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陶粒种类这么多,你知道耐火材料应该用哪一种吗?

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陶粒种类这么多,你知道耐火材料应该用哪一种吗?

发布日期:2019-07-07 作者: 点击:

陶粒种类这么多,你知道耐火材料应该用哪一种吗?

贵州陶粒告诉你陶粒,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。

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。

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。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。

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。

陶粒的特性

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30~40MPa。陶粒的最大特点为外表坚硬,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.耐热性好。陶粒具有优异的耐火性。普通陶粒混凝土或陶粒混凝土砌块集保温,抗震,抗冻,耐火等性能为一体,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,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年唐山大地震中,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。而且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级的强烈地震,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建筑物损坏率为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号陶粒混凝土,15次冻融循环的强度损失不大于2%。1996年有关部门对全国自1985年以来所建的陶粒混凝土工程进行实测,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,测得碳化深度一般不大于30mm,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,应加大力度推广使用。

6.优异的抗渗性。根据多次测试,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0.9M),至1980年检查时未见渗漏现象。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。

陶粒的分类

(1)粉煤灰陶粒

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。

(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,贵州陶粒要说它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,是我国排放量最大的固体废弃物,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。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。

陶粒的性质

陶粒是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形,表面光滑而坚硬,内部呈蜂窝状,有密度小、热导率低、强度高的特点。在耐火材料行业中,陶粒主要用于作隔热耐火材料的骨料。

陶粒分为黏土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒和煤矸石陶粒。耐火材料主要使用页岩陶粒,其化学成分为SiO₂=58%-62%,A1₂O₃=19%-22%,Fe₂O₃=7%-8%。物理性能:堆积密度400-510kg/m³,筒压强度2.5MPa,耐火度1290℃,粒度10-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0.3mm。

陶粒的制造

陶粒的生产包括原材料处理、配料、成型、预烧、焙烧、冷却和筛分等过程。其中,最为重要的是焙烧过程。焙烧过程中,料球软化并具有一定的黏度,料球中的发泡物质产生气体,促使料球膨胀,随后冷却形成多孔轻集料。

陶粒中各种化学成分的作用和控制范围如下。

①陶粒中的熔质物质为SiO₂、Al₂O₃,熔剂物质为CaO、MgO、Fe₂O₃、K₂O和Na₂O等。熔质物质含量越低,需要焙烧的温度越低。但比值过小时,液相黏度太小,膨胀气体容易溢出,对发泡不利。熔质与熔剂比值越高,需要焙烧温度越高,液相黏度太高,也对发泡不利。经验说明:熔质和熔剂的比例为3.5-10时,有良好的膨胀性能。

②SiO₂的含量宜控制在55%-65%,A1₂O₃的含量宜控制在13%-23%。

③CaO、MgO的含量宜控制在6%-8%。钙、镁是助熔物质,起稀释液相的作用。贵州陶粒还要说但是,钙、镁含量过高,缩小焙烧温度范围,降低发泡性能,并导致结圈。同理,K₂O+Na₂O的含量以2.5%-5.0%为佳。如果钾、钠过高,液相黏度太低,不利于膨胀。

④Fe₂O₃的含量4%-10%。Fe₂O₃含量过高,缩小焙烧温度范围;Fe₂O₃含量过低,发泡物质含量不足,致使陶瓷的体积密度偏高。陶粒的膨胀类似于漂珠,也是碳-铁氧化-还原反应。


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