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,造成建筑破坏。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,统计全国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。
陶粒按形状分为碎石型陶粒、圆球形陶粒和圆柱形陶粒。
(1)碎石形陶粒
碎石型陶粒一般用天然矿石生产,先将石块粉碎、焙烧,然后进行筛粉;也可用天然及人工轻质原料如浮石、火山渣、煤渣、自然或煅烧煤矸石等,直接破碎筛分而得。
(2)圆球形陶粒
圆球形陶粒是采用圆盘造粒机生产。先将原料磨粉,然后加水造粒,制成圆球再进行焙烧或养护而成。目前我国的陶粒大部分是这种品种。
(3)圆柱形陶粒
圆柱型陶粒一般采用塑性挤出成型。先制成泥条,再切割成圆柱形状。这种陶粒适合于塑性较高的等黏土原料,产量相对较低。圆柱料坯若采用回砖窑焙烧,圆柱体在窑内滚动成椭圆形。
烧胀陶粒由于其内部具有大量空隙,当水从陶粒层穿过时,就可以大量吸收水中的杂质,因些,烧胀陶粒被用来作为一种优质过滤材料。它在过滤方面的应用主要有以下几个方面。
(1)在污水处理中的应用 用目前,我国已大量使用陶粒处理城市污水。全国有几十家污水处理厂采用陶粒作过滤材料,取得了十分满意的效果,具有过滤成本低、效率高等优点。用陶粒作过滤介质用以净化污水或过滤其他液体的应用正日益扩大。
(2)在生活用水过滤中的应用 用陶粒生产自来水也是这几年开发的新用途。这主要是用烧结或烧胀陶粒过滤生活用水,陶粒无味,过滤效果好,今后会得到更广泛的应用。
(3)在化工生产过滤工艺中的应用于 在化工生产中,有很多产品的生产需要将液体物料或水进行过滤。在这一过滤工艺中,往往需要各种滤质。使用陶粒作滤质材料具有易清洗、可反复使用等优点,在化工生产中得到越来越广泛的应用。破碎型轻质陶砂还可用于滤水工程上代替无烟煤-石英砂双层滤料。如重庆建筑工程学院曾研究利用丰富的开口孔隙吸附比表面为0.5-2.5mm的破碎型轻质陶砂,用于工业用水滤水工程,可提高滤水产量1-2倍,该技术还具有工作周期长、截留杂质质量高、水头损失少等一系列特点。他们已在成都、重庆作了工程试点,取得了较好效果,为陶砂开发利用提供了新途径。另外,陶粒还可用于石油工业中的重油脱水等。
(4)在食品及饮料中的应用 在食品工业中,所采用的水都要进行过滤,在过滤过程中,可以使用陶粒作为助滤剂。在饮料工业中,陶粒的用途更加广泛,例如白酒、啤酒都需要大量的助滤剂,经助滤剂过滤的酒类才会清沏透明。原来的助滤剂主要为硅藻土等,现在许多厂家已改用陶粒作助滤剂。另外,矿泉水、饮料水的生产也都在采用陶粒作滤质。所以陶粒在食品及饮料工业中也将会大显身手。
(5)在吸音材料方面的应用 由于陶粒为多孔结构,特别是膨胀陶粒,孔隙率更高。它的这些孔隙可以有效吸取声波,因此,陶粒已被用来生产吸音隔音材料。例如用它生产装饰墙板、吸音吊顶等都具有非常满意的效果。陶粒板材,吸音频率范围宽(1200-3000Hz),吸音系数可达70%。
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