CN101148335B - 一种免烧增韧陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轻集料混凝土的陶粒及其制备方法。一种免烧增韧陶粒，其特征在于它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰50-60、消石灰粉5-15、石膏粉5-10、纤维3-5、发气剂0.05-0.3、水20-25，各原料所占质量百分比之和为100％。本发明有效降低陶粒及用其制备的混凝土的脆性。

Description

一种免烧增韧陶粒及其制备方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料类，具体涉及一种用于轻集料混凝土的陶粒及其制备方法。
背景技术
用陶粒制备的轻集料混凝土普遍存在脆性较大、韧性不足的问题，在轻集料混凝土中掺入纤维能够在一定程度上增强其韧性。但由于引起轻集料混凝土脆性较大的本质原因在于陶粒的本身脆性较大，在轻集料混凝土受到荷载作用时易破坏开裂。因而提高陶粒本身的韧性是提高轻集料混凝土韧性的关键所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种韧性好的免烧增韧陶粒及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种免烧增韧陶粒，其特征在于它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰50-60、消石灰粉5-15、石膏粉5-10、纤维3-5、发气剂0.05-0.3、水20-25，各原料所占质量百分比之和为100％。
所述的粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰。
所述的消石灰粉为生石灰经消化、干燥、磨细之后获得。
所述的石膏粉为硬石膏粉。
所述的纤维为高分子有机纤维，长度为3-5mm，如聚丙烯腈纤维、尼龙纤维或芳族聚酰亚胺纤维等。
所述的发气剂为铝粉。
所述的水为自来水。
上述一种免烧增韧陶粒的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)各原料所占质量百分比为：粉煤灰50-60、消石灰粉5-15、石膏粉5-10、纤维3-5、发气剂0.05-0.3、水20-25，各原料所占质量百分比之和为100％，选取粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水；将粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、发气剂送入搅拌机干拌3-5min，在干拌过程中将纤维均匀撒布在混合物料中，然后加入水，继续搅拌1-3min，得搅拌好的物料；
2)将搅拌好的物料送入成球机进行成球，得球坯；
3)将成球之后的球坯送入蒸汽锅，75℃-90℃、常压炉养护8-12h后，即得免烧增韧陶粒(成品)。
本发明以工业废弃物-粉煤灰为主要原料，不需消耗粘土、页岩等天然原材料，不需焙烧，只要蒸汽养护；省去了煅烧制备工艺中的回转窑建设投资，降低了能源消耗；同时，由于陶粒内部有机高分子纤维呈网络状均匀分布，因而其韧性提高，用于制备轻集料混凝土时能有效改善其脆性。制得陶粒的性能指标按GB/T17431-1998进行检验，堆积密度为600-800kg/m3，吸水率小于25％，筒压强度为4.0-6.0MPa，更为重要的是由于制备过程中掺入了纤维，有效降低陶粒及用其制备的混凝土的脆性。
通常掺加纤维的轻集料混凝土中纤维对水泥石产生了增韧作用，但轻集料本身的韧性没有提高，因而对混凝土整体的脆性仍有相当大的影响，本发明通过在轻集料(陶粒)当中掺加纤维，增强了其韧性，用于配制混凝土时，可以从根本上改善轻集料混凝土的韧性。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种免烧增韧陶粒，它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰55、消石灰粉10、石膏粉6、纤维3.9、发气剂0.1、水25。
所述的粉煤灰为电厂干排II级粉煤灰；所述的消石灰粉为市售生石灰粉经消化后干燥、磨细而得；所述的石膏粉为市售硬石膏粉；所述的纤维为聚丙烯腈纤维，平均长度4mm；所述的发气剂为铝粉；所述的水为自来水。
上述一种免烧增韧陶粒的制备方法，它包括如下步骤：
1)各原料所占质量百分比为：粉煤灰55、消石灰粉10、石膏粉6、纤维3.9、发气剂0.1、水25，选取粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水；将粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、发气剂送入搅拌机干拌3-5min，在干拌过程中将纤维均匀撒布在混合物料中，然后加入水，继续搅拌1-3min，得搅拌好的物料；
2)将搅拌好的物料送入成球机进行成球，得球坯；
3)将成球之后的球坯送入蒸汽锅炉养护12h后(温度75℃、常压)，即得免烧增韧陶粒(成品)。
制得陶粒的性能指标按GB/T17431-1998进行检验，堆积密度为756kg/m3，吸水率15.4％，筒压强度为5.1MPa。
用制备的陶粒按表1所示配合比成型混凝土，测试其性能指标见表1所示。
表1陶粒混凝土配合比及性能指标
Figure G2007100531049D00021
原材料：
水泥：P.O32.5水泥；
砂：河砂，细度模数2.3。
陶粒：编号A1配合比中的陶粒是实施例1制备得到的免烧增韧陶粒；A2配合比中陶粒是实施例1除未掺加纤维外，其余原材料及制备方法相同而得到的陶粒。表1说明本发明的抗压强度、断裂韧性指数明显提高。
实施例2：
一种免烧增韧陶粒，它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰55、消石灰粉15、石膏粉5、纤维4.9、发气剂0.1、水20。
所述的粉煤灰为电厂干排I级粉煤灰；所述的消石灰粉为生石灰经消化、干燥、磨细之后获得；所述的石膏粉为硬石膏粉；所述的纤维为聚丙烯腈纤维，长度为5mm；所述的发气剂为铝粉；所述的水为自来水。
上述一种免烧增韧陶粒的制备方法，它包括如下步骤：
1)各原料所占质量百分比为：粉煤灰55、消石灰粉15、石膏粉5、纤维4.9、发气剂0.1、水20，选取粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水；将粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、发气剂送入搅拌机干拌3-5min，在干拌过程中将纤维均匀撒布在混合物料中，然后加入水，继续搅拌1-3min，得搅拌好的物料；
2)将搅拌好的物料送入成球机进行成球，得球坯；
3)将成球之后的球坯送入蒸汽锅炉养护10h后(温度80℃、常压)，即得免烧增韧陶粒(成品)。
制得陶粒的性能指标按GB/T17431-1998进行检验，堆积密度为783kg/m3，吸水率12.1％，筒压强度为6.0MPa。
用制备的陶粒按表2所示配合比成型混凝土，测试其性能指标见表2所示。
表2混凝土配合比及性能指标
Figure G2007100531049D00031
原材料：
水泥：P.O42.5水泥；
砂：河砂，细度模数2.3。
陶粒：编号B1配合比中的陶粒是实施例2制备得到的免烧增韧陶粒；B2配合比中陶粒是实施例2除未掺加纤维外，其余原材料及制备方法相同而得到的陶粒。表2说明本发明的抗压强度、断裂韧性指数明显提高。
实施例3：
一种免烧增韧陶粒，它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰60、消石灰粉5、石膏粉10、纤维4.95、发气剂0.05、水20。
所述的粉煤灰为I级粉煤灰；所述的消石灰粉为生石灰经消化、干燥、磨细之后获得；所述的石膏粉为硬石膏粉；所述的纤维为高分子有机纤维，长度为3-5mm，如尼龙纤维；所述的发气剂为铝粉；所述的水为自来水。
上述一种免烧增韧陶粒的制备方法，它包括如下步骤：
1)各原料所占质量百分比为：粉煤灰60、消石灰粉5、石膏粉10、纤维4.95、发气剂0.05、水20，选取粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水；将粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、发气剂送入搅拌机干拌3min，在干拌过程中将纤维均匀撒布在混合物料中，然后加入水，继续搅拌1min，得搅拌好的物料；
2)将搅拌好的物料送入成球机进行成球，得球坯；
3)将成球之后的球坯送入蒸汽锅炉养护9h后(85℃，常压)，即得免烧增韧陶粒(成品)。
实施例4：
一种免烧增韧陶粒，其特征在于它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰50.7、消石灰粉15、石膏粉5、纤维4、发气剂0.3、水25。
所述的粉煤灰为I级粉煤灰。所述的消石灰粉为生石灰经消化、干燥、磨细之后获得；所述的石膏粉为硬石膏粉；所述的纤维为高分子有机纤维，长度为3-5mm，如芳族聚酰亚胺纤维；所述的发气剂为铝粉；所述的水为自来水。
上述一种免烧增韧陶粒的制备方法，它包括如下步骤：
1)各原料所占质量百分比为：粉煤灰50.7、消石灰粉15、石膏粉5、纤维4、发气剂0.3、水25，选取粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水；将粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、发气剂送入搅拌机干拌5min，在干拌过程中将纤维均匀撒布在混合物料中，然后加入水，继续搅拌3min，得搅拌好的物料；
2)将搅拌好的物料送入成球机进行成球，得球坯；
3)将成球之后的球坯送入蒸汽锅炉养护8h后(90℃，常压)，即得免烧增韧陶粒(成品)。
本发明的粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。

Claims (3)

1.一种免烧增韧陶粒，其特征在于它由粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水原料搅拌混合后成型蒸养而成，各原料所占质量百分比为：粉煤灰50-60、消石灰粉5-15、石膏粉5-10、纤维3-5、发气剂0.05-0.3、水20-25，各原料所占质量百分比之和为100％；
所述的石膏粉为硬石膏粉；所述的纤维为高分子有机纤维，长度为3-5mm；所述的发气剂为铝粉。
2.根据权利要求1所述的一种免烧增韧陶粒，其特征在于：所述的粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰。
3.如权利要求1所述的一种免烧增韧陶粒的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)各原料所占质量百分比为：粉煤灰50-60、消石灰粉5-15、石膏粉5-10、纤维3-5、发气剂0.05-0.3、水20-25，各原料所占质量百分比之和为100％，选取粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、纤维、发气剂和水；将粉煤灰、消石灰粉、石膏粉、发气剂送入搅拌机干拌3-5min，在干拌过程中将纤维均匀撒布在混合物料中，然后加入水，继续搅拌1-3min，得搅拌好的物料；
2)将搅拌好的物料送入成球机进行成球，得球坯；
3)将成球之后的球坯送入蒸汽锅炉，75℃-90℃、常压养护8-12h后，即得免烧增韧陶粒。
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