几种轻质陶粒性能分析
陶粒是以粘土、页岩、粉煤灰等为原材料,经加工成球形,再经高温快速焙烧膨胀而成,是一种轻质且有一定强度的内部为蜂窝多孔状的轻集料。陶粒可用于生产轻集料混凝土、混凝土砌块等建材产品,使用了陶粒的混凝土产品可以明显降低建筑物自重、增强建筑物抗震能力、显著提高建筑物的保温隔热性能、大幅度降低建筑物的能耗等,其中,陶粒的轻质性能越好,建筑物的自重降低、保温隔热等性能提升也越大。同时,轻质陶粒不仅是建筑节能降耗的新型建筑材料,而且还在污水处理、花卉栽培等领域有广泛的应用前途。
目前,我国轻质陶粒产品主要以粘土陶粒为主,以粘土为原料虽然能生产出相对轻质的陶粒,但是会消耗大量的粘土,破坏耕地,不符合保护耕地的政策,现在,以粘土为主要原料的一些陶粒厂家的发展空间越来越小,甚至已经停产倒闭。另外,以粉煤灰为主要原料的粉煤灰陶粒虽然能大量利废,但是,陶粒产品吸水率高,膨胀率小,难以生产的轻质陶粒。纯粹以页岩为原材料烧制的陶粒,对页岩矿品质要求苛刻,烧胀温度高,膨胀率低,生产能耗大,经济技术效益较低。如公开号为CN1413952A的“**轻页岩陶粒”,公开了一种单采用页岩为原材料的**轻陶粒的生产方法,虽然其生产的陶粒堆积密度很小,但是,对原料成分要求严格,页岩的化学成分要求为:Si02为56.2~59.1%,Al203为15.7~17%,Fe203为7.2~8.1%,Ca0为3.1~4.3%,Wg0为2.5~3.2%,S03为0.04~0.06,烧失量为7.9~8.3%,粘土矿物成分的总量要求大于40%,对页岩组成范围要求很窄,没有普适性,另外,它需要额外加入10~12%的水分,耗费水,总含水量要控制达到40~45%,总含水量过高,同时烧成温度高达13000C~14500C.这使得窑内烧制的能耗很大。
在利用污(淤)泥制备陶粒方面,也已有一些报道,但是由于污(淤)泥本身的含水率,因此,一般制备方法上都有脱水、烘干的过程。如公开号为CN1149038A的“淤泥陶粒及其制备方法”,公开的制备方法需要自然脱水、机械脱水、烘干等过程,这增加了对原材料堆场要求和热能消耗。又如公开号为C04818/30的“生产垃圾陶粒和污泥陶粒的方法”中,对污泥陶粒的生产方法中也需要自然脱水和机械脱水过程,并要求达到污泥含水率≤35%,而且需与粘土进行混合,会消耗一定的粘土。
陶粒滤料粒度均匀,陶粒滤料内部网犬牙交错,不易结板,具有的吸附作用,运用寿命长。生物陶粒滤料,陶粒管理污水处置体系中生物滤池是整个体系发扬污水处置作用中心的单元,而生物滤池发扬清水作用的的要害则是滤料上成长的生物菌群,因而合理的选用滤料是曝气生物滤池规划过程中的重要环节前中国小乡镇经济发展水平及水污染管理的需求,高精、节能、生态平衡和环境友好的污水处置技术变成研讨的热门。
陶粒采用无机惰性材料经烧胀或烧结而成,长期浸泡向水体释放物质,**次污染。内部具有大量空隙,当水从陶粒层穿过时,可吸收和水中大量的杂质。因此陶粒可以作为一种过滤材料用于过滤中。同时又具有质轻、比表面积大的特点,用于作为微生物的载体用于污水处理以及深度处理。
陶粒滤料具有表面坚硬、内部多微孔、孔隙率高等特点。以好氧活性污泥作为接种,进水两周即可达到曝气生物滤池的处理效果。
陶粒砼具有以下特点:
1.陶粒砼重量轻,比普通砼轻2/3-1/5,由于自重轻,可减少基础荷载,因而可使整个建筑物自重减轻;
陶粒砼抗渗性好。陶粒表面比碎石粗糙,具有一定吸水能力,所以陶粒与水泥砂奖之间的粘结能力较强,因而陶粒砼具有较高的抗渗能力和耐久性。
4.陶粒砼耐火性好。*试验结果表明年,它的耐火限温度可达3小时以上。而普通砼的耐火限温度一般为1.5-2小时。
5.陶粒混凝土具有施工适应性强的特点,它不仅可根据建筑物的不同用途和承载能力,配制出不同容重和强度的混凝土材料(根据其用于保温隔热的结构或承重结构而变),而且施工简便,适应于施工方法进行工业化生产,它不仅可采用予制工艺制作类型的构件(如板、块、梁、柱等)且可采用现浇机械化施工。
陶粒混凝土和普通混凝土那个好混凝土具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽,主要用于承重与受力部位。陶粒混凝土具有保温、耐火、防震、抗渗等优点,不过强度自然会比普通混凝土低,属于轻混凝土,适用范围虽然逐渐扩大但较多作用于填充与保暖层。陶粒混泥土和普通混泥土的优点和差别普通粉煤灰陶粒混泥土或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体,特别耐火是普通混泥土的多。粉煤灰陶粒还可以配制耐火度1200C一下的耐火混泥土。在650C的高温下,陶粒混泥土能维持常温下强度的85%。而普通混泥土只能维持常温下强度的35%-75%。陶粒由于内部多孔,故具有良好的保温隔热性,用于配制的混泥土执导率一般为0.3。陶粒混泥土还有耐腐蚀(酸、碱)性能普通混泥土。而且具有优异的抗碱集料反应能力。混泥土的主要成分是水泥和集料。集料包括碎石和沙子,如果碎石和沙子这些集料是白云石、石灰或其他含有Si02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,引起岩石矿物解体可造成膨胀使混泥土开裂而崩溃,造成建筑破坏。这就是碱集料反应。由于陶粒不含有这些火性岩石成分,碱含量低,所以它在使用过程中与水泥发生碱集料反应,延长建筑物的使用寿命。
其实陶粒混凝土强度的抗压强度也是陶粒混凝土强度的强度等级。混凝土简称为砼(tng):是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。我们口中常讲的的混凝土是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;再与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经过均匀搅拌得到的水泥混凝土(也称普通混凝土),水泥混凝土广泛应用于土木工程。陶粒混凝土强度的强度等级是以混凝土立方体抗压强度标准值划分包括如下三种类型。
⒈、混凝土立方体抗压强度(fcu):按标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002),制作边长为150mm的立方体试件,在标准条件(温度202℃,相对湿度95%以上)下,养护到28d后测得其抗压强度。
⒉、混凝土立方体抗压标准强度(fcuk):是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件,在28d后用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中具有不**95%保证率的抗压强度值。这个值我们常用,其强度等级共划分为十四个等级,C50即表示混凝土立方体抗压强度标准值为50MPafcuk<55MPa。
⒊、混凝土的轴心抗压强度(fc):是采用150mmm150mmmm棱柱体作为标准试件所测得的抗压强度。
因此陶粒混凝土强度主要区别如下:
⑴试件尺寸不一样:立方体抗压强度和立方体抗压标准强度采用的试件规格为边长为150mm的立方体;而轴心抗压强度采用的试件规格则为150mm150mmm棱柱体作。
⑵计算的手段不同:立方体抗压强度和轴心抗压强度是一次测试的结果;而立方体抗压标准强度都是经概率统计之后得到的结果。
⑶强度值不同:对于同一种配比的混凝土,三种强度由大到小依次为:立方体抗压强度、立方体抗压标准强度、轴心抗压强度。
⑷具体的应用不同:相对而言轴心抗压强度,较加符合工程实际应用的需要。
陶粒混凝土强度是一种脆性材料,在受到很小拉力的作用下会变形开裂,在其断裂之前没有残余变形。陶粒混凝土抗拉强度只有抗压强度的1/10~1/20,且随着陶粒混凝土强度等级的提高而比值降低。陶粒混凝土强度在工作时一般不依靠其抗拉强度。抗拉强度对于混凝土的抗开裂性有着重要的意义,因为在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂能力的重要指标。有时也是来间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度的标准。
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