




陶粒之所以在全世界得到快速发展,是因为它具有其他材料所不具备的许多优异性能,这一优异性能,这一优异性能使它具有了其他材料无法取代的作用。这些优异性能有以下几个方面。
1、密度小、质轻。
陶粒自身的堆积密度小于1100kg/m3,一般为300~900kg/m3。以陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100~1800kg/m3,相应的混凝土抗压强度为30.5~40.0Mpa。陶粒的特点是外表坚硬,而内部有许许多多的微孔。这些微孔赋予陶粒质轻的特性。200号粉煤灰陶粒混凝土的密度为1600kg/m3左右,而相同标号的普通混凝土的密度却高达2600kg/m3,二者相差1000kg/m3。
2、保温、隔热。
陶粒由于内部多孔,故具有良好的保温隔热性,用它配制的混凝土热导率一般为0.3~0.8W/(m?k),比普通混凝土低1~2倍。所以,陶粒建筑都有良好的热环境。
3、耐火性好,陶粒具有优异的耐火性。
普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体,特别是耐火性是普通混凝土的4倍多。对相同的耐火周期,陶粒混凝土的板材厚度比普通混凝土薄20%。此外,粉煤灰陶粒还可以配制耐火度1200℃以下的耐火混凝土。在650℃的高温下,陶粒混凝土能维持常温下强度的85%。而普通混凝土只能维持常温下强度的35%~75%。
4、抗震性能好
陶粒混凝土由于质量轻,弹性模量低,抗变形性能好,故具有较好的抗震性能。在1976年唐山***中,天津建造的4栋陶粒混凝土大板建筑均基本完好,并能照常使用。而其周围相当数量的砖混建筑都不同程度地受到震害。这虽然与建筑结构体系有关,但是陶粒混凝土具有优良的抗震性能也是一个重要原因。1976年意大利费留利地区发生9级的强烈***,统计资料表明,砖混建筑物损坏率达40%~60%,框架结构黏土空心砖建筑损坏率为33%,而陶粒混凝土建筑损坏率只有5%。陶粒的抗震性能由此可见。
5、吸水率低,抗冻性能和耐久性能好
陶粒混凝土耐酸、碱腐蚀和抗冻性能优于普通混凝土。250号粉煤灰陶粒混凝土,15次冻融循环的强度损失不大于2%。1976年有关部门对***自1985年以来所建的陶粒混凝土工程进行了实测,结果表明,无论是预制的还是现浇的,室内的与室外的,所含钢筋均未锈蚀,测的碳化深度一般不大于30㎜,后期强度还可以继续增长。由此可见,陶粒混凝土是一种优良的建筑材料,应大力推广使用。
6、优异的抗渗性
据多次测试,陶粒混凝土的抗渗性能优于普通混凝土。以20MPa陶粒混凝土与普通混凝土为例,经多次测试进行比较,普通混凝土的抗渗指数为B6,而陶粒混凝土则可达到B18至B25。1970年天津用20MPa的陶粒混凝土建造的防空通道(深3m,地下水位0.9 m),至1980年检查时没有发现渗漏现象。宁波建造的两条20MPa陶粒混凝土囤船(载重量80t),水上作业13年,从未出现渗漏现象。因此陶粒混凝土是制作水坝,地下工程的优良建筑材料之一。
7、优异的抗碱集料反应能力
陶粒混凝土不但耐腐蚀(酸、碱)性能优于普通混凝土。而且具有优异的抗碱集料反应能力。
混凝土的主要成分是水泥和集料。集料包括碎石和砂子,如果石子和砂子这些集料是白云石、石灰石或其他含有SiO2的岩石,如蛋白石、火山岩等,水泥中的碱就会和这些集料发生碱集料反应,引起岩石矿物解体或造成膨胀使混凝土开裂而崩溃,造成建筑***。这就是碱集料反应。每年国内国外都有大量的建筑物因混凝土的碱集料反应而损毁。美国20世纪80年代,统计***50万座公路桥梁,其中有20万座因碱集料反应造成不同程度的毁坏。全世界每年因碱集料反应造成的损失可以达上千亿美元。
由于陶粒不含有这些火性岩石成分,碱含量也非常低,所以它在使用过程中不会与水泥发生碱集料反应。至今为止,国内外的陶粒混凝土建筑,还没有发现一起碱集料反应的事例。事实已经表明,陶粒具有优异的抗碱集料反应能力,可在一定程度上增加安全性,延长建筑物的使用寿命。
8、适应性强
经国内外几十年生产实践证明,根据各地资源条件不同,可分别采用黏土、页岩、粉煤灰或其他固体废弃物生产陶粒。根据用途不同和市场需要,可以生产不同堆积密度和粒度的陶粒产品(超轻陶粒、结构保温用陶粒、结构用陶粒),也可生产有特殊用途的陶粒,如耐高温陶粒、耐酸陶粒和花卉陶粒等。
在使用陶粒时,可按实际需要采用不同类型的陶粒配制不同密度和强度等级的无砂大孔、全轻、超轻钢筋或预应力混凝土;可以预制成各种类型的墙体制品和建筑构件,也可用于填充,现浇,滑模等施工作业。对于各种建筑体系,如框架填充或自承重砌块建筑、一模三板、全装配大板、全线浇滑模建筑等都能适用。任何建筑物中的墙体(砌块、外墙板、内隔墙条板),楼板、屋面板、梁柱和部分基础等,都可用陶粒混凝土来制作,这是其它任何一种新型墙体无法比拟的。
陶粒滤料是一种新型的水处理滤料,广告用于冶金、石油、化工、纺织等工业废水的生化除油、除铁、除锰和过滤处理,它不仅可以作为各种类型的普通快滤池、无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池、压力滤池的滤料,也是各种净化器、乡镇小型净水器填料。陶料滤料具有疏水亲油的特点,可用于粗粒化设备中或其它机械过滤器中处理含油废水。在离子交换法处理工业废水或水质软化、除盐、高纯水制备中,陶粒可在逆流再生固定床中做树脂垫层,垫层颗粒径1-32mm,陶粒滤料还具有除铁锰的作用,除铁效果在90%以上,特别适宜于北方深井水除铁除锰,其操作方法与其它除铁滤料滤料(锰砂)相似。
陶粒可用于现浇混凝土楼面垫层,高层建筑外墙体、抗震墙、电梯间墙、屋面保温、找坡、上车楼面屋面。在造船、桥梁工程、窑炉工程、污水处理工程、油田工程中有着广泛的用途,更是生产网架轻质隔墙板、屋面保温板、空心砌块、吸声砖、不定型耐火浇注等理想骨料。近几年来应用途径不断扩展,也用于热工设备,保温库,高速公路,无土栽培绿化等。具体介绍如下:
1、用作建筑材科
在建筑工程领域里,陶粒主要用作混凝土、砌块和板材的骨料,其内部具有***细现象的蜂窝状多孔结构,具有导热系数低,吸水率小,强度高、良好的隔热、保温、防潮、抗冻、隔音、抗震等优良性能。此外,在国外某些地区还将陶粒用于承重结构,大量用于高层、大跨度建筑工程中,结构陶粒混凝土也越来越多的在大跨度桥梁、架空高速公路等大工程中应用。
2、制作保温隔热材料
陶粒制作的陶粒砌块、陶粒砖或墙板用作填料填充内墙,起保温隔热、节约能量的作用,用陶粒制作的耐火砖或砌块用于加热炉衬里,隧道窑的窑车;采用陶粒混凝土可提高建筑物的隔热、保温、隔音效果,尤其是对有特殊要求的建筑物如:计算机室、计量检测室、仪器仪表保存室等有温度要求可优先使用陶粒混凝土。
3、制作过滤吸音材料
应用陶粒可制作吸音材料,吸音隔声性能良好,超轻陶粒混凝土吸音频带宽,是性能良好的中高频吸音材料,可制作吸音砌块或板材用于影院、***及道路声屏等有特殊要求的工程。多孔吸声材料是具有许多微小的间隙和连续的气泡,因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时,主要是两种机理引起声波的衰减,首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙的空气运动,紧靠孔壁和纤维表面的空气因与孔壁的摩擦和粘滞力的作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减,反射声减弱,达到吸声的目的;其次,小孔中空气和孔壁与纤维之问的热交换引起的热损失,也使声能衰减。
4、陶粒在污水处理方面的应用
陶粒在污水处理方面,应用非常广泛。除了广泛应用于滤池方面,还应用于有发展潜力的生物膜载体上。某厂用陶粒过滤工艺处理酒厂产生的污水,***少、运行费用低、运行稳定操作、管理方便,而且陶粒滤料质轻、表面积大、有足够的机械强度、吸附力强,且价格较活性炭便宜,适宜于脱色等处理。陶粒也可用作工业滤料,此滤料具有孔隙率高、比表面积大、化学性能稳定、机械强度高,过滤水质好,不含***物质等优点,使用效果良好、效率高。
5、农业方面的应用
陶粒用作无土栽培基质,保水排水、透气性能良好、安全卫生、干净整洁、管理方便、本身无异味,形体别致、保肥能力适中、化学性质稳定、很少滋生虫卵和病原物、也不释放***物质等显著优点,适合于家庭、饭店、宾馆及公共场所等装饰花卉的无土栽培。
6、园林花卉
在园林绿化方面由于陶粒由表及里有许多微孔,具有一定的机械强度,吸水、透气、持肥能力强,小颗粒堆砌在一起形成许多空穴,透气利水,不会板结。干燥状态下没有粉尘,泡水后不会解体,不产生泥水,这种基质远优于大自然中的泥土。因为其透气利水性比泥土好,所以种花草成活率比泥土要高!全营养陶粒种植土内含:氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、硼、锰、锌、铜、钼等营养元素 , 使植物成活率更高,寿命更长。
7、石油化工
压裂支撑剂(陶粒砂)以优质铝矾土为主要原料,经破碎细磨成微粉后,配以各种添加剂,反复混练,制粒,抛光,高温烧结而成,该产品具有耐压强度高,密度低,圆球度好,光洁度高,导流能力强等优点。是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品,对增产石油***有良好效果。具有很高的压裂强度,主要用于油田井下支撑,以增加石油***的产量,属环保产品。本产品可使经压裂的油气井延长生产周期,使用方法简单,施工摩阻小,造缝能力强,费用低。
8、用于生产轻质墙板
轻质陶粒可加工成轻质墙板,具有重量轻、强度高、保温、隔热、隔声、耐火、防潮性能好、抗震、抗冲击、收缩率小等优良性能。