陶粒，顧名思義，是壹種陶瓷顆粒。陶粒的外觀特征多為圓形或橢圓形球體，但也有壹些碎石狀陶粒是不規則的碎石，而不是圓形或橢圓形球體。陶粒的形狀因工藝不同而不同。它的表面是硬殼，是陶瓷或搪瓷，具有隔絕水、氣的作用，賦予陶粒高強度。陶粒的粒徑壹般為5 ~ 20 ㎜，最大粒徑為25㎜。陶粒壹般用來代替混凝土中的礫石和卵石。陶粒的外觀顏色因原料和工藝的不同而不同。燒制的陶粒顏色多為暗紅色和赭色，部分特殊品種為灰黃色、灰黑色、灰白色、青灰色等。因為生產陶粒的原料多，陶粒的品種也多，所以顏色也多。免燒陶粒因為使用的固體廢棄物不同，顏色也不壹樣，壹般都是灰黑色，表面沒有光澤，不如燒成的陶粒光滑。輕質是陶粒眾多優良性能中最重要的，也是它能替代重砂巖的主要原因。陶粒的內部結構以細密的蜂窩狀微孔為特征。這些微孔都是封閉的，不是連通的。它的形成是因為氣體被包裹在外殼中，這是陶粒重量輕的主要原因。陶粒的細顆粒被稱為陶砂。陶粒中有很多小於5㎜的細小顆粒。在生產中，這部分細小顆粒是通過篩選機篩選出來的，這種篩選機習慣上稱為陶砂。陶瓷砂具有稍高的密度和良好的化學和熱穩定性。陶砂主要用於代替天然河砂或山砂配制輕骨料混凝土和輕質砂漿，也可用作耐酸耐熱混凝土細骨料。主要品種有粘土陶砂、頁巖陶砂、粉煤灰陶砂。使用陶砂的目的也是為了減輕建築物的自重。陶砂還可用於無土栽培和工業過濾。陶粒的種類1，根據陶粒的原料(1)粉煤灰陶粒是以固體廢棄物為主要原料，添加壹定量的膠凝材料和水，經成球、燒結、膨脹或自然養護，粒徑大於5㎜的輕粗骨料簡稱粉煤灰陶粒。(2)粘土陶粒是壹種粒徑大於5㎜的輕粗骨料，由粘土、壤土等制成。為主要原料，加工造粒，燒制而成。(3)頁巖陶粒也叫膨脹頁巖。粘土頁巖、板巖等。經粉碎、過篩或研磨成球，粒徑大於5㎜的輕粗骨料為頁巖陶粒。按照工藝方法，頁巖陶粒分為:普通頁巖陶粒，經破碎、篩分、膨脹而成；經研磨、造粒、燒制而成的球形頁巖陶粒。粘土陶粒、粉煤灰陶粒和頁巖陶粒適用於保溫隔熱和結構保溫用輕骨料混凝土，也可用於結構用輕骨料混凝土。目前頁巖陶粒的主要用途是生產輕集料混凝土小型空心砌塊和輕質隔墻板。(4)垃圾陶粒隨著城市的不斷發展，城市中的垃圾越來越多，城市垃圾的處理成為日益突出的問題。垃圾陶粒是將城市生活垃圾經加工、造粒、焙燒而成的燒結陶粒。或者將垃圾煤渣加入水泥中造粒，自然養護制成免燒垃圾陶粒。垃圾陶粒具有原料充足、成本低、能耗低、重量輕、強度高的特點。垃圾陶粒除了可制成墻板、砌塊、磚等新型墻體材料外，還可用於保溫、樓板、輕質混凝土、水處理和凈化，市場廣闊。(5)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，是我國最大的固體廢棄物。其排放和積累不僅占用大量耕地，而且對地表和大氣造成極大汙染。煤矸石的化學成分與粘土相似。煤矸石含碳、硫高，燒失量大。只有在壹定的溫度範圍內，才能產生足夠量的具有合適粘度的熔融物質，具有膨脹性。根據其特點，我國開發了煤矸石陶粒。煤矸石陶粒是將符合膨脹要求的煤矸石經破碎、預熱、膨脹、冷卻、分級、包裝而成。所得陶粒產品質量完全符合國家標準，部分技術指標超過國家標準，達到國外同類產品質量。產品創新、開拓、環保。(6)生物汙泥陶粒汙水處理廠產生的汙水中含有大量的生物汙泥，有的被制成農用肥料，有的直接用於綠化，有的被排海或焚燒，會造成二次生態環境汙染。目前將生物汙泥經幹燥、研磨、造粒、燒結制成的陶粒稱為汙水處理生物汙泥陶粒。用生物汙泥代替部分粘土燒制陶粒，既節約了粘土，又保護了耕地，起到了壹定的環保作用。(7)河底淤泥陶粒大量的河湖經過多年的沈積，形成了大量的泥沙。用河底泥代替粘土，經疏浚、自然幹燥、原料造粒、預熱、焙燒、冷卻制成的陶粒稱為河底泥陶粒。利用河底泥制作陶粒，既減少了建材制造業與農業用地的競爭，又為河底泥找到了合理的出路，解決了河底泥的二次汙染問題，達到了廢物再利用的目的。2.根據陶粒的強度，陶粒分為高強陶粒和普通陶粒。(1)高強陶粒根據新標準GB/T 17431.1—1998，高強陶粒是指強度標號不低於25MPa的輕粗骨料。其技術要求除密度等級、圓筒抗壓強度、強度標號、吸水率外，與超輕、普通陶粒相同。生產高強陶粒時產量低，能耗高，附加值高，銷售價格比超輕陶粒和普通陶粒高50%左右。用高強陶粒配制高標號和預應力輕骨料混凝土必須均勻。(2)普通陶粒根據《輕骨料及其試驗方法》新標準GB/T 17431.1—1998，普通陶粒是指強度等級小於25MPa的輕粗骨料。普通陶粒用途廣泛，市場潛力巨大。3.根據陶粒的密度，陶粒可分為壹般密度陶粒、超輕密度陶粒和超輕密度陶粒。(1)壹般密度陶粒壹般密度陶粒是指密度大於500kg/m3的陶粒。其強度壹般比較高，多用於結構保溫混凝土或高強混凝土。(2)超輕密度陶粒超輕密度陶粒壹般指300 ~ 500 kg/m3陶粒。這種陶粒壹般用於保溫混凝土及其制品。(3)超輕密度陶粒超輕密度陶粒是指300kg/m3以下的陶粒。其保溫性能優良，但強度較差。壹般用於生產超輕保溫混凝土及其制品。4.根據陶粒的形狀，陶粒可分為碎石陶粒、球形陶粒和圓柱形陶粒。(1)礫石狀陶粒礫石狀陶粒壹般由天然礦石制成。石頭首先被壓碎和烘烤，然後過篩。也可由浮石、火山渣、煤渣、天然或煆燒煤矸石等天然和人造輕質原料直接粉碎過篩得到。(2)球形陶粒球形陶粒采用圓盤造粒機生產。首先將原料磨成粉末，然後用水造粒，制成球，然後烘烤或熟化。目前中國大部分陶粒都是這個品種。(3)圓柱形陶粒圓柱形陶粒壹般采用塑料擠出成型。先做泥條，再切成圓柱形。這種陶粒適用於可塑性較高的粘土原料，產量相對較低。如果將圓柱形坯料放入磚窯中燒制，圓柱體在窯中會滾成橢圓形。5.根據陶粒(1)的性能，高性能陶粒是指經燒制或不燒制的高強度、低吸水率、低密度的陶粒。輕集料資源豐富，種類繁多。可分為天然輕集料、固體廢棄物輕集料和人造輕集料。根據其形成條件和性質，只有經過特殊處理的高性能陶粒才能用於配制高性能混凝土。在國外壹般稱為高性能輕集料，在國內也可以稱為高強陶粒。高性能陶粒是采用合適的原材料和特殊的加工工藝制成的具有不同密度等級、高強度、低孔隙率和低吸水率的人造輕集料。這種輕骨料的某些性能與普通密實骨料相似，性能優於普通輕骨料。(2)普通性能陶粒普通性能陶粒是相對於高性能陶粒而言的。即其強度略低於高性能陶粒。孔隙率略高，吸水率也較高。但其綜合性能仍優於普通骨料。陶粒的性能顆粒之所以在世界範圍內迅速發展，是因為它具有許多其他材料所不具備的優良性能。這種優異的性能使其具有不可替代的作用。這些優良的性能有以下幾個方面。1，密度低，重量輕。陶粒本身的容重小於1100kg/m3，壹般為300 ~ 900 kg/m3。陶粒制成的混凝土密度為1100 ~ 1800kg/m3，相應的混凝土抗壓強度為30.5 ~ 40.0 MPa。陶粒最大的特點是外表堅硬，但內部有很多微孔。這些微孔賦予陶粒輕質。200號粉煤灰陶粒混凝土密度約為1600kg/m3，而同標號普通混凝土密度高達2600kg/m3，相差1000kg/m3。2、保溫、隔熱。陶粒因其內部多孔而具有良好的保溫性能，用其配制的混凝土導熱系數壹般為0.3 ~ 0.8 w/(m？6?1k)，比普通混凝土低1 ~ 2倍。因此，陶粒建築具有良好的熱環境。3、耐火性好，陶粒具有優異的耐火性。普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌塊集保溫、抗震、抗凍、耐火於壹體，特別是耐火性能是普通混凝土的4倍以上。同樣的耐火期，陶粒混凝土的厚度比普通混凝土薄20%。此外，粉煤灰陶粒還可用於制備耐火極限在1200℃以下的耐火混凝土。在650℃的高溫下，陶粒混凝土在常溫下能保持85%的強度。普通混凝土在常溫下只能保持35% ~ 75%的強度。4.良好的抗震性能陶粒混凝土由於重量輕、彈性模量低、抗變形能力好，具有良好的抗震性能。1976唐山大地震時，天津建造的4棟陶粒混凝土板建築基本完好，可以照常使用。但周圍相當壹部分磚混結構建築在地震中不同程度受損。雖然這與建築結構體系有關，但陶粒混凝土優異的抗震性能也是重要原因。65438年至0976年，意大利費魯裏發生9級強震。統計顯示，磚混建築的破損率為40% ~ 60%，框架結構粘土空心磚建築的破損率為33%，陶粒混凝土建築的破損率僅為5%。由此可見陶粒的抗震性能。5、吸水率低，抗凍性和耐久性好。陶粒混凝土的耐酸性、耐堿性和抗凍性優於普通混凝土。250 #粉煤灰陶粒混凝土經過15次凍融循環後，強度損失不超過2%。1976年，有關部門對1985年以來我國建設的陶粒混凝土工程進行了測算。結果表明，無論是預制還是現澆，室內室外，鋼筋均未銹蝕，實測碳化深度壹般不超過30㎜，後期強度還能繼續提高。可見，陶粒混凝土是壹種優良的建築材料，應該廣泛應用。6.優異的抗滲性根據多次試驗，陶粒混凝土的抗滲性優於普通混凝土。以20MPa陶粒混凝土和普通混凝土為例，普通混凝土的抗滲指標為B6，而陶粒混凝土可以達到B18到B25。1970天津用20MPa陶粒混凝土修建人防通道(深3m，地下水位0.9 m)，1980檢查未發現滲漏。寧波建造的兩艘20MPa陶粒混凝土儲油船(載重80t)在水上工作13年，從未發生過滲漏。因此，陶粒混凝土是大壩和地下工程的優良建築材料之壹。7.優異的抗堿骨料反應性能。陶粒混凝土不僅比普通混凝土具有更好的耐腐蝕性(耐酸堿性)。而且具有優異的抗堿集料反應性能。混凝土的主要成分是水泥和骨料。骨料包括礫石和沙子。如果這些骨料是白雲石、石灰石或其他含SiO2 _ 2的巖石，如蛋白石、火山巖等，水泥中的堿會與這些骨料反應，引起巖石礦物的崩解或膨脹使混凝土開裂、坍塌，造成建築物損壞。這就是堿集料反應。國內外每年都有大量的建築物因混凝土的堿骨料反應而損壞。上世紀80年代，美國統計全國有50萬座公路橋，其中20萬座因堿集料反應而出現不同程度的損壞。全世界每年因堿骨料反應造成的損失可達數千億美元。由於陶粒不含這些火石成分，堿含量很低，在使用過程中不會與水泥發生反應。到目前為止，國內外還沒有陶粒混凝土建築發生堿骨料反應的案例。事實證明，陶粒具有優異的抗堿骨料反應能力，可以在壹定程度上增加安全性，延長建築物的使用壽命。8.適應性強國內外幾十年的生產實踐證明，根據各地不同的資源條件，可以用粘土、頁巖、粉煤灰或其他固體廢棄物生產陶粒。根據不同用途和市場需求，可生產不同裝填密度和粒度的陶粒產品(超輕陶粒、結構保溫陶粒、結構用陶粒)，以及特殊用途的陶粒，如耐高溫陶粒、耐酸陶粒、花卉陶粒等。使用陶粒時，可根據實際需要，用不同類型的陶粒配制不同密度和強度等級的無砂大孔、全輕、超輕鋼筋或預應力混凝土；可預制成各種類型的墻體制品和建築構件，也可用於填充、現澆、滑模等施工作業。可應用於各種建築體系，如框架填充或自承砌塊建築、壹模三板、全拼裝大板、內澆外掛、全線澆築滑模建築等。在任何建築中，墻體(砌塊、外墻板、內隔墻板)、樓板、屋面板、梁柱以及部分基礎都可以采用陶粒混凝土，這是其他任何新型墻體無法比擬的。陶粒陶粒的應用具有密度低、筒壓高、孔隙率高、軟化系數高、抗凍性好、堿骨料反應性優異等優良性能。特別是陶粒由於密度低、內部多孔、形狀和成分均勻、有壹定的強度和牢固性，具有質輕、耐腐蝕、抗凍、抗震、隔離性好的特點。利用這些優異的性能，陶粒可以廣泛應用於建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門，應用領域越來越廣，並且還在不斷擴大。在陶粒發明和生產之初，主要用於建築材料領域。由於技術的不斷發展和人們對陶粒性能認識的不斷深入，陶粒的應用早已超出了傳統建築材料的範圍，拓展了其新的應用領域。目前陶粒在建材中的應用已經從100%下降到80%，在其他方面的應用已經占到20%。隨著陶瓷顆粒新用途的不斷開發，其在其他方面的比重會逐漸增加。陶粒生產的主要設備主要有:原料儲料倉、粉塵沈降室、引風機、主窯體、噴煤系統、控制櫃等。其中，原料倉下部的給料機、窯體轉速、拱煤量都是無級調速，從而調整其工藝參數，在保證產品質量的前提下獲得最大產量。生產頁巖陶粒的輔助設備有:破碎機、篩選機、帶式輸送機、給料機、卸料器等。生產粉煤灰和粘土陶粒的輔助設備有:輪碾機、雙軸攪拌機、造粒機、篩分機、給料皮帶機等。頁巖陶粒生產工藝:開采-壹次破碎-二次破碎-篩分-暫存-投料-燒結-成品分級篩分-堆放-運輸(裝袋)。運行中應註意給煤量、給煤量、窯體轉速和引風量之間的匹配關系，使其調整到最佳工藝狀態。利用粉煤灰等工業廢渣生產陶粒是許多相關人士多年來開發的課題。如今，高強輕質粉煤灰陶粒已成功生產，其性能指標優於頁巖和粘土陶粒。除了掌握其工藝要求外，添加劑也是影響其性能的主要原因。外加劑主要包括粘合劑、膨脹劑和礦化劑。不同組分粉煤灰的摻合料組成也不同。粉煤灰的生產工藝:原料(粉煤灰+定量添加劑)混合粉磨、造粒、燒脹、堆放、運輸(袋裝)生產粉煤灰陶粒，即窯體預熱段和幹燥段的轉速可以獨立控制，從而根據原料狀態控制預熱時間。近年來，由於土地資源的限制，粘土陶粒在壹些地區已被禁止生產和使用。但是，在壹些地區，河流淤泥和廢棄的山地土壤可以用於生產。工藝流程如下:原料攪拌、造粒、篩分、燒結、堆放、運輸(裝袋)。操作時要註意防止物料在窯內結塊，影響質量。目前，我國陶粒生產設備采用工業回轉窯。圓柱形主窯體以與水平面約3°的傾角放置在托輪上。物料從高端進入窯內，在窯體旋轉運動的作用下，物料從高處(窯尾)向低處(窯頭)滾下。同時，在窯頭，高壓風機將煤粉(或天然氣等其他燃料)噴入窯內，使其充分燃燒。產生的熱量使材料發生物理化學變化，產生膨脹，冷卻後就是陶粒。
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