CN103449830A

CN103449830A - 一种铝硅质轻质骨料及其制备方法

Info

Publication number: CN103449830A
Application number: CN2013103750560A
Authority: CN
Inventors: 李淑静; 徐娜娜; 李远兵; 张金龙; 汪雷; 李亚伟; 桑绍柏
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明涉及一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。其技术方案是：先以50~90wt%的铝硅质细粉和10~50wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料5~10wt%的结合剂、15~35wt%的造孔剂和7~20wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在80~200℃条件下干燥4~24h，在1000~1400℃条件下保温2~10h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。本发明具有节约资源、保护环境、生产工艺简单和降低成本的特点；所制备的铝硅质轻质骨料平均孔径小，孔径分布均匀、体积密度小、强度高和重烧线变化率小，能直接应用于浇注料体系。

Description

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法

技术领域

本发明属于轻质骨料技术领域，具体涉及一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。

背景技术

在经济飞速增长和能源过度消耗的双重压力下，固体废弃物的堆积更为严重，不利于资源的可持续发展，废物利用越来越受到重视。瓷砖是工业和日常生活的常用物品，使用后的废弃瓷砖难以得到回收利用，储量以每年数万吨的速率增长。针对国内工业和日用的瓷砖废料的堆积现状，如何处理瓷砖废料并将其变废为宝成为亟待解决的问题。

将废弃的瓷砖重新制备成新的产品不仅能提高资源的回收利用率，也能降低产品的制作成本。到现阶段为止，用于制备耐火轻质骨料的原料价格较高，且制作工艺复杂，能耗高，所制得的耐火轻质骨料成品的性能也较普通，使得耐火轻质骨料的发展受到限制。

目前，废弃瓷砖依然没有得到充分的利用，尤其是将废弃瓷砖用于耐火轻质骨料仍处于空缺状态。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种节约资源、环境友好、工艺简单和生产成本低的铝硅质轻质骨料的制备方法。用该方法制备的铝硅质轻质骨料的平均孔径小、孔径分布均匀、体积密度小、强度高和重烧线变化率小。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以50~90wt%的铝硅质细粉和10~50wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料5~10wt%的结合剂、15~35wt%的造孔剂和7~20wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在80~200℃条件下干燥4~24h，在1000~1400℃条件下保温2~10h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

所述铝硅质细粉为瓷砖废料，粒径小于0.074mm；铝硅质细粉的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥40wt%，SiO₂含量≥45wt%， Na₂O含量≤0.5wt%，K₂O含量≤2.5wt%。

所述粘土的粒径小于0.088mm；粘土的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥30wt%，SiO₂含量≥45wt%， TiO₂含量≤0.8wt%，Fe₂O₃含量≤2.0wt%。

所述的造孔剂为糠、植物秸秆、锯末和稻壳中的一种。

所述的结合剂为羟甲基纤维素、磷酸二氢铝、聚乙烯醇和糊精中的一种或两种。

由于采用上述技术方案，本发明所采用的主要原料为目前大量堆积且没有得到充分利用的废弃瓷砖，不仅环境友好，还节约了资源，变废为宝，生产成本显著降低；本发明将原料混合后压制成型，煅烧后经破碎即作为轻质浇注料的骨料使用，故生产工艺简单；本发明所制备的铝硅质轻质骨料经检测：Al₂O₃含量≥40wt%；孔径主要分布在20μm以下，集中分布在5~8μm之间；体积密度为0.75~1.15g/cm³；显气孔率为40~60%；重烧线变化率±0.5%；常温耐压强度为15.0~30.0MPa。

因此，本发明具有节约资源、环境友好、工艺简单和生产成本低的的特点；所制备的铝硅质轻质骨料平均孔径小、孔径分布均匀、体积密度小、强度高和重烧线变化率小，直接用于浇注料体系。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式所涉及到的有关技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述铝硅质细粉为瓷砖废料，粒径小于0.074mm；铝硅质细粉的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥40wt%，SiO₂含量≥45wt%， Na₂O含量≤0.5wt%，K₂O含量≤2.5wt%；

所述粘土的粒径小于0.088mm；粘土的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥30wt%，SiO₂含量≥45wt%，TiO₂含量≤0.8wt%，Fe₂O₃含量≤2.0wt%。

实施例1

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以50~60wt%的铝硅质细粉和40~50wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料3.5~5wt%的聚乙烯醇、4.5~5.0的磷酸二氢铝、30~35wt%的锯末和7~10wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在80~110℃条件下干燥8~12h，在1100~1300℃条件下保温5~6h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为0.75~0.85g/cm³；显气孔率为55~60%；常温耐压强度16.0~19.0MPa。

实施例2

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以60~70wt%的铝硅质细粉和30~40wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料8~10wt%的磷酸二氢铝、25~30wt%的锯末和10~14wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在180~200℃条件下干燥4~8h，在1100~1300℃条件下保温2~4h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为0.80~0.90g/cm³；显气孔率为47~50%；常温耐压强度15.0~17.0MPa。

实施例3

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以70~80wt%的铝硅质细粉和20~30wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料2.0~3.0wt%的羟甲基纤维素、3.0~5.0wt%的磷酸二氢铝、20~25wt%的植物秸秆和8~12wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在130~160℃条件下干燥20~24h，在1100~1300℃条件下保温3~5h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为0.9~1.0g/cm³；显气孔率为43~47%；常温耐压强度18.0~20.5MPa。

实施例4

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以80~90wt%的铝硅质细粉和10~20wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料2~3wt%的糊精、4~6wt%聚乙烯醇、20~25wt%的糠和13~17wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在100~130℃条件下干燥12~18h，在1100~1300℃条件下保温4~6h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为0.95~1.05g/cm³；显气孔率为44~51%；常温耐压强度20.0~23.0MPa。

实施例5

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以80~85wt%的铝硅质细粉和15~20wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料6~8wt%的聚乙烯醇、30~35wt%的糠和12~15wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在80~110℃条件下干燥18~24h，在1300~1400℃条件下保温3~6h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为0.79~0.83g/cm³；显气孔率为57~61%；常温耐压强度17.5~19.5MPa。

实施例6

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以70~75wt%的铝硅质细粉和25~30wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料4~6wt%的聚乙烯醇、2~3wt%羟甲基纤维素、15~20wt%的稻壳和10~14wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在150~180℃条件下干燥10~16h，在1200~1300℃条件下保温8~10h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为1.05~1.15g/cm³；显气孔率为52~56%；常温耐压强度19.0~22.5MPa。

实施例7

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以75~85wt%的铝硅质细粉和15~25wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料5~7wt%的糊精、15~20wt%的糠和14~18wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在120~150℃条件下干燥18~24h，在1300~1400℃条件下保温5~7h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为0.9~1.1g/cm³；显气孔率为40~46%；常温耐压强度25.0~30.0MPa。

实施例8

一种铝硅质轻质骨料及其制备方法。先以65~75wt%的铝硅质细粉和25~35wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料7~9wt%的羟甲基纤维素、20~25wt%的稻壳和17~20wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后，在80~120℃条件下干燥20~24h，在1000~1100℃条件下保温6~8h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

本实施例所制备的铝硅质轻质骨料经检测：体积密度为1.0~1.1g/cm³；显气孔率为55~60%；常温耐压强度20.0~24.0MPa。

本具体实施方式所采用的主要原料为目前大量堆积且没有得到充分利用的废弃瓷砖，不仅环境友好，还节约了资源，变废为宝，生产成本显著降低；本具体实施方式将原料混合后压制成型，煅烧后经破作为轻质浇注料的骨料使用，故生产工艺简单；本具体实施方式所制备的铝硅质轻质骨料经检测：Al₂O₃含量≥40wt%；孔径主要分布在20μm以下，集中分布在5~8μm之间；体积密度为0.75~1.15g/cm³；显气孔率为40~60%；重烧线变化率±0.5%；常温耐压强度为15.0~30.0MPa。

因此，本具体实施方式具有节约资源、环境友好、工艺简单和生产成本低的特点；所制备的铝硅质轻质骨料平均孔径小、孔径分布均匀、体积密度小、强度高和重烧线变化率小，能直接用于浇注料体系。

Claims

1.一种铝硅质轻质骨料的制备方法，其特征在于先以50~90wt%的铝硅质细粉和10~50wt%的粘土为原料，搅拌8~12h，再外加所述原料5~10wt%的结合剂、15~35wt%的造孔剂和7~20wt%的水，困料24~48h，压制成型；然后在80~200℃条件下干燥4~24h，在1000~1400℃条件下保温2~10h，破碎，即得到铝硅质轻质骨料。

2.根据权利要求1所述的铝硅质轻质骨料的制备方法，其特征在于所述铝硅质细粉为瓷砖废料，粒径小于0.074mm；铝硅质细粉的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥40wt%，SiO₂含量≥45wt%， Na₂O含量≤0.5wt%，K₂O含量≤2.5wt%。

3.根据权利要求1所述的铝硅质轻质骨料的制备方法，其特征在于所述粘土的粒径小于0.088mm；粘土的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥30wt%，SiO₂含量≥45wt%， TiO₂含量≤0.8wt%，Fe₂O₃含量≤2.0wt%。

4.根据权利要求1所述的铝硅质轻质骨料的制备方法，其特征在于所述造孔剂为糠、植物秸秆、锯末和稻壳中的一种。

5.根据权利要求1所述的铝硅质轻质骨料的制备方法，其特征在于所述结合剂为羟甲基纤维素、磷酸二氢铝、聚乙烯醇和糊精中的一种或两种。

6.一种铝硅质轻质骨料，其特征在于所述铝硅质轻质骨料是根据权利要求1~5项中任一项所述铝硅质轻质骨料的制备方法所制备的铝硅质轻质骨料。