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陶粒简介

发表日期: 2020-09-19 文章来源: 郑矿机器 阅读数:

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陶粒,顾名思义,就是陶质的颗粒。
 
陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体,但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体,而呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳,这层外壳呈陶质或袖质,具有隔水保气作用,并且赋予陶粒较高的强度。陶粒的公称粒径一般为5~20mm。最大粒径为25mm。
 
陶粒的外观颜色因所采用的原料和工艺不同而各异。焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色,也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。因为生产陶粒的原料很多,陶粒的品种也很多,因而颜色也就很多。
 
轻质性是陶粒许多优良性能中最重要的一点,也是它能够取代重质砂石的主要原因。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。这些微孔都是封闭型的,而不是连通型的。它是由于气体被包裹进壳内而形成的,这是陶粒质轻的主要原因。
 
传统陶粒和陶砂均是以黏土和页岩烧结而成。需要大量开采优质黏土和页岩矿山。开采黏土要破坏耕地,开采页岩矿山要破坏自然环境,大大加重了环境负担,违背可持续发展的原则。固体废弃物陶粒和陶砂是新一代生态环保产品。它代表了陶粒和陶砂的发展方向。未来的陶粒和陶砂95%以上都将是固体废弃物生产。用固体废弃物取代黏土和页岩生产陶粒和陶砂,可大大降低环境负担,消除环境污染,对实现可持续发展具有决定性意义。可用于生产陶粒和陶砂的固体废弃物包括:粉煤灰、钢渣、矿渣、炉渣、燃烧煤矸石、铅锌冶炼渣、钨渣、锰渣、铸造废型砂、废砖头、废混凝土、生活垃圾烧渣、河道淤泥、污水处理淤泥、农业秸轩、废锯末、废树枝等,大多数固体废弃物均可用于生产陶砂和陶粒。
陶粒的种类
 
(1)按陶粒的原料分
 
黏土陶粒  以黏土、亚黏土等为主要原料,经加工制粒,烧胀而成的,粒径在5mm以上的轻粗集料称为黏土陶粒。
 
 
粉煤灰陶粒  以固体废弃物为主要原料,加入一定量的胶结料和水,经加工成球,烧结烧胀或自然养护而成,粒径在5mm以上的轻粗集料,简称粉煤灰陶粒。
 
页岩陶粒  又称膨胀页岩。以黏土质页岩、板岩等经破碎、筛分,或粉磨后成球,烧胀而成的粒径在5mm以上的轻粗集料为页岩陶粒。页岩陶粒按工艺方法分为:经破碎、筛分、烧胀而成的普通型页岩陶粒;经粉磨、成球、烧胀而成的圆球形页岩陶粒。
黏土陶粒、粉煤灰陶粒、页岩陶粒适用于保温用的、结构保温用的轻集料混凝土,也可用于结构用的轻集料混凝土。目前页岩陶粒的主要用途是生产轻集料混凝土小型空心砌块和轻质隔墙板。
④海泥陶粒  我国沿海地区有大量的淤泥,并逐年呈上升趋势,已对海洋环境和沿海地区的生态平衡造成一定影响。近年,国内已研制成功用淤积海泥代替黏土烧制陶粒。这种陶粒规格为5~20mm,堆积密度等级为300~700kg/m³,筒压强度为1~5mpa,氯离子含量仅有0.001%,其性能指标完全达到或超过国标要求。利用淤泥生产陶粒,用其制造轻骨料混凝土及其墙体材料产品能带来十分显著的经济、环保和社会效益。能在相当大的海域范围消除赤潮污染和航道阻塞现象,有利于海湾生态环境保护和发展海洋经济。
 
⑤硅藻土陶粒  硅藻土是由较细的硅藻壳聚集、经生物化学沉积作用形成的沉积岩。呈疏松状,吸水和吸附能力强,熔点高,具有多孔结构。我国不少企业利用硅藻土质轻、多孔的特点已生产出硅藻土陶粒。
 
⑥垃圾陶粒  随着城市不断发展壮大,城市的垃圾越来越多,处理城市垃圾,成为一个日益突出的问题。
 
垃圾陶粒是将城市生活垃圾处理后,经造粒、焙烧生产出烧结陶粒。或将垃圾烧渣加入水泥造粒,自然养护,生产出免烧垃圾陶粒。垃圾陶粒具有原料充足、成本低、能耗少、质轻高强等特点。垃圾陶粒除了可制成墙板、砌块、砖等新型墙体材料外,还可用作保温隔热、楼板、轻质混凝土、水处理净化等用途,具有广阔的市场。
 
⑦煤矸石陶粒  煤矸石是采煤过程中排出的含碳量较少的黑色废石,是我国排放量最大的固体废弃物,其排放与堆积不仅占用大量耕地,同时对地表、大气造成了很大污染。煤矸石的化学成分与黏土比较相似,煤砰石含有较高的碳及硫,烧失量较大。只有在一定温度范围内才能产生足够数量粘度造宜的熔融物质,具有膨胀性能。根据它的特点,我国已研制出煤矸石陶粒。
 
⑧生物污泥陶粒  污水处理厂处理完污水后所产生的、并含有大量的生物污泥,生物污泥有的制成农用肥,有的直接用于绿化,也有的排放到海里或者焚烧,这样会造成二次生态环境污染。目前,以生物污泥为主要原材料,采用烘干、磨碎、成球、烧结成的陶粒,称为污水处理生物污泥陶粒。用生物污泥代替部分黏土土来烧制陶粒既节省黏土,又保护农田,也起到了一定的环保作用。
 
⑨河底泥陶粒  大量的江河湖水经过多年的沉积形成了很多泥沙。利用河底泥替代黏土,经挖泥、自然干燥、生料成球、预热、熔烧、冷却制成的陶粒称为河底泥陶粒。利用河底泥制造陶粒,不但会减少建材制造业与农业用地争土,而且还为河底泥找到了合理出路,解决了河底泥的二次污染问题,达到了废弃物资源化的目的。
 
⑩珍珠岩尾矿粉陶粒和陶砂  珍珠岩尾矿粉是开采和加工珍珠岩时产生的废弃物,废弃物经过干燥、预热和焙烧而制成的陶粒称为珍珠岩尾矿粉陶粒和陶砂。
 
珍珠岩尾矿粉陶粒和陶砂用于建筑保温隔热轻集料时,和其他陶粒、陶砂一样,可用于承重或非承重的建筑围护结构和制品。其保温隔热、抗震防裂、轻质高强等性能在建筑行业和热工设备中具备良好的市场发展潜力。
(2)按陶粒的强度分  陶粒按强度分为高强陶粒和普通陶粒。
 
①高强陶粒  根据《轻集料及其试验方法》gb/t17431.1-2010新标准,高强陶粒是指强度标号不小于25mpa的结构用轻粗集料。其技术要求除密度等级、筒压强度、强度标号、吸水率有特定指标外,其他指标(颗粒级配、软化系数、粒型系数、有害物质含量等)与超轻、普通陶粒相同。生产高强陶粒时产量较低,耗能较大,附加值高,销售价格比超轻陶粒、普通陶粒高。用高强陶粒配制高标号及预应力轻骨料混凝土必须均质。
 
②普通陶粒  根据《轻集料及其试验方法》gb/t17431.1-2010新标准,普通陶粒是指强度标号小于25mpa的结构用轻粗集料。普通陶粒应用较广,市场潜力大。
 
(3)按陶粒密度分  陶粒按密度分为一般密度陶粒、超轻密度陶粒、特轻密度陶粒三类。
 
①一般密度陶粒  一般密度陶粒是指密度大于500kg/m³的陶粒。它的强度一般相对较高,多用于结构保温混凝土或高强混凝土。
 
②超轻密度陶粒  超轻密度陶粒一般是指300~500kg/m³的陶粒。这种陶粒一般用于保温隔热混凝土及其制品。
 
③特轻密度陶粒  特轻密度陶粒是指小于300kg/m³的陶粒。它的保温隔热性能非常优异,但强度较差。一般用于生产特轻保温隔热混凝土及其制品。
 
(4)按陶粒形状分  陶粒按形状分为碎石型陶粒、圆球形陶粒和圆柱形陶粒。
 
①碎石形陶粒  碎石型陶粒一般用天然矿石生产,先将石块粉碎、焙烧,然后进行筛分;也可用天然及人工轻质原料如浮石、火山渣、煤渣、自然或锻烧煤研石等,直接破碎筛分而得。
 
②圆球形陶粒  圆球形陶粒是采用圆盘造粒机生产。先将原料磨粉,然后加水造粒,制成圆球再进行熔烧或养护而成。目前我国的陶粒大部分是这种品种。
 
③圆柱形陶粒  圆柱形陶粒一般采用塑性挤出成型。先制成泥条,再切割成圆柱形状。这种陶粒适合于塑性较高的等黏土原料,产量相对较低。圆柱料坯若采用回转窑焙烧,圆柱体在窑内滚动成椭圆形。
 
(5)按陶粒生产工艺分  按陶粒的生产工艺来分可将陶粒分为烧结型陶粒和烧胀型陶粒两类。
 
①烧结型陶粒 烧结型陶粒是指在生产过程中不发生体积膨胀,密度大于500kg/m³时的陶粒。它的内部只有很少的气孔,密度较大,强度较高,一般用于结构保温混凝土及其制品。
 
②烧胀型陶粒  烧胀型陶粒是指在生产过程中发生体积膨胀,密度小于500kg/m³时的陶粒。它的内部具有大量封闭型的气孔,密度很小,保温隔热性能优异,多用于保温隔热混凝土及其制品。
 
③免烧陶粒  免烧陶粒是利用少量水泥或菱镁为胶结料,以活性固体废弃物为填料,经造粒后,自然养护、蒸汽养护、蒸压养护而成的陶粒,密度500~1000kg/m³,多用于结构保温混凝土、轻质砌块和墙板。
 
(6)按陶粒性能分
 
①高性能陶粒  高性能陶粒是指强度较高、吸水率较低、密度较小的焙烧或免烧陶粒。轻集料的资源丰富,品种繁多。它有天然轻集料、固体废弃物轻集料和人造轻集料之分。根据它们的生成条件及性能看来,可以用来配制高性能混凝土的只有经特殊加工的高性能陶粒。国外一般称它为高性能轻集料,在我国也可称它为高强陶粒。
 
高性能陶粒是采用合适的原材料,经特殊加工工艺,所制造出的不同密度等级、高强度、低孔隙率、低吸水率的人造轻集料。这种轻集料的某些性能与普通密实集料相似,与普通轻集料相比性能更为优越。
 
②普通性能陶粒  普通性能陶粒是相对于高性能陶粒而言。即它的强度比高性能陶粒略低。孔隙率略高、吸水率也高。但它的综合性能仍优于普通集料。