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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,这层外壳呈陶质或釉质,具有隔水保气作用,并且赋予陶粒较高的强度。
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。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。免烧陶粒因所用固体废弃物不同,颜色各异,一般为灰黑色,表面没有光泽度,不如焙烧陶粒光滑。
陶粒的粒径一般为5~20㎜最大的粒径为25㎜。陶粒一般用来取代混凝土中的碎石和卵石。
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。
陶粒的细小颗粒部分称为陶砂。在陶粒中有许多小于5㎜的细颗粒,在生产中用筛分机将这部分细小颗粒筛分出来,习惯上称之为陶砂。陶砂的密度略高,化学和热稳定性好。陶砂主要用于代替天然河砂或山砂配制轻集料混凝土、轻质砂浆,也可作耐酸、耐热混凝土细集料。主要品种有黏土陶砂页岩陶砂和粉煤灰陶砂等。使用陶砂的目的也是为降低建筑物自重。陶砂也可用于无土栽培和工业过滤。
 
陶粒用途
建筑材料
陶粒混凝土已广泛应用于工业与民用建筑的各类型预构件和现浇混凝土工程中(如预应力和非预应力的、承重结构或围护的、隔热或抗渗的,静载或动载的)。陶粒还可应用于管道保温、炉体保温隔热、保冷隔热和隔音吸声等其他建筑材料;亦可用作农业和园林中的无土基床材料及滤水材料。
绿化材料
由于陶粒具有多孔、质轻、表面强度高的特殊构造,用于园林绿化、室内绿化即满足了植物含水的需要,同时也满足了透气的要求,尤其是其无粉尘、质轻的特点已经越来越多地应用到室内观赏植物的养殖中了。
饮食卫生材料
陶粒除了具有多孔、轻重、表面强度高等物理性能外,在生产过程中还使其具有了一定的活性物质,因而已开始用于与日常生活有关的饮水、洗浴等方面来,如过放在饮水机中过滤饮用水、放在淋浴花洒的手柄中增加水的活性等等。
工业过滤材料
陶粒的活性物质还被大量用于工业中。生物的陶粒滤料可作为工业废水高负荷生物滤料池的生物挂膜载体,自来水的微污染水源,预处理的生物滤池,含油废水的粗粒化材料,离子交换树脂垫层,微生物干燥贮存;适用于饮用水的深度处理,它具有吸附水体中的有害元素、细菌、矿化水质,是活性生物降解有害物质效果最好的滤料,和生物滤池中最好的生物膜载体。
 
前景展望
 技术可行性分析
污水厂污泥是在一系列水处理工艺中从污水中分离出来的生物固体。其无机成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,类似粘土的主要成分。据福航公司李联盟介绍,烧制陶粒时,原料的化学成分是致陶粒膨胀的主要因素。按其作用可分为3类:其一是成陶成分,有SiO2、Al2O3及Fe2O3,在原料中占3/4;其二是起助熔作用的熔剂氧化物,有Na2O、K2O、FeO、MgO等;其三是发气物,在物料高温时产生气体,如H2O、O2、CO2、CO、H2等。经过上百件样的试烧,不添加助胀剂的原料化学成分多在以下范围(%):SiO2:48~68、Al2O3:12~18、Fe2O3:5~10、K2O+Na2O:2.5~7.0。原料的化学成分如能控制在上述 范围内,多数料球都能烧胀。学者Riley在研究粘土陶粒烧胀性时,发现在某温度范围内,当所用陶粒原料的化学成分处于某一范围时,所得陶粒均具有良好的烧胀性。据此,他提出了用三元法表示原料化学成分的Riley三角形,并具体圈定形成适宜粘度的原料化学成分范围%;适宜粘度的原料化学成分范围为SiO2:53%~79%,Al2O3:10%~25%,Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO等熔剂之和13%~26%。
 
 经济效益
以轻质陶粒代替砾石制成的超轻陶粒混凝土小型空心砌块和隔墙板是性能优良的新型墙体材料,在建筑行业中有广泛的应用。
根据测算,陶粒混凝土应用于高层建筑,可以减轻建筑物自重30%,减轻劳动强度20%,降低造价10%。云南省设计院曾对21M跨度的小型网架作过结构费用对比分析。当采用陶粒轻混凝土屋面板时网架自重比普通钢筋混凝土材料减轻了1.78kg/m3,按网架造价5000元/t计算可减少网架结构费用8.9元/m3。工程应用结果表明,超轻陶粒应用于屋面其技术经济指标较佳。
 
 环境效益
以污水厂污泥制成轻质陶粒,变废为宝,将大大减轻日益严峻的污泥处理问题。福航公司李联盟介绍,在处理过程中,大量病原菌被高温杀死,且重金属固结在陶粒中,消除了污泥农用过程中,重金属从农产品进入食物链,最终进入人体,并在人体内富集的问题,避免了二次污染的产生,真正体现了固体废物处理的无害化、减量化、资源化原则,环境效益显著。

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