陶粒原料-粘土质岩石

一、概述

某些粘土质岩石制成料球后，在一定的温度下软化，具有一定的黏度并产生足够量的气体，使料球膨胀，冷却后形成具有多孔、质轻、高强度的材料，即所谓陶粒，是一类很好的轻质建材。由于它重量轻，抗震性强和绝热、隔音等优点，是高层建筑、地下建筑、冷藏建筑以及礼堂、影院、广播等隔音、吸音建筑的良好材料，也可用于桥梁、冶炼、发电、炼油和造船工业等。

这些粘土质岩石（粘土岩、页岩、板岩和千枚岩等）的组成矿物主要是粘土矿物，又常以水云母族矿物为主，多为水白云母即伊利石、水黑云母、蒙脱石、高岭石、埃洛石和绿泥石等，其他矿物主要有石英、长石、云母、方解石和铁质矿物等。它们之所以具有焙烧膨胀性能是因为具备了两个条件：其一是高温烧熔后具有适当的粘度，其二是焙烧中放一些气体使黏性焙体起泡膨胀，烧膨温度一般均在1000～1300℃之间。具备这种条件的粘土质岩石，首先要有一定的化学成分范围：SiO2+Al2O3是主要成分，占岩石化学含量的75%～80%以上，其中Al2O3不能超过25%，它含量过高时将会提高熔融温度，增加能耗。高岭石族矿物含量高的粘土岩就不能作陶粒原料。岩石中的K2O、Na2O、CaO、MgO和Fe2O3起助熔作用，使熔融温度降低，要有一定的含量。国内外陶粒原料成分如表17-2。

表17-2 国内外陶粒原料成分表

据北京木城涧陶粒页岩所作的试验，粘土矿物在 700～900℃时，在烧结壳部位熔融成非晶质体，1000℃时烧结壳内出现小气泡，气泡直径小于01mm；1090℃ 产生大量01～03mm的气泡；1150℃时气泡直径扩大可达15mm，表明高温下产生的气体先是压力小被裹于料球中，随温度增高被裹于黏结的熔融体内而起泡。

二、矿床实例

1北京木城涧陶粒页岩

页岩产于侏罗纪煤系地层中，有22层陶粒页岩，单层厚度2～22m，累计总厚1674m，页岩烧膨温度为1080～1180℃，烧出的颗粒容重05～108g/cm3。页岩中的矿物主要为伊利石，其粒度为1～10μ，另外有粒径为2～3μ的铁绿泥石，石英含量较高为20%～30%，最高为41%。此外，有少量长石、黑云母、绢云母和磁铁矿、黄铁矿和方解石等，有机质含量＜1%。页岩的化学成分为SiO26284%～6838%、Al2O31475%～1740%、Fe2O3043%～408%、FeO 237%～584%、CaO019%～192%、MgO130%～223%、K2O241%～370%、Na2O172%～299%、H2O+182%～400%。

当用水析法提取纯粘土矿物伊利石（含少量铁绿泥石）制成粘土球进行膨胀试验时，得到膨胀性能极佳的陶粒，说明膨胀性能与伊利石粘土矿物直接有关。

2甘肃靖远刀楞山膨胀粉砂质板岩

膨胀粉砂质板岩产于三叠纪沉积变质岩系中。组成矿物水黑云母占45%、石英18%、钠更长石15%、黑云母6%、绿泥石5%、绢云母4%、磁铁矿3%及微量方解石、金红石、电气石、榍石等。主要化学成分SiO25982%、Al2O31689%、Fe2O3714%、CaO+MgO437%、K2O+Na2O453%、灼减564%。岩石膨胀温度始于1050℃，止于1300℃，最佳膨胀温度1250℃。膨胀倍数最小111，最大543，平均238。最佳膨胀时间5～15min。烧成品为灰-灰黑色，呈蜂窝状熔体，气孔呈多边形和椭圆形，气孔直径最大15mm，最小15mm，一般3～5mm，容重870～1236kg/m3。

从以上矿床实例来看，作为陶粒粘土的最基本特征是其组成矿物主要为水云母族，是层间阳离子为K+的水云母，它们是白云母或黑云母受风化或热液蚀变作用向粘土矿物转化的中间产物，云母中的K+和（OH）-部分被H2O取代的结果。

当粘土质岩石基本具有膨胀性能，但由于Al2O3含量低黏度不够时，可补充一定量的煤矸石或粉煤灰以增加黏黏度。当发泡性能较差时，可补充一些Fe2O3和有机质，以增加CO和CO2的产量。德国利亚帕陶粒厂，在粘土中加入黄铁矿、赤铁矿或铝废渣、造纸废渣等作为膨胀辅助剂，以增加膨胀效果。

陶粒：陶粒是一种陶瓷轻质地的人造石粒，又名膨胀粘土，发泡炼石，火炼石等。综合强度防火，耐风化等各项功能。是最优良的轻质建筑材料，也是园艺种植及水耕植的基材。 适用特点：陶粒可解决重量、防火、隔热、保温等工程上的难题，陶瓷本质具耐风化，价廉物美，环保，容易制作等特点，大量应用于预制墙板、间墙、轻质混凝土、天面隔热层、混凝土预制作、小型轻质砌质、陶粒砖等。亦用于园艺种植及水耕种植。具不施有机肥，不用土壤，营养充足，长势健壮，无异味，无地下虫害，不滋生蚊蝇，环境清洁，管理简单等无数优点。

一、概述

陶粒是新型建筑材料中的一种人造轻骨料。它由陶粒原料在回转窑中经1050～1300℃高温快速焙烧、膨胀制成。陶粒原料主要有粉砂岩至泥质页岩，火山岩至火山沉积岩（珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩等），以及千枚岩、板岩。目前利用最多的是粘土和页岩，凡符合制作陶粒者称为陶粒粘土或陶粒页岩。

二、矿石类型及工业要求

（一）矿床类型

按矿层的成岩固结程度，陶粒原料矿床分为：粘土、粘土岩、泥岩、页岩、泥板岩等类型。其中陶粒粘土矿床又可分为残积型和沉积型两种。中国部分产地陶粒粘土和页岩的化学成分见表3-20-1。某些陶粒粘土粒度组成见表3-20-2。某些陶粒粘土和页岩的耐火度及烧结范围见表3-20-3。

表3-20-1　中国部分产地陶粒粘土和页岩的化学成分

表3-20-2　中国某些陶粒粘土的粒度组成

表3-20-3　中国某些陶粒粘土和页岩的耐火度及烧结范围

（二）工业要求

对陶粒原料的质量一般要求如下。

1矿物组成

粘土矿物总量大于40%，并以伊利石、水云母、蒙脱石为主，高岭石次之。粘土结构需均匀，无碎石等杂质，颗粒越细越好

2化学成分

允许波动范围：SiO2为53%～60%,Al2O3为11%～12%,K2O+Na2O为25%～63%,Fe2O3为51%～10%,

CaO+MgO为25%～68%，有机物为05%～34%，烧失量为54%～103%。

粘土的化学成分，不仅对它的绝对值有要求，还要考虑各成分的相对比值。当相对比值不合适时，可通过不同原料的搀配来解决。相对比值要求是：

Al2O3/SiO2为1:2～1:8,CaO+MgO/Al2O3+SiO2为004～013,K2O+Na2O/Al2O3+SiO2为002～006,

Fe2O3/（Al2O3+SiO2）为004～012，有机物C/Fe2O3004～020,Al2O3+SiO2/Fe2O3+R0+R2O35～10。

3颗粒度要求

小于0005mm的要在50%以上，大于005mm的小于25%。

4可塑性指数

大于15。凡可塑性指数小于15的原料，膨胀性差。

5耐火度

1100～1230℃温度范围内具有良好的膨胀性能，一般要求膨胀率大于2。粘土的熔融温度要低于1300℃。粘土在焙烧时应有较大的软化温度范围，最好能大于70℃。

三、矿产资源概况

我国陶粒粘土分布十分广泛，主要有东北、华北的黄土、西北的黄土以及西南的红土。陶粒页岩的分布也很广泛，自震旦系至白垩系均有产出。如东北地区的震旦系千枚岩和板岩，华北地区的石炭系—二叠系页岩，华东地区的奥陶系砂页岩，寒武系、志留系和三叠系、白垩系的泥岩，中南地区的泥盆系、石炭系、侏罗系的页岩和三叠系、白垩系的泥岩，西南地区的寒武系、志留系、二叠系页岩和侏罗系、白垩系泥岩。其中以西南地区的侏罗系和三叠系、中南地区的三叠系中矿床最多。

目前，在中国作为陶粒原料已开发利用的矿床，陶粒页岩产地有北京门头沟、辽宁本溪和抚顺、四川自贡、黑龙江鹤岗峻德，新疆乌鲁木齐等地；陶粒粘土有新疆克拉玛依、湖南桃江等地。但我国的陶粒工业的发展仍较缓慢，虽然在大庆、抚顺、上海、广州、北京、乌鲁木齐等地建立了一批工厂和车间，产量和应用范围都不大。

河南省陶粒原料资源十分丰富，表现为产出层位多，规模大，分布广泛，并已有悠久的利用历史。主要产出层位有：中新元古代变火山岩、变泥质岩等，其粘土矿物以伊列石（水云母）为主；寒武系粘土岩，粘土矿物以伊列石（水云母）为主；石炭—二叠系粘土岩，矿物成分以高岭土为主；此外，还有一些蚀变岩类可做陶瓷原料使用。而由于我省尚未在建筑市场，尤其是高层建筑上，致使多年来一直处在小规模传统加工利用上，年采矿石不足5000t。

四、陶粒用原料的主要用途

陶粒宜做高层建筑结构混凝土和保温混凝土的骨料，也是管道保温、炉体保温以及隔音、绝热的建筑材料。用陶粒代替石料做混凝土骨料，能使建筑物减轻自重的30%～35%，节省钢材约10%，并能提高建筑物的整体性和抗震性。此外，它在化工、冶金、农业、园艺等方面也有应用。

GB174311-1998 轻集料及其试验方法 第1部分 轻集料

GB174312-1998 轻集料及其试验方法 第2部分 轻集料试验方法

陶粒的种类

1、按陶粒的原料分

（1）粉煤灰陶粒

以固体废弃物为主要原料，加入一定量的胶结料和水，经加工成球，烧结烧胀或自然养护而成，粒径在5㎜以上的轻粗集料，简称粉煤灰陶粒。

（2）黏土陶粒

以黏土、亚黏土等为主要原料，经加工制粒，烧胀而成的，粒径在5㎜以上的轻粗集料，称为黏土陶粒。

（3）页岩陶粒

又称膨胀页岩。以黏土质页岩、板岩等经破碎、筛分，或粉磨后成球，烧胀而成的粒径在5㎜以上的轻粗集料为页岩陶粒。页岩陶粒按工艺方法分为：经破碎、筛分、烧胀而成的普通型页岩陶粒；经粉磨、成球、烧胀而成的圆球形页岩陶粒。

黏土陶粒、粉煤灰陶粒、页岩陶粒适用于保温用的、结构保温用的轻集料混凝土，也可用于结构用的轻集料混凝土。目前页岩陶粒的主要用途是生产轻集料混凝土小型空心砌块和轻质隔墙板。

（4）垃圾陶粒

随着城市不断发展壮大，城市的垃圾越来越多，处理城市垃圾，成为一个日益突出的问题。

垃圾陶粒是将城市生活垃圾处理后，经造粒、焙烧生产出烧结陶粒。或将垃圾烧渣加入水泥造粒，自然养护，生产出免烧垃圾陶粒。垃圾陶粒具有原料充足、成本低、能耗少、质轻高强等特点。垃圾陶粒除了可制成墙板、砌块、砖等新型墙体材料外，还可用作保温隔热、楼板、轻质混凝土、水处理净化等用途，具有广阔的市场。

（5）煤矸石陶粒

煤矸石是采煤过程中排出的含碳量较少的黑色废石，是我国排放量最大的固体废弃物，其排放与堆积不仅占用大量耕地，同时对地表、大气造成了很大污染。煤矸石的化学成分与黏土比较相似，煤矸石含有较高的碳及硫，烧失量较大。只有在一定温度范围内才能产生足够数量黏度适宜的熔融物质，具有膨胀性能。根据它的特点，我国已研制出煤矸石陶粒。

煤矸石陶粒是将符合烧胀要求的煤矸石经破碎、预热、烧胀、冷却、分级、包装而生产出来的。得到的陶粒产品质量完全符合国家标准，部分技术指标超过国家标准，达到了国外同类产品质量，该产品具有创新性、先进行、属环保类产品。

（6）生物污泥陶粒

污水处理厂处理完污水后所产生的、并含有大量的生物污泥，生物污泥有的制成农用肥，有的直接用于绿化，也有的排放到海里或者焚烧，这样会造成二次生态环境污染。目前，以生物污泥为主要原材料，采用烘干、磨碎、成球、烧结成的陶粒，称为污水处理生物污泥陶粒。用生物污泥代替部分黏土来烧制陶粒既节省黏土，又保护农田，也起到了一定的环保作用。

（7）河底泥陶粒

大量的江河湖水经过多年的沉积形成了很多泥沙。利用河底泥替代黏土，经挖泥、自然干燥、生料成球、预热、焙烧、冷却制成的陶粒称为河底泥陶粒。利用河底泥制造陶粒，不但会减少建材制造业与农业用地争土，而且还为河底泥找到了合理出路，解决了河底泥的二次污染问题，达到了废弃物资源化的目的。

2、按陶粒的强度分

陶粒按强度分为高强陶粒和普通陶粒。

（1）高强陶粒

根据（轻集料及其试验方法）GB/T 174311—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）普通陶粒

根据《轻集料及其试验方法》GB/T 174311—1998新标准，普通陶粒是指强度标号小于25MPa的结构用轻粗集料。普通陶粒应用较广，市场潜力大。

3、按陶粒密度分

陶粒按密度分为一般密度陶粒、超轻密度陶粒、特轻密度陶粒三类。

（1）一般密度陶粒

一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒。它的强度一般相对较高，多用于结构保温混凝土或高强混凝土。

（2）超轻密度陶粒

超轻密度陶粒一般是指300～500kg/m3的陶粒。这种陶粒一般用于保温隔热混凝土及其制品。

（3）特轻密度陶粒

特轻密度陶粒是指小于300kg/m3的陶粒。它的保温隔热性能非常优异，但强度较差。一般用于生产特轻保温隔热混凝土及其制品。

4、按陶粒形状分

陶粒按形状分为碎石型陶粒、圆球形陶粒和圆柱形陶粒。

（1）碎石形陶粒

碎石型陶粒一般用天然矿石生产，先将石块粉碎、焙烧，然后进行筛粉；也可用天然及人工轻质原料如浮石、火山渣、煤渣、自然或煅烧煤矸石等，直接破碎筛分而得。

（2）圆球形陶粒

圆球形陶粒是采用圆盘造粒机生产。先将原料磨粉，然后加水造粒，制成圆球再进行焙烧或养护而成。目前我国的陶粒大部分是这种品种。

（3）圆柱形陶粒

圆柱型陶粒一般采用塑性挤出成型。先制成泥条，再切割成圆柱形状。这种陶粒适合于塑性较高的等黏土原料，产量相对较低。圆柱料坯若采用回砖窑焙烧，圆柱体在窑内滚动成椭圆形。

5、按陶粒性能分

（1）高性能陶粒

高性能陶粒是指强度较高、吸水率较低、密度较小的焙烧或免烧陶粒。轻集料的资源丰富，品种繁多。它有天然轻集料、固体废弃物轻集料和人造轻集料之分。根据它们的生成条件及性能看来，可以用来配制高性能混凝土的只有经特殊加工的高性能陶粒。国外一般称它为高性能轻集料，在我国也可称它为高强陶粒。

高性能陶粒是采用合适的原材料，经特殊加工工艺，所制造出的不同密度等级、高强度、低孔隙率、低吸水率的人造轻集料。这种轻集料的某些性能与普通密实集料相似，与普通轻集料相比性能更为优越。

（2）普通性能陶粒

普通性能陶粒是相对于高性能陶粒而言。即它的强度比高性能陶粒略低。孔隙率略高、吸水率也高。但它的综合性能仍优于普通集料。

1、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。

2、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305～400Mpa。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。我国陶粒砂主要用于石油支撑剂，也是需求量最大的陶粒砂品种之一，也叫石油压裂支撑剂陶粒砂。

3、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。

化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O 含量% 6494 1921 661 350 120 248

1 陶粒是什么

陶粒是什么 水泥陶粒是什么材料

用泥巴烧结成的陶质颗粒，硬度高，颗粒形状不规则，有拇指头那么大。

在建设工程领域，陶粒用作轻骨料生产轻质混凝土，或用于生产陶粒混凝土砌块（具有保温和轻质特点）。此外，利用陶粒的吸水保水作用，陶粒还常常用于无土种植，特别是家庭种养花草。

'水泥陶粒'的概念，应该是以水泥为胶凝材料，陶粒为骨料，生产的陶粒混凝土或制品（如砌块、墙板等）。

请问陶粒厂的作用是什么

由陶粒厂生产的陶粒品种很多，作用也各不一样，其中就包括园林陶粒。

在园林绿化方面由于陶粒由表及里有许多微孔，具有一定的机械强度，吸水、透气、持肥能力强。小颗粒堆砌在一起形成许多空穴，透气利水，不会板结。

干燥状态下没有粉尘，泡水后不会解体，不产生泥水，这种基质远优于大自然中的泥土。因为其透气利水性比泥土好，所以种花草成活率比泥土要高！全营养陶粒种植土内含：氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、硼、锰、锌、铜、钼等营养元素，使植物成活率更高，寿命更长。

由此可见，陶粒厂生产的陶粒好处多多。 作为专业生产陶粒及陶粒制品的陶粒厂，产品的优良性，强度高、密度轻、隔热保温性能好等特点深受广大用户的好评。

因为生产陶粒的原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多。免烧陶粒因所用固体废弃物不同，颜色各异，一般为灰黑色，表面没有光泽度，不如焙烧陶粒光滑。

陶粒厂生产陶粒需拥有先进的现代陶粒生产设备，专业从事生产陶粒产品。 专业的陶粒厂生产的陶粒要有品质保障一些。

建筑施工中,陶粒是干什么用的？

陶粒是以粘土、泥岩、各种页岩、板岩、千枚岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，经加工破碎成粒或粉磨成球，再烧胀而成的人造轻骨料它是一种外部具有坚硬外壳，表面有一层隔水保气的釉层，内部具有封闭式微孔结构的多孔陶质粒状物

陶粒因其具有体轻、强度高、隔音、保温耐火、耐化学、耐细菌腐蚀及抗震、抗冻等优良性能，而广泛用于保温混凝土、结构保温混凝土、高层结构混凝土，应用领域逐渐扩大目前，陶粒与陶砂主要用于建筑业，如预制件有：承重的、非承重的陶粒砌块、大型墙板、夹心墙板；现浇工程有：承重的或围护的、隔热的或抗震的陶粒混凝土；建筑保温的有：陶粒保温块、瓦、涂料、隔热保温垫层及内衬；陶粒还可用作增强混凝土的轻骨料，特别是高层、超高层建筑更需要；农业上用陶粒改良重质泥土和作无土栽培基床材料；在过滤、油漆、橡胶、尼龙复合材料等方面也将陶粒用作填充材料

陶粒是什么东西？

陶粒，顾名思义，就是陶质的颗粒。

陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。 陶粒形状因工艺不同而各异。

它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。 因为生产陶粒的原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多。

焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰**、灰黑色、灰白色、青灰色等。免烧陶粒因所用固体废弃物不同，颜色各异，一般为灰黑色，表面没有光泽度，不如焙烧陶粒光滑。

扩展资料 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。