 활용되고 있다.

Answer 6

안녕하세요. 과학전문가입니다.

질석을 가열하면 질석의 층간에 있는 수분이 없어져서 압력이 발생하는데 이 압력이 방추되면서 질석이 박리팽창하여 생성됩니다.

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Answer 7

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

팽창 질석은 화성 폭발로 인한 흙과 돌이 융기되어 얼어붙은 구조물입니다. 구체적으로는 용암이나 벌거숭이(폭발적인 화산재 발생)와 같은 폭발 현상으로 인해 지하에 있는 얼음 또는 눈이 녹아서 생긴 공극으로 시작합니다. 이 공극 내부에 있는 미세한 입자가 고온과 압력으로 인해 부피가 커지면서, 공극 벽면에 있는 분말이 밀착하게 되면서 단단한 질석으로 변하게 됩니다.

이러한 과정은 지질학에서 '열수화작용(metasomatism)'이라고 불리며, 고온과 고압이 적절한 조건에서 발생하게 됩니다. 따라서, 이러한 팽창 질석은 지하의 열수화작용에 의해 생성됩니다.

팽창 질석은 일반적으로 노란색이나 빨간색을 띄는 독특한 모양을 가지고 있으며, 주로 미국 서부 지방과 아이슬란드, 그리고 캐나다 북부 지역에서 발견됩니다. 이러한 팽창 질석은 자연의 아름다움으로 유명하며, 또한 지질학적으로 중요한 흔적이 됩니다.

Answer 8

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

팽창질석은 실리카 석회암과 같은 암석에서 형성되는 자연산물입니다. 이 돌은 일반적으로 용융된 실리카 석회암에서 나오는 가스 포함 혼합물에 의해 형성됩니다.

팽창질석은 열과 함께 생성됩니다. 즉, 암석이 높은 온도에 노출되면, 석회암과 같은 성분들이 화학적 반응을 일으켜 가스를 방출하면서 부피가 팽창하게 됩니다. 이러한 과정을 팽창이라고 합니다. 이렇게 팽창한 돌은 가볍고 다공성이며, 화재를 진압하기 위한 소방장비에 많이 사용됩니다.