陶粒的应用

陶粒的应用陶粒具有轻质、高强、节能、保温、多孔、外壳坚硬等共同特点，根据陶粒不同性能特质，可应用于下列行业：1.建筑陶粒：（1）质轻、对应强度高：陶粒的堆积密度（200～1200kg/m3），相当于砾石堆积密度的40～50％，可配置强度等级为LC10～80的陶粒混凝土，其制作的构筑自重轻，改革“肥梁、胖柱、深基础”的建筑体系。通过多次试验（LC--40）测得陶粒混凝土的表观密度远低干普通混凝土的容重，均小于1770kg/m3，陶粒混凝土的表观密度比同标号普通混凝土轻27～33％，抗压强度均基本达到40Mpa。对于超强保温陶粒在堆积密度1200kg/m3左右，筒压强度可达到15Mpa。（2）隔热保温性好：由于陶粒内部有许多细微不通气孔，因而不仅使其密度小，而且导热系数低，一般为0.15～0.33W/m.k，用以配置的陶粒混凝土的导热系数为0.2～0.65W/m.k，比普通混凝土的导热系数低50～60％左右，隔热保温性能较好。（3）耐火性能优异：由于陶粒是经高温（1150～1350℃）焙烧而成,通过化学成份分析，其内含有较多的二氧化硅（SiO2）和三氧化二铝（Al2O3）因此耐火度较高。通过试验资料表明，建筑物发生火灾时，在650℃高温下，陶粒混凝土的强度损失约15％，耐火时间4h；而普通混凝土的强度损失约25～65％，耐火时间约1h；按此推算，在同一耐火周期内，，陶粒混凝土板材的厚度比普通混凝土板材的厚度减薄约20％。陶粒混凝土制作的耐火砖由于耐火度高、轻质高强、导热系数低、线性收缩小，可成为优质隔热保温轻质耐火材料。（4）抗震性能好：陶粒混凝土自重轻、弹性模量低、一变形性能好，所以抗震性能优于普通混凝土。经测定，陶粒混凝土相对抗震系数为109，而普通混凝土为84，砖砌体为64。如1976年意大利费留利地区发生9级的大强震，据统计资料表明，砖混建筑物损害率达40～60％，框架结构粘土空心砖建筑损害率为33％，而陶粒混凝土建筑损害率只有5％。（5）抗冻性能、耐久性能好：经我公司试验检测，粉煤灰陶粒混凝土的抗冻性能（－15℃），冻融循环50、100、150次时，混凝土强度损失分别为4.9％、9.5％、15％，均低于≤25国际要求。另由干陶粒是烧出来的，属陶质惰性，无活性成份，其化学性稳定。故粉煤灰陶粒混凝土的抗冻性能、耐久性能优于普通混凝土，在我国寒冷潮湿地区可放心使用。（6）抗渗性能好：由于陶粒的孔结构特征故在同等强度、同等水灰比和同等水泥用量的前提下，粉煤灰陶粒混凝土的抗渗性能明显优于普通混凝土。以MU20和MU25为例：粉煤灰陶粒混凝土的渗透系数分别为29.8×1013(m.s-1)和18.0×1013(m.s-1)，普通混凝土的渗透系数分别为116×1013(m.s-1)和64.8×1013(m.s-1)，粉煤灰陶粒混凝土的抗渗性能比普通混凝土要来得优越。（7）耐蚀性能强：混凝土耐化学侵蚀的能力主要与集料的耐蚀性有关。粉煤灰陶粒混凝土的粗集料是粉煤灰陶粒、细集料为砂子。因为粉煤灰陶粒的耐蚀性是影响粉煤灰陶粒混凝土耐化学侵蚀性的主要因素。由于粉煤灰陶粒的化学稳定性好、其混凝土的抗渗性能优，因此粉煤灰陶粒混凝土的耐蚀性能比普通混凝土强。（8）抗冲击性能优：粉煤灰陶粒混凝土的抗冲击性能优于同标号和同规格的普通混凝土。1967年天津市建筑构件公司等单位曾对粉煤灰陶粒混凝土四孔板（3600mm×600mm×160mm）和同规格普通混凝土四孔板作了对比性的抗冲击试验。试验证明，粉煤灰陶粒的抗冲击性能优于普通混凝土。（9）弹性模量低：混凝土的弹性模量主要取决于水泥砂浆和粗集料的弹性模量及两者在混凝土中的含量比例。经检测，粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量为1.4×105～1.8×105（kg.cm2），比普通混凝土低30%～40%。主要原因是：在相同应力阶段，粉煤灰陶粒混凝土的变形比普通混凝土大。虽然粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量低于普通混凝土，经国内外实践经验，适当调整设计参数，可以满足各类工程的设计、施工、使用要求。（10）吸声性好：陶粒混凝土由于陶粒的孔结构特征，具有很好的吸声作用。经测定：陶粒混凝土的全频带吸声系数＞0.4，峰值频率吸声系数＞0.65，均优于普通混凝土。（11）施工适应性好：由于陶粒混凝土的可泵性强、和易性好、自密实及工作可靠等特点，可配制不同密度、不同强度、不同用途的干硬性混凝土、超强保温混凝土、轻质高性能混凝土、无砂大孔混凝土、透水混凝土、结构（钢筋、予应力、剪力墙）混凝土、特种（防火、耐热、抗腐蚀、抗静电、抗渗等）混凝土及墙体制品，完全可替代砾石。（12）经济效益好：依据国外资料介绍，应用烧结陶粒的高层建筑，可减轻建筑重量15～25%；应用陶粒的框架结构，可降低建筑造价10～15%。依据国内实践，应用烧结陶粒混凝土小型空心砌块（内墙、外墙）的八层建筑，与实心粘土砖相比，可增加使用面积4%，减轻墙体重量45%，节能钢材10%，降低建筑造价5%；应用烧结陶粒混凝土板材（楼板、屋面板、墙板）的九层建筑，与普通混凝土板材相比，可减轻结构重量20%，节省钢材18%，降低建筑造价10%；应用烧结陶粒混凝土现浇结构（减力墙体系）的六层建筑，与普通混凝土结构相比，可减轻建筑重量13%，降低建筑造价7%；应用烧结陶粒混凝土桥梁工程（净跨50m），与普通混凝土桥梁相比，可节约木材10%，节约钢材6.3%，节约水泥7%。此外，生产的陶粒滤料可替代国外进口滤料，花卉陶粒、蓄热球等可出口创汇。2.生物陶粒（碎石陶粒）：（1）粒径均匀、强度高、表面微孔丰富、比表面积大、形成稳定性、高活性的生物膜，利于微生物生长繁殖，易挂膜且生物量大，对NH3-N、COD的去除效果好，截污能力强（一般9～13kg/m3），处理出水水质高。（2）滤料层孔隙分布均匀，表面孔径为适宜微生物生长的中孔和大孔，易于微生物生长繁殖、老化脱落，克服了因滤料层孔隙分布不均匀而造成的水头损失大，易堵塞、板结的问题。（3）堆积密度适中，比重均匀，强度大，反冲洗所需时间短，能耗低，水头损失小，耗水量低、仅为石英砂滤料的30～40％，使用周期长（工作周期＞24h），周期产水量达800～1000m3/m2，，克服了难控制和易跑料的缺陷，省电省工。（4）在同等条件下，过滤速度高，一般为15～20m/h，最高可达35m/h。与砂滤池比较平均滤速高20～50m/h？？？？？？。（5）在离子交换法处理工业废水或水质软化、除盐、高纯水制备巾，陶粒可在逆流再生固定床中做树脂垫层，颗粒1～32mm。（6）由于陶粒近似球形，颗粒之间形成架桥，中小、细微物质在此处絮凝，形成较大物质团易于沉淀过滤。（7）由于陶粒的吸附性、疏水亲油性，可去除工业废水、生活给排水中的重金属并回收。如其除铁效果为90％，可深井除铁；也可用粗粒化设备或机械过滤器中处理含油废水、油水分离；也可用于工业废气过滤、净化材料。（8）不含任何对人体和环境有害的物质，机械强度高、耐冲耐磨损，生物、化学稳定性及热力学稳定性好。3.无土栽培基质陶粒：陶粒作为无土栽培的一种无机基质，由于采用科学配方、高温（1050～1250℃）烧制的一种园形（或碎石形）、颜色各样的产品。具有锚定植株，保水、保肥、透气，有一定的化学缓冲能力（如稳定的氢离子浓度、处理根系分泌物、保持良好水、气、养比例）作用外，还具有以下特点（与无机基质—土壤、砂、石、珍珠岩、蛭石等比较）。（1）具有一定大小的固体形状和粒径级配（1mm；1－5mm；5－10mm；10－20mm；20－50mm）。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资源状况加以选择。（2）具有良好的物理性质,，陶粒表面粗糙坚硬、比表面积大，保水保肥又透气。粒径级配一般在1～10mm，总孔隙度55％，容重为600～900kg/m3，空气容积为25－30％，陶粒的水气比为1：4。确保植物在不同生长期、开花期、果实期根系所必需的水分、养料、氧气，（3）由于陶粒具有稳定的化学性质，本身不含有对人体及植物有害成分，不使营养液发生变化，对环境无污染，无毒、无味、无菌、不腐、不燃、耐碱，不易滋生蝇虫及病菌,种植干净卫生，无粉尘泥水，省心省力,安全卫生。（4）具有良好的阳离子交换和吸附性，可改变土壤（砂性土壤、粘性土壤、盐碱土壤等）结构。（5）陶粒本身的缓冲能力，阻碍PH值的迅速变化，使肥料在作物生长介质中缓慢释放。（6）陶粒本身含有植物生长所需微量元素（Cu、K、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn等），可对植物营养所求起到微量调节，达到保肥、保水、储水、透气。（7）轻便（650～850kg/m3）美观（配制各种颜色），适于楼堂馆所装饰，由于陶粒具有吸附有害物质（氨、甲醛、苯、二甲苯等）的能力，防止室内空气污染。（8）陶粒可根据不同植物根系对氢离子浓度（PH值）、电导度EC的营养生理需求，而进行氢离子浓度（PH值）、电导度EC的调配，确保根系周围环境湿度要求。