陶粒簡介
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發(fā)表日期：2020-09-19
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陶粒的外觀特征大部分呈圓形或橢圓形球體，但也有一些仿碎石陶粒不是圓形或橢圓形球體，而呈不規(guī)則碎石狀。陶粒形狀因工藝不同而各異。它的表面是一層堅硬的外殼，這層外殼呈陶質(zhì)或袖質(zhì)，具有隔水保氣作用，并且賦予陶粒較高的強度。陶粒的公稱粒徑一般為5~20mm。*大粒徑為25mm。
陶粒的外觀顏色因所采用的原料和工藝不同而各異。焙燒陶粒的顏色大多為暗紅色、赭紅色，也有一些特殊品種為灰黃色、灰黑色、灰白色、青灰色等。因為生產(chǎn)陶粒的原料很多，陶粒的品種也很多，因而顏色也就很多。
輕質(zhì)性是陶粒許多優(yōu)良性能中*重要的一點，也是它能夠取代重質(zhì)砂石的主要原因。陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征呈細密蜂窩狀微孔。這些微孔都是封閉型的，而不是連通型的。它是由于氣體被包裹進殼內(nèi)而形成的，這是陶粒質(zhì)輕的主要原因。
傳統(tǒng)陶粒和陶砂均是以黏土和頁巖燒結(jié)而成。需要大量開采優(yōu)質(zhì)黏土和頁巖礦山。開采黏土要破壞耕地，開采頁巖礦山要破壞自然環(huán)境，大大加重了環(huán)境負擔(dān)，違背可持續(xù)發(fā)展的原則。固體廢棄物陶粒和陶砂是新一代生態(tài)環(huán)保產(chǎn)品。它代表了陶粒和陶砂的發(fā)展方向。未來的陶粒和陶砂95%以上都將是固體廢棄物生產(chǎn)。用固體廢棄物取代黏土和頁巖生產(chǎn)陶粒和陶砂，可大大降低環(huán)境負擔(dān)，消除環(huán)境污染，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有決定性意義?？捎糜谏a(chǎn)陶粒和陶砂的固體廢棄物包括：粉煤灰、鋼渣、礦渣、爐渣、燃燒煤矸石、鉛鋅冶煉渣、鎢渣、錳渣、鑄造廢型砂、廢磚頭、廢混凝土、生活垃圾燒渣、河道淤泥、污水處理淤泥、農(nóng)業(yè)秸軒、廢鋸末、廢樹枝等，大多數(shù)固體廢棄物均可用于生產(chǎn)陶砂和陶粒。
陶粒的種類
（1）按陶粒的原料分
①黏土陶粒 以黏土、亞黏土等為主要原料，經(jīng)加工制粒，燒脹而成的，粒徑在5mm以上的輕粗集料稱為黏土陶粒。
②粉煤灰陶粒 以固體廢棄物為主要原料，加入一定量的膠結(jié)料和水，經(jīng)加工成球，燒結(jié)燒脹或自然養(yǎng)護而成，粒徑在5mm以上的輕粗集料，簡稱粉煤灰陶粒。
③頁巖陶粒 又稱膨脹頁巖。以黏土質(zhì)頁巖、板巖等經(jīng)破碎、篩分，或粉磨后成球，燒脹而成的粒徑在5mm以上的輕粗集料為頁巖陶粒。頁巖陶粒按工藝方法分為：經(jīng)破碎、篩分、燒脹而成的普通型頁巖陶粒；經(jīng)粉磨、成球、燒脹而成的圓球形頁巖陶粒。
黏土陶粒、粉煤灰陶粒、頁巖陶粒適用于保溫用的、結(jié)構(gòu)保溫用的輕集料混凝土，也可用于結(jié)構(gòu)用的輕集料混凝土。目前頁巖陶粒的主要用途是生產(chǎn)輕集料混凝土小型空心砌塊和輕質(zhì)隔墻板。
④海泥陶粒 我國沿海地區(qū)有大量的淤泥，并逐年呈上升趨勢，已對海洋環(huán)境和沿海地區(qū)的生態(tài)平衡造成一定影響。近年，國內(nèi)已研制成功用淤積海泥代替黏土燒制陶粒。這種陶粒規(guī)格為5～20mm，堆積密度等級為300～700kg/m³，筒壓強度為1～5MPa，氯離子含量僅有0.001%，其性能指標(biāo)完全達到或超過國標(biāo)要求。利用淤泥生產(chǎn)陶粒，用其制造輕骨料混凝土及其墻體材料產(chǎn)品能帶來十分顯著的經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益。能在相當(dāng)大的海域范圍消除赤潮污染和航道阻塞現(xiàn)象，有利于海灣生態(tài)環(huán)境保護和發(fā)展海洋經(jīng)濟。
⑤硅藻土陶粒 硅藻土是由較細的硅藻殼聚集、經(jīng)生物化學(xué)沉積作用形成的沉積巖。呈疏松狀，吸水和吸附能力強，熔點高，具有多孔結(jié)構(gòu)。我國不少企業(yè)利用硅藻土質(zhì)輕、多孔的特點已生產(chǎn)出硅藻土陶粒。
⑥垃圾陶粒 隨著城市不斷發(fā)展壯大，城市的垃圾越來越多，處理城市垃圾，成為一個日益突出的問題。
垃圾陶粒是將城市生活垃圾處理后，經(jīng)造粒、焙燒生產(chǎn)出燒結(jié)陶粒?；?qū)⒗鵁尤胨嘣炝?，自然養(yǎng)護，生產(chǎn)出免燒垃圾陶粒。垃圾陶粒具有原料充足、成本低、能耗少、質(zhì)輕高強等特點。垃圾陶粒除了可制成墻板、砌塊、磚等新型墻體材料外，還可用作保溫隔熱、樓板、輕質(zhì)混凝土、水處理凈化等用途，具有廣闊的市場。
⑦煤矸石陶粒 煤矸石是采煤過程中排出的含碳量較少的黑色廢石，是我國排放量*大的固體廢棄物，其排放與堆積不僅占用大量耕地，同時對地表、大氣造成了很大污染。煤矸石的化學(xué)成分與黏土比較相似，煤砰石含有較高的碳及硫，燒失量較大。只有在一定溫度范圍內(nèi)才能產(chǎn)生足夠數(shù)量粘度造宜的熔融物質(zhì)，具有膨脹性能。根據(jù)它的特點，我國已研制出煤矸石陶粒。
⑧生物污泥陶粒 污水處理廠處理完污水后所產(chǎn)生的、并含有大量的生物污泥，生物污泥有的制成農(nóng)用肥，有的直接用于綠化，也有的排放到海里或者焚燒，這樣會造成二次生態(tài)環(huán)境污染。目前，以生物污泥為主要原材料，采用烘干、磨碎、成球、燒結(jié)成的陶粒，稱為污水處理生物污泥陶粒。用生物污泥代替部分黏土土來燒制陶粒既節(jié)省黏土，又保護農(nóng)田，也起到了一定的環(huán)保作用。
⑨河底泥陶粒 大量的江河湖水經(jīng)過多年的沉積形成了很多泥沙。利用河底泥替代黏土，經(jīng)挖泥、自然干燥、生料成球、預(yù)熱、熔燒、冷卻制成的陶粒稱為河底泥陶粒。利用河底泥制造陶粒，不但會減少建材制造業(yè)與農(nóng)業(yè)用地爭土，而且還為河底泥找到了合理出路，解決了河底泥的二次污染問題，達到了廢棄物資源化的目的。
⑩珍珠巖尾礦粉陶粒和陶砂 珍珠巖尾礦粉是開采和加工珍珠巖時產(chǎn)生的廢棄物，廢棄物經(jīng)過干燥、預(yù)熱和焙燒而制成的陶粒稱為珍珠巖尾礦粉陶粒和陶砂。
珍珠巖尾礦粉陶粒和陶砂用于建筑保溫隔熱輕集料時，和其他陶粒、陶砂一樣，可用于承重或非承重的建筑圍護結(jié)構(gòu)和制品。其保溫隔熱、抗震防裂、輕質(zhì)高強等性能在建筑行業(yè)和熱工設(shè)備中具備良好的市場發(fā)展?jié)摿Α?/span>
（2）按陶粒的強度分 陶粒按強度分為高強陶粒和普通陶粒。
①高強陶粒 根據(jù)《輕集料及其試驗方法》GB/T17431.1-2010新標(biāo)準，高強陶粒是指強度標(biāo)號不小于25MPa的結(jié)構(gòu)用輕粗集料。其技術(shù)要求除密度等級、筒壓強度、強度標(biāo)號、吸水率有特定指標(biāo)外，其他指標(biāo)（顆粒級配、軟化系數(shù)、粒型系數(shù)、有害物質(zhì)含量等）與超輕、普通陶粒相同。生產(chǎn)高強陶粒時產(chǎn)量較低，耗能較大，附加值高，銷售價格比超輕陶粒、普通陶粒高。用高強陶粒配制高標(biāo)號及預(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土必須均質(zhì)。
②普通陶粒 根據(jù)《輕集料及其試驗方法》GB/T17431.1-2010新標(biāo)準，普通陶粒是指強度標(biāo)號小于25MPa的結(jié)構(gòu)用輕粗集料。普通陶粒應(yīng)用較廣，市場潛力大。
（3）按陶粒密度分 陶粒按密度分為一般密度陶粒、超輕密度陶粒、特輕密度陶粒三類。
①一般密度陶粒 一般密度陶粒是指密度大于500kg/m³的陶粒。它的強度一般相對較高，多用于結(jié)構(gòu)保溫混凝土或高強混凝土。
②超輕密度陶粒 超輕密度陶粒一般是指300～500kg/m³的陶粒。這種陶粒一般用于保溫隔熱混凝土及其制品。
③特輕密度陶粒 特輕密度陶粒是指小于300kg/m³的陶粒。它的保溫隔熱性能非常優(yōu)異，但強度較差。一般用于生產(chǎn)特輕保溫隔熱混凝土及其制品。
（4）按陶粒形狀分 陶粒按形狀分為碎石型陶粒、圓球形陶粒和圓柱形陶粒。
①碎石形陶粒 碎石型陶粒一般用天然礦石生產(chǎn)，先將石塊粉碎、焙燒，然后進行篩分；也可用天然及人工輕質(zhì)原料如浮石、火山渣、煤渣、自然或鍛燒煤研石等，直接破碎篩分而得。
②圓球形陶粒 圓球形陶粒是采用圓盤造粒機生產(chǎn)。先將原料磨粉，然后加水造粒，制成圓球再進行熔燒或養(yǎng)護而成。目前我國的陶粒大部分是這種品種。
③圓柱形陶粒 圓柱形陶粒一般采用塑性擠出成型。先制成泥條，再切割成圓柱形狀。這種陶粒適合于塑性較高的等黏土原料，產(chǎn)量相對較低。圓柱料坯若采用回轉(zhuǎn)窯焙燒，圓柱體在窯內(nèi)滾動成橢圓形。
（5）按陶粒生產(chǎn)工藝分 按陶粒的生產(chǎn)工藝來分可將陶粒分為燒結(jié)型陶粒和燒脹型陶粒兩類。
①燒結(jié)型陶粒 燒結(jié)型陶粒是指在生產(chǎn)過程中不發(fā)生體積膨脹，密度大于500kg/m³時的陶粒。它的內(nèi)部只有很少的氣孔，密度較大，強度較高，一般用于結(jié)構(gòu)保溫混凝土及其制品。
②燒脹型陶粒 燒脹型陶粒是指在生產(chǎn)過程中發(fā)生體積膨脹，密度小于500kg/m³時的陶粒。它的內(nèi)部具有大量封閉型的氣孔，密度很小，保溫隔熱性能優(yōu)異，多用于保溫隔熱混凝土及其制品。
③免燒陶粒 免燒陶粒是利用少量水泥或菱鎂為膠結(jié)料，以活性固體廢棄物為填料，經(jīng)造粒后，自然養(yǎng)護、蒸汽養(yǎng)護、蒸壓養(yǎng)護而成的陶粒，密度500～1000kg/m³，多用于結(jié)構(gòu)保溫混凝土、輕質(zhì)砌塊和墻板。
（6）按陶粒性能分
①高性能陶粒 高性能陶粒是指強度較高、吸水率較低、密度較小的焙燒或免燒陶粒。輕集料的資源豐富，品種繁多。它有天然輕集料、固體廢棄物輕集料和人造輕集料之分。根據(jù)它們的生成條件及性能看來，可以用來配制高性能混凝土的只有經(jīng)特殊加工的高性能陶粒。國外一般稱它為高性能輕集料，在我國也可稱它為高強陶粒。
高性能陶粒是采用合適的原材料，經(jīng)特殊加工工藝，所制造出的不同密度等級、高強度、低孔隙率、低吸水率的人造輕集料。這種輕集料的某些性能與普通密實集料相似，與普通輕集料相比性能更為優(yōu)越。
②普通性能陶粒 普通性能陶粒是相對于高性能陶粒而言。即它的強度比高性能陶粒略低。孔隙率略高、吸水率也高。但它的綜合性能仍優(yōu)于普通集料。
