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30.5~40.0Mpa。陶粒的特点是外表坚硬,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号粉煤灰陶粒混凝土的密度为1600kg/m3左右。我国陶粒砂主要用于石油支撑剂,也是需求量的陶粒砂品种之一,也叫石油压裂支撑剂陶粒砂。
陶粒具有优异的性能,如密度低、筒压强度高、孔隙率高,软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小,内部多孔,形态、成分较均一,且具一定强度和坚固性,因而具有质轻,耐腐蚀,抗冻,抗震和良好的隔绝性等多功能特点。利用陶粒这些优异的性能,可以将它广泛应用与建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门,应用领域越来越广,还在继续扩大。
在陶粒发明和生产之初,它主要用于建材领域,由于技术的不断发展和人们对陶粒性能的认识更加深入,陶粒的应用早已超过建材这一传统范围,不断扩大它的应用新领域。陶粒在建材方面的应用,已经由下降到80%,在其他方面的应用,已占20%。随着陶粒新品质、新用途的不断开发,它在其他方面的比例将会逐渐增大。
性能陶粒之所以在全世界得到快速发展,是因为它具有其他材料所不具备的许多优异性能,这一优异性能使它具有了其他材料无法取代的作用。这些优异性能有以下几个方面。
保温、隔热
华文陶粒提供的陶粒由于内部多孔,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。
耐火性优异
普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体,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,粉煤灰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%。而普通混凝土只能维持常温下强度的35%~75%。
抗震性好
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。而其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。