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陶粒生产的与膨胀机理的介绍

探讨陶粒原料先从陶粒说起。陶粒是一种人造轻集料，它是以页岩、海泥粘土、泥岩、粉煤灰、煤矸石等为原料，经加工成料（球）再烧胀成的人造轻骨料，它是一种外部为铁褐色、棕红色坚硬外壳，表面有一层隔水保气的釉层，内部具有封闭式微孔结构的多孔陶质粒状物。由于陶粒内部的微孔多孔结构，使陶粒具有容重小、强度高、保温隔音效果好、防火、抗冻、耐化学腐蚀、耐细菌腐蚀、抗震性好及施工适应性强等优良性能。所以，陶粒和陶砂的应用领域十分广泛，目前主要用于建筑保温砼、结构保温砼、高层结构砼、陶粒砼空心砌块；其次在筑路、桥涵、堤坝、水管等方面也有利用；农业上用于改良重质泥土和无土栽培的基床材料；近年来，在油漆、橡胶、尼龙方面用作填料。陶粒因分类依据不同而种类名称繁多。按形状可分为：普通型、圆球型（造粒型）、碎石型（破碎型）3种。前者是将矿石破碎至所需粒度、筛分、熔烧而成；圆球型是将矿石（土）破碎、磨成粉，有时加入一定添加剂，加水成球后再焙烧而成；后者是大块矿石直接焙烧成陶粒块（膨胀页岩），或前两种陶粒焙烧中的烧结块加工破碎而成。如果按主要原料不同可分出若干种。如粘土陶粒是以各种未成岩的粘土（亚粘土、黄土、泥等）为主要原料，经加工成球，再烧胀而成的人造轻骨料；页岩陶粒是以各种页岩（粘土质页岩、碳质页岩、凝灰质页岩、介壳页岩、铁质页岩等）、板岩、千枚岩等为主要原料，经加工成粒或粉磨成球，再烧胀而成；由此类推，还有油页岩陶粒、泥岩陶粒、煤研石陶粒、粉煤灰陶粒、垃圾陶粒、污泥陶粒、淤泥陶粒等等。按陶粒容重大小，可分为一般容重陶粒（容重>500kg/m'）；超轻陶粒（容重200~500kg/m2）；特轻容重陶粒（容重<200kg/m2）。按颗粒大小分：粒径≥5mm者叫陶粒；而粒径<5mm者谓之陶砂。

陶粒的膨胀机理当前认为：烧陶粒的物料（料粒或料球）要膨胀必须具备两个基本条件，一是在膨胀温度下能够产生适当的粘度和表面张力；二是与此同时产生足够的气体。物料在膨胀温度时，其内部的粘度低到一定程度，使物料在气体作用下得以膨胀；但粘度和表面张力又不能太小，以防止形成的气泡破裂。料球（粒）表面应比其内部有较高的粘度，一方面防止物料内部产生的气体外逸，另一方面减少料球（粒）热塑时的表面张力，如果气体的膨胀力过大，会使料球破碎，气体外逸；膨胀力太小，则不膨胀。可见陶粒的膨胀性是因其料球（粒）熔融体有一定粘度，并在烧熔时产生挥发性气体而导致的。陶粒原料的物理性能原料的物理性能也是陶粒致膨因素之一。物料的颗粒愈细对膨胀愈有利，一般要求泥级颗粒占主要部分，含砂量越少越好，原料的可塑性与陶粒的容重成反比关系，一般要求原料的塑性指数不低于8，原料的耐火度不能过高，若耐火度太高，热塑时粘度就大，对膨胀不利，但也不能过低，耐火度过低则容易造成粘结。一般耐火度以1050~1200℃为宜；软化温度范围是指物料开始软化至熔融时温度的范围。软化温度范围愈大，膨胀温度范围也就大，对膨胀有利，也便于热工操作。料球（粒）中气体反应应发生在软化温度范围内对膨胀才有意义。

为了使烧制的陶粒有更好的性能，应该优先选用优质的原材料。优选陶粒原料时应选一种原料就能膨胀的，尽力杜绝多元配方，配方的元素愈多，工艺愈复杂，生产成本也越高。、选用陶粒原料及膨化剂时，力争就近取材，原料供应地距生产厂越运感好，避免舍近求远，但生产厂又必须靠近市场或用户。

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