高强陶粒产品概述

第一节 产品定义、性能及应用特点

1、高强陶粒定义

根据（轻集料及其试验方法）GB/T17431.1—1998新标准，高强陶粒是指强度标号不小于25MPa的结构用轻粗集料。其技术要求除密度等级、筒压强度、强度标号、吸水率有特定指标外，其他指标(颗粒级配、软化系数、粒型系数、有害物质含量等)与超轻、普通陶粒相同。生产高强陶粒时产量较低，耗能较大，附加值高，销售价格比超轻陶粒、普通陶粒高50%左右。用高强陶粒配制高标号及预应力轻骨料混凝土必须均质。

2、陶粒的性能

颗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，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。

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30.5～40.0Mpa。陶粒的最大特点是外表坚硬，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，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）耐火性好，陶粒具有优异的耐火性。

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%。

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。

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号粉煤灰陶粒混凝土，15次冻融循环的强度损失不大于2%。1976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了实测，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，测的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，应大力推广使用。

6、优异的抗渗性

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年检查时没有发现渗漏现象。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。

7、优异的抗碱集料反应能力

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。

8、适应性强

经国内外几十年生产实践证明，根据各地资源条件不同，可分别采用黏土、页岩、粉煤灰或其他固体废弃物生产陶粒。根据用途不同和市场需要，可以生产不同堆积密度和粒度的陶粒产品（超轻陶粒、结构保温用陶粒、结构用陶粒），也可生产有特殊用途的陶粒，如耐高温陶粒、耐酸陶粒和花卉陶粒等。

在使用陶粒时，可按实际需要采用不同类型的陶粒配制不同密度和强度等级的无砂大孔、全轻、超轻钢筋或预应力混凝土；可以预制成各种类型的墙体制品和建筑构件，也可用于填充，现浇，滑模等施工作业。对于各种建筑体系，如框架填充或自承重砌块建筑、一模三板、全装配大板、内浇外挂、全线浇滑模建筑等都能适用。任何建筑物中的墙体（砌块、外墙板、内隔墙条板），楼板、屋面板、梁柱和部分基础等，都可用陶粒混凝土来制作，这是其它任何一种新型墙体无法比拟的。

第二节 发展历程

国内轻骨料发展已经有将近50年的历史，主要分为三个阶段：

第一阶段： 研究 开发阶段1956年我国开始陶粒及其混凝土的 研究 和实验，1963年分别在北京、大庆、上海 研究 开发并建成页岩陶粒、粘土陶粒、粉煤灰陶粒工业型中间实验线。1964年在沈阳成功完成烧结机法粉煤灰陶粒工业性实验，为我国陶粒及其混凝土制品的生产，应用于发展开创了较好的技术基础。

第二阶段：初步发展阶段1966年在天津建成我国第一条陶粒生产线，年生产能力5万m³/a。1968年至80年代末期，全国各地都建有陶粒厂，生产页岩陶粒的地区有北京、抚顺、本溪、大连、鹤岗等地区；生产粘土陶粒的地区有大庆、天津、上海、广州等地；采用烧结机法生产粉煤灰陶粒的地区有兰州、清河、齐齐哈尔等地区。

第三阶段：快速发展期20世纪90年代，随着我国的经济和高层建筑、节能建筑的快速发展，轻骨料及其混凝土制品以综合优势步入了快速发展时期。据不完全统计，1993年全国陶粒产量增至130万m³，1996年250万m³，2000年240万m³，到2000年底全国一年共有有120余条生产线。

1999年，同济大学利用上海苏州河淤泥研制并进行工业性试生产700级、800级普通陶粒获得成功；建成的年产10万m3陶粒生产线已于2007年建成投产；2002年～2005年，武汉理工大学等单位利用武汉东湖、水果湖淤泥研制并进行工业性试生产600级、700级、800级高强陶粒获得成功；2002年起，广州华穗轻质陶粒制品厂(年产陶粒约19万m3)利用广州东江淤泥，采用窑内制粒法生产超轻陶粒(堆积密度约400kg/m3)获得成功；2004年起，广东东莞、浙江温州、上虞、海宁等地7～8家小型陶粒厂(每厂年产2万m3～5万m3)，利用当地河流、湖泊的淤泥，采用重复堆积自然干燥法生产超轻、普通、高强陶粒，综合效益较好。目前，为适应市场需求，浙江上虞等地正在筹建大规模(年产约20万m3)淤泥陶粒生产线。
 

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