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近10年来，超轻陶粒混凝土砌块在全国，特别是在黑龙江、 吉林、内蒙古北部等严寒地区的高层建筑围护结构上得到了广泛的推广和应用。目前，用于生产超轻陶粒混凝土砌块的主要是页岩陶粒和粘土陶粒。生产页岩陶粒，要破坏山林不利于保护生态环境，生产粘土陶粒要挖土，违反**土地政策，而利用粉煤灰生产超轻陶粒符合**利废、节能等有关方针政策。
1 膨胀机理的探讨
一些学者在各自特定的条件下，对粉煤灰陶粒的膨胀机理发表过各自观点。有的认为粉煤灰中含碳量高不利于高温下膨胀，从而提出只有控制碳铁比 在一定范围内才能膨胀的碳铁比观点。有的认为粉煤灰中al2o3含量高则影响高温下膨胀，必须先降低粉煤灰中al2o3含量才能烧出超轻粉煤灰陶粒。此外，还有一些 其它观点。 课题组在掌握上述各种观点和经验的基础上，结合所用哈尔滨市粉煤灰的特点，认为粉煤灰 陶粒必须同时具备以下2个条件才能膨胀：(1)在某温度下，料球能产生适宜粘度的液相，使 料球开始软化；(2)该温度下料球在软化的同时，其内部能产生适宜的气体。此外，在研制 过程中也证实了粉煤灰中al2o3含量高是影响膨胀因素之一。经研究认为引起膨胀的气 体可能来自铁的氧化还原反应。这
2 原材料及配比
2.1 粉煤灰
本项目选用哈尔滨市二电厂湿排粉煤灰，密度为2.31 g/cm3，al2o3含量高，化学成 分见表1。经x-衍射分析，该粉煤灰中的结晶相主要为α-sio2，此外，还有大量的玻璃体存在。用这种粉煤灰烧制超轻粉煤灰陶粒难度较大。为此采用多组分复合配料的措施。
2.2 粘结剂和掺合料
粘结剂和掺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强度，以免碎球。可采用粘土、矸石粉、页岩粉及硅藻土等。
2.3 复合外加剂
复合外加剂的作用是在烧成温度下能产生一定数量具有一定粘度的液相及一定数量的气体，从而使料球膨胀。本次中间试验所用的复合外加剂是多种无机和有机原材料按一定比例配制而成的。针对不同的粉煤灰、粘结剂和掺合料，开发了10个系列牌号的hl型外加剂，市场上有售。
2.4 配比
中间试验分别在3个厂家进行，由于所用粘土、设备及工艺参数不同，采用的配合比：粉煤灰70%～90%，粘土和页岩粉为10%～20%，hl型外加剂为3%～10%。
3 生产工艺
3.1 物料准备
控制物料含水率在15％左右，若超出需烘干或凉干。物料经筛分后若颗粒仍然较大，则需要通过破碎处理。
3.2 计量
各原料采用干基质量法计量。计量精度为±5%。否则，会影响陶粒的膨胀性能及质量。
3.3 混合干搅拌
中试过程采用立轴250型强制式搅拌机。原材料经计量后，先将粉煤灰、掺合料及粘结剂投入搅拌机内搅拌1 min后，再投入复合外加剂，继续搅拌2 min，达到均匀混合后便可出料 。
3.4 混合湿搅拌
经过干搅拌后的混合料由胶带输送机投入双卧轴式搅拌机内，再加水进行搅拌。加水量以物 料含水率20%左右为准，使物料达到造粒所要求的塑性，以便造粒。
3.5 造粒
采用辊式造粒机进行造粒。当物料塑性达到造粒要求后便可将物料投入造粒机内造粒。按膨 胀倍数为1.5～3.0设计造粒孔径，挤出的泥条以φ(3～6) mm×(5～10) mm 为准。
3.6 筛选 造粒机中挤出的泥条，尺寸大小不一，为此需经筛选合格后方可入窑焙烧。 筛选时选用的筛孔尺寸为15 mm×15 mm，经圆筒筛筛选后泥条**长度为10 mm左右。不合 格的物料返回搅拌机内继续搅拌、造粒。
3.7 干燥和焙烧
这两个过程视烧成设备而定。如果烧成设备较长（35 m以上），转速低，则干燥和烧成可在 同一套设备上完成。否则需在两套设备上完成。 在焙烧过程中，料球内各组分发生复杂的物理化学变化。由于各地粉煤灰成分、设备及工艺 条件不相同，为此要通过试烧，制定出相应的烧成曲线。生产中必须严格按操作规程和烧成 曲线进行焙烧。
3.7 冷却
冷却的作用是使料球表面逐渐生成坚硬壳体。从而使料球的表面密实坚硬，内部则成为闭合 的孔隙，以便减少吸水率，提高强度和耐久性。焙烧冷却后的陶粒需经筛分、分级后分别 堆放。