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。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。
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。
按原料分类
目前我国陶粒砂主要用于石油支撑剂,也是目前需求量的陶粒砂品种之一,也叫石油压裂支撑剂陶粒砂。石油天然气深井开采时,高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后,使含油气岩层裂开,油气从裂缝形成的通道中汇集而出。用高铝支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中,起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用,从而保持高导流能力,使油气畅通,增加产量。实践证明,使用高铝支撑剂压裂的油井可提高产量30-50%,还能延长油气井服务年限,是石油、天然气低渗透油气井开采、施工的关键材料。产品应用于深井压裂施工时,将其填充到低渗透矿床的岩层裂隙中,进行高闭合压裂处理,使含油气岩层裂开,起到支撑裂隙不因应力释放而闭合,从而保持油气的高导流能力,不但能增加油气产量,而且更能延长油气井服务年限。其主要是以优质铝钒土、煤等多种原材料,经过破碎,细碎,粉磨、制粒和高温烧结等多道工艺制作而成,具有耐高温、高压、强度高、导流能力强、及耐腐蚀等特点,主要用于油田井下支撑,以增加石油天然气的产量,属环保产品。是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品,对增产石油天然气有良好效果。
(2)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5㎜以上的轻粗集料,称为黏土陶粒。
(3)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5㎜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)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。
(5)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,煤矸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黏度适宜的熔融物质,具有膨胀性能。根据它的特点,我国已研制出煤矸石陶粒。
煤矸石陶粒是将符合烧胀要求的煤矸石经破碎、预热、烧胀、冷却、分级、包装而生产出来的。得到的陶粒产品质量完全符合国家标准,部分技术指标超过国家标准,达到了国外同类产品质量,该产品具有创新性、先进行、属环保类产品。
(6)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。
(7)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、焙烧、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。
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5㎜以上的轻粗集料,简称粉煤灰陶粒。
按强度分类
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/T 17431.1—1998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50%左右。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/T 17431.1—1998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。
按密度分类
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。