近10年來，超輕陶粒混凝土砌塊在全國，特別是在黑龍江、 吉林、內(nèi)蒙古北部等嚴(yán)寒地區(qū)的高層建筑圍護結(jié)構(gòu)上得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。目前，用于生產(chǎn)超輕陶粒混凝土砌塊的主要是頁巖陶粒和粘土陶粒。生產(chǎn)頁巖陶粒，要破壞山林不利于保護生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)粘土陶粒要挖土，違反**土地政策，而利用粉煤灰生產(chǎn)超輕陶粒符合**利廢、節(jié)能等有關(guān)方針政策。
1 膨脹機理的探討?yīng)?br /> 一些學(xué)者在各自特定的條件下，對粉煤灰陶粒的膨脹機理發(fā)表過各自觀點。有的認(rèn)為粉煤灰中含碳量高不利于高溫下膨脹，從而提出只有控制碳鐵比 在一定范圍內(nèi)才能膨脹的碳鐵比觀點。有的認(rèn)為粉煤灰中Al2O3含量高則影響高溫下膨脹，必須先降低粉煤灰中Al2O3含量才能燒出超輕粉煤灰陶粒。此外，還有一些 其它觀點。 課題組在掌握上述各種觀點和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合所用哈爾濱市粉煤灰的特點，認(rèn)為粉煤灰 陶粒必須同時具備以下2個條件才能膨脹：(1)在某溫度下，料球能產(chǎn)生適宜粘度的液相，使 料球開始軟化；(2)該溫度下料球在軟化的同時，其內(nèi)部能產(chǎn)生適宜的氣體。此外，在研制 過程中也證實了粉煤灰中Al2O3含量高是影響膨脹因素之一。經(jīng)研究認(rèn)為引起膨脹的氣 體可能來自鐵的氧化還原反應(yīng)。這
2 原材料及配比
2.1 粉煤灰
本項目選用哈爾濱市二電廠濕排粉煤灰，密度為2.31 g/cm3，Al2O3含量高，化學(xué)成 分見表1。經(jīng)X-衍射分析，該粉煤灰中的結(jié)晶相主要為α-SiO2，此外，還有大量的玻璃體存在。用這種粉煤灰燒制超輕粉煤灰陶粒難度較大。為此采用多組分復(fù)合配料的措施。

2.2 粘結(jié)劑和摻合料
粘結(jié)劑和摻合料的作用是提高混合料的塑性，以便于造粒及提高料球的干燥強度，以免碎球?？刹捎谜惩?、矸石粉、頁巖粉及硅藻土等。
2.3 復(fù)合外加劑
復(fù)合外加劑的作用是在燒成溫度下能產(chǎn)生一定數(shù)量具有一定粘度的液相及一定數(shù)量的氣體，從而使料球膨脹。本次中間試驗所用的復(fù)合外加劑是多種無機和有機原材料按一定比例配制而成的。針對不同的粉煤灰、粘結(jié)劑和摻合料，開發(fā)了10個系列牌號的HL型外加劑，市場上有售。
2.4 配比
中間試驗分別在3個廠家進行，由于所用粘土、設(shè)備及工藝參數(shù)不同，采用的配合比：粉煤灰70%～90%，粘土和頁巖粉為10%～20%，HL型外加劑為3%～10%。
3 生產(chǎn)工藝
3.1 物料準(zhǔn)備
控制物料含水率在15％左右，若超出需烘干或涼干。物料經(jīng)篩分后若顆粒仍然較大，則需要通過破碎處理。
3.2 計量
各原料采用干基質(zhì)量法計量。計量精度為±5%。否則，會影響陶粒的膨脹性能及質(zhì)量。
3.3 混合干攪拌
中試過程采用立軸250型強制式攪拌機。原材料經(jīng)計量后，先將粉煤灰、摻合料及粘結(jié)劑投入攪拌機內(nèi)攪拌1 min后，再投入復(fù)合外加劑，繼續(xù)攪拌2 min，達到均勻混合后便可出料 。
3.4 混合濕攪拌
經(jīng)過干攪拌后的混合料由膠帶輸送機投入雙臥軸式攪拌機內(nèi)，再加水進行攪拌。加水量以物 料含水率20%左右為準(zhǔn)，使物料達到造粒所要求的塑性，以便造粒。
3.5 造粒
采用輥式造粒機進行造粒。當(dāng)物料塑性達到造粒要求后便可將物料投入造粒機內(nèi)造粒。按膨 脹倍數(shù)為1.5～3.0設(shè)計造?？讖?，擠出的泥條以Φ(3～6) mm×(5～10) mm 為準(zhǔn)。
3.6 篩選 造粒機中擠出的泥條，尺寸大小不一，為此需經(jīng)篩選合格后方可入窯焙燒。 篩選時選用的篩孔尺寸為15 mm×15 mm，經(jīng)圓筒篩篩選后泥條**長度為10 mm左右。不合 格的物料返回攪拌機內(nèi)繼續(xù)攪拌、造粒。
3.7 干燥和焙燒
這兩個過程視燒成設(shè)備而定。如果燒成設(shè)備較長（35 m以上），轉(zhuǎn)速低，則干燥和燒成可在 同一套設(shè)備上完成。否則需在兩套設(shè)備上完成。 在焙燒過程中，料球內(nèi)各組分發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化。由于各地粉煤灰成分、設(shè)備及工藝 條件不相同，為此要通過試燒，制定出相應(yīng)的燒成曲線。生產(chǎn)中必須嚴(yán)格按操作規(guī)程和燒成 曲線進行焙燒。
3.7 冷卻
 冷卻的作用是使料球表面逐漸生成堅硬殼體。從而使料球的表面密實堅硬，內(nèi)部則成為閉合 的孔隙，以便減少吸水率，提高強度和耐久性。焙燒冷卻后的陶粒需經(jīng)篩分、分級后分別 堆放。