陶粒簡介
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發表日期：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，這層外殼呈陶質或袖質，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。
輕質性是陶粒許多優良性能中*重要的一點，也是它能夠取代重質砂石的主要原因。陶粒的內部結構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而形成的，這是陶粒質輕的主要原因。
傳統陶粒和陶砂均是以黏土和頁巖燒結而成。需要大量開采優質黏土和頁巖礦山。開采黏土要破壞耕地，開采頁巖礦山要破壞自然環境，大大加重了環境負擔，違背可持續發展的原則。固體廢棄物陶粒和陶砂是新一代生態環保產品。它代表了陶粒和陶砂的發展方向。未來的陶粒和陶砂95%以上都將是固體廢棄物生產。用固體廢棄物取代黏土和頁巖生產陶粒和陶砂，可大大降低環境負擔，消除環境污染，對實現可持續發展具有決定性意義。可用于生產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、農業秸軒、廢鋸末、廢樹枝等，大多數固體廢棄物均可用于生產陶砂和陶粒。
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，加入一定量的膠結料和水，經加工成球，燒結燒脹或自然養護而成，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。以黏土質頁巖、板巖等經破碎、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：經破碎、篩分、燒脹而成的普通型頁巖陶粒；經粉磨、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、結構保溫用的輕集料混凝土，也可用于結構用的輕集料混凝土。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海泥陶粒 我國沿海地區有大量的淤泥，并逐年呈上升趨勢，已對海洋環境和沿海地區的生態平衡造成一定影響。近年，國內已研制成功用淤積海泥代替黏土燒制陶粒。這種陶粒規格為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%，其性能指標完全達到或超過國標要求。利用淤泥生產陶粒，用其制造輕骨料混凝土及其墻體材料產品能帶來十分顯著的經濟、環保和社會效益。能在相當大的海域范圍消除赤潮污染和航道阻塞現象，有利于海灣生態環境保護和發展海洋經濟。
⑤硅藻土陶粒 硅藻土是由較細的硅藻殼聚集、經生物化學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，具有多孔結構。我國不少企業利用硅藻土質輕、多孔的特點已生產出硅藻土陶粒。
⑥垃圾陶粒 隨著城市不斷發展壯大，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，經造粒、焙燒生產出燒結陶粒。或將垃圾燒渣加入水泥造粒，自然養護，生產出免燒垃圾陶粒。垃圾陶粒具有原料充足、成本低、能耗少、質輕高強等特點。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才能產生足夠數量粘度造宜的熔融物質，具有膨脹性能。根據它的特點，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生的、并含有大量的生物污泥，生物污泥有的制成農用肥，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環境污染。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省黏土，又保護農田，也起到了一定的環保作用。
⑨河底泥陶粒 大量的江河湖水經過多年的沉積形成了很多泥沙。利用河底泥替代黏土，經挖泥、自然干燥、生料成球、預熱、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與農業用地爭土，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生的廢棄物，廢棄物經過干燥、預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構和制品。其保溫隔熱、抗震防裂、輕質高強等性能在建筑行業和熱工設備中具備良好的市場發展潛力。
（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《輕集料及其試驗方法》GB/T17431.1-2010新標準，高強陶粒是指強度標號不小于25MPa的結構用輕粗集料。其技術要求除密度等級、筒壓強度、強度標號、吸水率有特定指標外，其他指標（顆粒級配、軟化系數、粒型系數、有害物質含量等）與超輕、普通陶粒相同。生產高強陶粒時產量較低，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號及預應力輕骨料混凝土必須均質。
②普通陶粒 根據《輕集料及其試驗方法》GB/T17431.1-2010新標準，普通陶粒是指強度標號小于25MPa的結構用輕粗集料。普通陶粒應用較廣，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異，但強度較差。一般用于生產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，先將石塊粉碎、焙燒，然后進行篩分；也可用天然及人工輕質原料如浮石、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。先將原料磨粉，然后加水造粒，制成圓球再進行熔燒或養護而成。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，產量相對較低。圓柱料坯若采用回轉窯焙燒，圓柱體在窯內滾動成橢圓形。
（5）按陶粒生產工藝分 按陶粒的生產工藝來分可將陶粒分為燒結型陶粒和燒脹型陶粒兩類。
①燒結型陶粒 燒結型陶粒是指在生產過程中不發生體積膨脹，密度大于500kg/m³時的陶粒。它的內部只有很少的氣孔，密度較大，強度較高，一般用于結構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過程中發生體積膨脹，密度小于500kg/m³時的陶粒。它的內部具有大量封閉型的氣孔，密度很小，保溫隔熱性能優異，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料，以活性固體廢棄物為填料，經造粒后，自然養護、蒸汽養護、蒸壓養護而成的陶粒，密度500～1000kg/m³，多用于結構保溫混凝土、輕質砌塊和墻板。
（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于普通集料。
