长沙陶粒陶粒的原料分类与粉煤灰陶粒的介绍——畅材陶粒-安徽畅材节能科技有限公司

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陶粒的原料分类及粉煤灰陶粒的介绍及其在水处理方面的应用

陶粒填料的开发研究陶粒的概念陶粒是以粘土、页岩、煤研石、粉煤灰等为主要原料，掺加少量粘结剂、附加剂等经加工成粒或粉磨成球，再经烧胀等工艺制成的一种人造轻型骨料。页岩陶粒外表坚硬，里面遍布小孔。粒径在2mm-20mm之间。一般而言，普通陶粒比表面积为300-1000m2/m3、堆积密度为200-1000kg/m3、孔隙率达到30%以上。早期的陶粒大多采用页岩直接烧制而成，为不规则状。近来出现的球形轻质陶粒，大多采用粘土为主要原料，添加适当的化工原料做膨胀剂，经过高温烧制而成。黏土陶粒因为其烧制原料是黏土的原因，现在被广泛应用与无土栽培和花卉种植方面。

粉煤灰陶粒混凝土是轻骨料混凝土的一种，粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原料，掺加适量粘结剂，经加工成球，烧结或膨胀而成的一种人造工业废料轻骨料。粉煤灰陶粒中，粉煤灰掺量视粉煤灰和粘结剂的性能而定。烧结法一般可达80%～90%，回转窑法多数为30%~40%，至多可达60%~80%。由于粉煤灰陶粒自身的性能因素，使其拥有以下三大效益：

一、粉煤灰陶粒的环境效益

1、防止环境污染：粉煤灰是火力发电厂排放的工业废渣。随火力发电的装机容量迅速增加，排灰量也相应急剧增多，对环境的污染更趋严重。因此，当前除大量用于筑路和造地外，积极开发粉煤灰大用量的项目迫在眉睫。但这些举措仍旧不能有效的抑制粉煤灰对环境的污染，而现在世界上陶粒的需求量急剧增加，开发一种使用粉煤灰为主要原料的制作陶粒的方法就对此有很大的帮助了。目前粉煤灰用作混凝土掺合料比较普遍，但是受到混凝土耐久性影响的限制，粉煤灰掺量都不大。为加大粉煤灰利用量，都在进行大掺量粉煤灰混凝土的研究和应用实践。
如果用粉煤灰陶粒取代天然石子作为混凝土的轻骨料，以混凝土为产品来计算，则单方混凝土的用灰量可大大增多。采用粉煤灰陶粒混凝土同时采用大掺量粉煤灰技术，若再用粉煤灰陶砂取代普砂，则粉煤灰在混凝土中的利用量更将急剧增大。

2、保护生态平衡：普通混凝土所用骨料几乎都取自自然资源。大量开掘将严重破坏自然界的生态平衡和山区的绿化植被，祸及子孙后代。若能利用粉煤灰生产陶粒，将工业废渣粉煤灰转化成为混凝土用的骨料，则不仅开辟了新的建筑材料资源，而且保护了自然资源。

二、粉煤灰陶粒的工程效益

近年来，高强度高性能混凝土的研究和开发已成为混凝土行业中主要发展趋向。粉煤灰陶粒用于配制混凝土，不仅在于降低混凝土的表观密度，而且可以使混凝土的保温、耐火以及抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能获得显著改善。天津市的研究和工程实践表明，钢筋粉煤灰陶粒混凝土的抗震性能优于普通混凝土，其基本原因：建筑物自重小，减少了地震力；粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量低，加长了建筑物的自震周期，从而也使地震力减小。1919年，美国建造的一艘7500t陶粒混凝土油船“Selma”号，于1922年部分沉没在Galveston 海湾中，距今已近80年，遭受极其严酷的耐久性考验，该船体仍完好无损。陶粒混凝土材料在水下的严苛环境中80年没有大的改变，这就说明了陶粒混凝土的优异性能，抗反应能力出众。我国一些单位也已开始对高性能轻骨料混凝土进行研究，永定新河高速公路两侧的引桥，通过优化设计，决定引桥的上部结构采用LC40陶粒混凝土代替原设计的普通混凝土。优化方案比原设计方案可节省混凝土13509m2，普通钢筋254.4t和预应力钢筋165.4t词。虽然使用陶粒作为骨料的成本是大于雍石子作为骨料的，但是使用陶粒混凝土可以大大减少混凝土中其他材料的使用，综合来看是更加节省的做法。

三、粉煤灰陶粒的能源效益

粉煤灰陶粒是属于人造轻骨料，其加工生产过程中必须消耗一定的能源。一般情况下，每立方米高强粉煤灰陶粒的电耗为40~50kWh，热耗90~110kg标煤。与天然石子相比，陶粒的能耗大。但是，粉煤灰陶粒混凝土的表观密度显著小于普通混凝土，所以其导热系数大大降低。以密度等级为1900的陶粒混凝土为例，其导热系数为1.01W/m·k，而普通混凝土则高达1.80W/m.k。因此，陶粒混凝土的应用可以大大降低建筑物的使用能耗（采暖、空调），满足建筑节能的要求。从这点上讲，美国曾将陶粒称为“节能产品”。80年代初，上海市在岚皋路试点建造了20层陶粒混凝土高层建筑。该建筑的墙体采用钢筋陶粒混凝土，并进行了热工测试。对于建筑物的能耗分析认为，由于陶粒生产的能耗高，建造总能耗要比采用普通混凝土增加7.15%。但由于陶粒混凝土的保温性能好，每年每㎡建筑面积可节省1.1kg标煤。这样，11.5年即可收回所增加的一次性建造能耗。粉煤灰陶粒的其他优异性能也等待着我们去发掘。

再说陶粒在生物膜的应用方面的分析：

生物膜在填料上形成的关键是微生物在载体表面的固定情况。

微生物在载体表面附着并实现固定化是微生物表面与载体表面之间的相互作用。这种相互作用的过程与微生物自身特性有关，同时也与固定载体的物理化学特性及环境因素（如pH值、离子强度、水力剪切力、温度等）密切相关。微生物向载体表面的输送有主动运输和被动运输两种方式，其中主动运输起着主导的作用。微生物转移到载体表面后，首先形成的是可逆附着。可逆附着实际上是一个附着与解析的双向动态过程。不可逆附着是指微生物在可逆附着过程中分泌的粘性代谢产物牢牢地粘封在载体表面，使得附着过程成为不可逆。不可逆附着是微生物膜群落的基础。这个特性就决定了陶粒在水处理和作为滤料方面有着得天独厚的优势，而陶粒的更多的使用方法正在被逐步发现。

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