第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點
1、高強陶粒定義
根據(jù)（輕集料及其試驗方法）GB/T17431.1—1998新標準，高強陶粒是指強度標號不小于25MPa的結(jié)構(gòu)用輕粗集料。其技術(shù)要求除密度等級、筒壓強度、強度標號、吸水率有特定指標外，其他指標(顆粒級配、軟化系數(shù)、粒型系數(shù)、有害物質(zhì)含量等)與超輕、普通陶粒相同。生產(chǎn)高強陶粒時產(chǎn)量較低，耗能較大，附加值高，銷售價格比超輕陶粒、普通陶粒高50%左右。用高強陶粒配制高標號及預(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土必須均質(zhì)。
2、陶粒的性能
顆粒之所以在全世界得到快速發(fā)展，是因為它具有其他材料所不具備的許多優(yōu)異性能，這一優(yōu)異性能，這一優(yōu)異性能使它具有了其他材料無法取代的作用。這些優(yōu)異性能有以下幾個方面。
1）密度小、質(zhì)輕。
陶粒自身的堆積密度小于1100kg/m3，一般為300～900kg/m3。以陶粒為骨料制作的混凝土密度為1100～1800kg/m3，相應(yīng)的混凝土抗壓強度為30.5～40.0Mpa。陶粒的最大特點是外表堅硬，而內(nèi)部有許許多多的微孔。這些微孔賦予陶粒質(zhì)輕的特性。200號粉煤灰陶?；炷恋拿芏葹?600kg/m3左右，而相同標號的普通混凝土的密度卻高達2600kg/m3，二者相差1000kg/m3。
2）保溫、隔熱。
陶粒由于內(nèi)部多孔，故具有良好的保溫隔熱性，用它配制的混凝土熱導(dǎo)率一般為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熱環(huán)境。
3）耐火性好，陶粒具有優(yōu)異的耐火性。
普通粉煤灰陶?；炷粱蚍勖夯姨樟Ｆ鰤K集保溫、抗震、抗凍、耐火等性能于一體，特別是耐火性是普通混凝土的4倍多。對相同的耐火周期，陶?；炷恋陌宀暮穸缺绕胀ɑ炷帘?0%。此外，粉煤灰陶粒還可以配制耐火度1200℃以下的耐火混凝土。在650℃的高溫下，陶?；炷聊芫S持常溫下強度的85%。而普通混凝土只能維持常溫下強度的35%～75%。
4）抗震性能好
陶粒混凝土由于質(zhì)量輕，彈性模量低，抗變形性能好，故具有較好的抗震性能。在1976年唐山大地震中，天津建造的4棟陶粒混凝土大板建筑均基本完好，并能照常使用。而其周圍相當數(shù)量的磚混建筑都不同程度地受到震害。這雖然與建筑結(jié)構(gòu)體系有關(guān)，但是陶?；炷辆哂袃?yōu)良的抗震性能也是一個重要原因。1976年意大利費留利地區(qū)發(fā)生9級的強烈地震，統(tǒng)計資料表明，磚混建筑物損壞率達40%～60%，框架結(jié)構(gòu)黏土空心磚建筑損壞率為33%，而陶?；炷两ㄖp壞率只有5%。陶粒的抗震性能由此可見。
5）吸水率低，抗凍性能和耐久性能好
陶粒混凝土耐酸、堿腐蝕和抗凍性能優(yōu)于普通混凝土。250號粉煤灰陶?；炷?，15次凍融循環(huán)的強度損失不大于2%。1976年有關(guān)部門對全國自1985年以來所建的陶?；炷凉こ踢M行了實測，結(jié)果表明，無論是預(yù)制的還是現(xiàn)澆的，室內(nèi)的與室外的，所含鋼筋均未銹蝕，測的碳化深度一般不大于30mm，后期強度還可以繼續(xù)增長。由此可見，陶?；炷潦且环N優(yōu)良的建筑材料，應(yīng)大力推廣使用。
6、優(yōu)異的抗?jié)B性
據(jù)多次測試，陶粒混凝土的抗?jié)B性能優(yōu)于普通混凝土。以20MPa陶粒混凝土與普通混凝土為例，經(jīng)多次測試進行比較，普通混凝土的抗?jié)B指數(shù)為B6，而陶粒混凝土則可達到B18至B25。1970年天津用20MPa的陶?；炷两ㄔ斓姆揽胀ǖ溃ㄉ?m，地下水位0.9m），至1980年檢查時沒有發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。寧波建造的兩條20MPa陶?；炷炼诖ㄝd重量80t），水上作業(yè)13年，從未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。因此陶?；炷潦侵谱魉畨危叵鹿こ痰膬?yōu)良建筑材料之一。
7、優(yōu)異的抗堿集料反應(yīng)能力
陶?；炷敛坏透g（酸、堿）性能優(yōu)于普通混凝土。而且具有優(yōu)異的抗堿集料反應(yīng)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，如果石子和砂子這些集料是白云石、石灰石或其他含有SiO2的巖石，如蛋白石、火山巖等，水泥中的堿就會和這些集料發(fā)生堿集料反應(yīng)，引起巖石礦物解體或造成膨脹使混凝土開裂而崩潰，造成建筑破壞。這就是堿集料反應(yīng)。每年國內(nèi)國外都有大量的建筑物因混凝土的堿集料反應(yīng)而損毀。美國20世紀80年代，統(tǒng)計全國50萬座公路橋梁，其中有20萬座因堿集料反應(yīng)造成不同程度的毀壞。全世界每年因堿集料反應(yīng)造成的損失可以達上千億美元。
由于陶粒不含有這些火性巖石成分，堿含量也非常低，所以它在使用過程中不會與水泥發(fā)生堿集料反應(yīng)。至今為止，國內(nèi)外的陶?；炷两ㄖ€沒有發(fā)現(xiàn)一起堿集料反應(yīng)的事例。事實已經(jīng)表明，陶粒具有優(yōu)異的抗堿集料反應(yīng)能力，可在一定程度上增加安全性，延長建筑物的使用壽命。
8、適應(yīng)性強
經(jīng)國內(nèi)外幾十年生產(chǎn)實踐證明，根據(jù)各地資源條件不同，可分別采用黏土、頁巖、粉煤灰或其他固體廢棄物生產(chǎn)陶粒。根據(jù)用途不同和市場需要，可以生產(chǎn)不同堆積密度和粒度的陶粒產(chǎn)品（超輕陶粒、結(jié)構(gòu)保溫用陶粒、結(jié)構(gòu)用陶粒），也可生產(chǎn)有特殊用途的陶粒，如耐高溫陶粒、耐酸陶粒和花卉陶粒等。
在使用陶粒時，可按實際需要采用不同類型的陶粒配制不同密度和強度等級的無砂大孔、全輕、超輕鋼筋或預(yù)應(yīng)力混凝土；可以預(yù)制成各種類型的墻體制品和建筑構(gòu)件，也可用于填充，現(xiàn)澆，滑模等施工作業(yè)。對于各種建筑體系，如框架填充或自承重砌塊建筑、一模三板、全裝配大板、內(nèi)澆外掛、全線澆滑模建筑等都能適用。任何建筑物中的墻體（砌塊、外墻板、內(nèi)隔墻條板），樓板、屋面板、梁柱和部分基礎(chǔ)等，都可用陶粒混凝土來制作，這是其它任何一種新型墻體無法比擬的。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
國內(nèi)輕骨料發(fā)展已經(jīng)有將近50年的歷史，主要分為三個階段：
第一階段： 研究 開發(fā)階段1956年我國開始陶粒及其混凝土的 研究 和實驗，1963年分別在北京、大慶、上海 研究 開發(fā)并建成頁巖陶粒、粘土陶粒、粉煤灰陶粒工業(yè)型中間實驗線。1964年在沈陽成功完成燒結(jié)機法粉煤灰陶粒工業(yè)性實驗，為我國陶粒及其混凝土制品的生產(chǎn)，應(yīng)用于發(fā)展開創(chuàng)了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。
第二階段：初步發(fā)展階段1966年在天津建成我國第一條陶粒生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力5萬m³/a。1968年至80年代末期，全國各地都建有陶粒廠，生產(chǎn)頁巖陶粒的地區(qū)有北京、撫順、本溪、大連、鶴崗等地區(qū)；生產(chǎn)粘土陶粒的地區(qū)有大慶、天津、上海、廣州等地；采用燒結(jié)機法生產(chǎn)粉煤灰陶粒的地區(qū)有蘭州、清河、齊齊哈爾等地區(qū)。
第三階段：快速發(fā)展期20世紀90年代，隨著我國的經(jīng)濟和高層建筑、節(jié)能建筑的快速發(fā)展，輕骨料及其混凝土制品以綜合優(yōu)勢步入了快速發(fā)展時期。據(jù)不完全統(tǒng)計，1993年全國陶粒產(chǎn)量增至130萬m³，1996年250萬m³，2000年240萬m³，到2000年底全國一年共有有120余條生產(chǎn)線。
1999年，同濟大學(xué)利用上海蘇州河淤泥研制并進行工業(yè)性試生產(chǎn)700級、800級普通陶粒獲得成功；建成的年產(chǎn)10萬m3陶粒生產(chǎn)線已于2007年建成投產(chǎn)；2002年～2005年，武漢理工大學(xué)等單位利用武漢東湖、水果湖淤泥研制并進行工業(yè)性試生產(chǎn)600級、700級、800級高強陶粒獲得成功；2002年起，廣州華穗輕質(zhì)陶粒制品廠(年產(chǎn)陶粒約19萬m3)利用廣州東江淤泥，采用窯內(nèi)制粒法生產(chǎn)超輕陶粒(堆積密度約400kg/m3)獲得成功；2004年起，廣東東莞、浙江溫州、上虞、海寧等地7～8家小型陶粒廠(每廠年產(chǎn)2萬m3～5萬m3)，利用當?shù)睾恿?、湖泊的淤泥，采用重?fù)堆積自然干燥法生產(chǎn)超輕、普通、高強陶粒，綜合效益較好。目前，為適應(yīng)市場需求，浙江上虞等地正在籌建大規(guī)模(年產(chǎn)約20萬m3)淤泥陶粒生產(chǎn)線。
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