CN105130235A - 一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，包括步骤如下：⑴将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰通过粉碎机进行粉碎；⑵配料：将预处理的水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰混合搅拌，制得干混合壳料，称取疏浚底泥免烧陶粒，干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的质量份数为：水泥10～20份、生石灰1～10份、玻璃纤维粉1～10份、粉煤灰1～10份、疏浚底泥免烧陶粒50～70份；⑶采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳的方法；⑷经制品养护得到成品免烧裹壳陶粒。本方法能够消耗大量疏浚底泥，达到资源化利用的目的，满足疏浚行业需求，裹壳处理能够大幅度提高疏浚底泥免烧陶粒的强度，且生产能耗低，生产的免烧裹壳陶粒能够拓宽疏浚底泥免烧陶粒的应用范围，满足建材市场的需求。
Description
技术领域
本发明属于疏浚行业和建筑材料技术领域，尤其是一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法。
背景技术
疏浚底泥是水体底泥通过疏浚工程进行处理而产生的。近年来，由于我国疏浚业快速发展，每年产生大量疏浚底泥。而疏浚底泥由于性能劣化，其资源化利用受到制约。目前，国内外利用疏浚底泥制备陶粒的工艺主要是烧结法。烧结法是将疏浚底泥先进行脱砂处理，然后陈化均匀，再配以其他原料，粉末成球法成球，干燥后烧制成型。烧结法虽然能够使陶粒料球致密，提高陶粒强度，但烧制需要耗费大量的能量，对于成本的控制不利。
免烧法是将疏浚底泥及胶凝材料通过离心作用，覆盖包裹于液滴上形成圆球，所成圆球通过不断滚动，表面抛光形成陶粒(如专利公开文献《一种掺加疏浚底泥制备免烧陶粒的方法》(专利申请号为201510374608.5)所公开的)，制备得到的免烧陶粒防水性优异，但相对于烧结陶粒，其强度方面还有不足，因此针对圆盘造粒所得到的疏浚底泥免烧陶粒强度不足的缺陷，本专利申请公开了一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，增加了陶粒的强度，拓宽了疏浚底泥免烧陶粒的应用范围。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种生产能耗低、不经过烧制、产品强度较原疏浚底泥免烧陶粒得到了大幅提高的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，包括步骤如下：
⑴原料的预处理：将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰通过粉碎机进行粉碎；
⑵配料：将预处理的水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰混合搅拌，制得干混合壳料，称取疏浚底泥免烧陶粒，所述干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的质量份数为：水泥10～20份、生石灰1～10份、玻璃纤维粉1～10份、粉煤灰1～10份、疏浚底泥免烧陶粒50～70份；
然后取白乳胶与水混合均匀，制成混合液，白乳胶的加入量与水泥的质量比为1～10：10～20，所述干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶占干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶的总质量的质量百分数的总和为100％，白乳胶与水的质量比为1:1～1:8；
⑶抛丸裹壳：采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳，裹壳温度为5℃～45℃，裹壳压力为80kPa～105kPa，裹壳时，向疏浚底泥免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.1～1份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为10～60min，得到免烧裹壳陶粒；
⑷制品养护：制备出的免烧裹壳陶粒表面覆盖保鲜膜，进行洒水自然养护3～28天，得到成品疏浚底泥免烧裹壳陶粒。
而且，所述步骤⑴中粉碎后的各原料含水率低于10％；或者，所述步骤⑴中粉碎后的各原料粒度为60-300目。
而且，所述步骤⑵中疏浚底泥免烧陶粒的组成成分及质量份数为：疏浚底泥60～80份、水泥1～6份、生石灰1～6份、石膏1～6份、粉煤灰3～15份、水玻璃3～15份，将水玻璃与水混合均匀，制成混合液，水的加入量为干混合料和水玻璃的总质量的40％～60％，得水玻璃与水的混合液，采用圆盘造粒法造粒，每加入1份干混合料，喷洒0.1～1份水玻璃与水的混合液，即得免烧陶粒。
而且，所述步骤⑵中干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的质量份数为：水泥12～18份、生石灰1.5～7份、玻璃纤维粉2～8份、粉煤灰2～7份，免烧陶粒60～70份；或者，所述步骤⑵中白乳胶的加入量与水泥的质量比为1.5～8：10～20。
而且，所述步骤⑵中所述步骤⑵中白乳胶的加入量与水泥的质量比为1:2～1:6：10～20。
而且，所述步骤⑶中裹壳温度为10℃～40℃；或者，所述步骤⑶中裹壳压力为85kPa～102kPa；或者，所述步骤⑶中裹壳时，向疏浚底泥免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.2～0.8份白乳胶与水的混合液。
而且，所述步骤⑶中裹壳时间为20～50min。
而且，所述步骤⑷中洒水的时间间隔为8～14h。
而且，所述步骤⑷中自然养护3～14天。
而且，所述粉煤灰为燃煤电厂产生的飞灰收集所得，性能符合GB1596-91《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》技术要求；所述生石灰为普通建筑生石灰，性能符合JC/T621-2009《硅酸盐建筑制品用生石灰》技术要求；所述水泥为42.5等级的普通硅酸盐水泥；所述玻璃纤维粉为普通市售玻璃纤维粉；所述白乳胶为普通市售白乳胶，性能符合白乳胶执行标准HG/T2727-2010。
本发明取得的优点和有益效果是：
1、本方法干混合壳料添加了水泥、生石灰、玻璃纤维粉、粉煤灰，控制物料的配比，更好地发挥了各物料的作用，使生产得到的免烧裹壳陶粒质量合格，由于各种原料的作用，结合该方法的工艺步骤和参数的合理设计，使得该方法进行裹壳的过程中不需要对陶粒进行焙烧，降低了生产能耗，直接制得免烧裹壳陶粒，而且制得的产品强度较原免烧陶粒得到了大幅提高；同时，该方法的养护步骤简便，降低了生产成本，该方法能够消耗大量疏浚底泥，达到资源化利用的目的，满足了疏浚行业需求，并且生产能耗低、强度高，生产的免烧裹壳陶粒满足建筑市场的需求。
2、本方法对水泥、生石灰、玻璃纤维粉、粉煤灰等原料进行预处理，可以使原料混合更均匀，反应更充分；该方法中生石灰充当了激发剂角色，促进水泥中硅酸钙的溶解与扩散，粉煤灰中活性组分的水化，因而提高了壳层强度；该方法中水泥能够调节壳层的凝结时间，水泥水化保证了壳层的早期强度，由于水泥生成氢氧化钙，与疏浚底泥免烧陶粒表层和粉煤灰中激发出的SiO2和活性Al2O3反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，进而形成钙矾石，另外水泥也是胶凝材料，能够将各原料胶结在一起，而玻璃纤维粉中含有大量纤维且为粉状，更易与壳层混合，并为壳层提供了大量纤维，增加了壳层的韧性，进一步提高壳层强度。
3、本方法采用圆盘抛丸机裹壳，裹壳温度为5℃～45℃，裹壳压力为80kPa～105kPa，裹壳时，向疏浚底泥免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.1～1份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为10～60min，此方法使造出的免烧裹壳陶粒壳层致密均匀，陶粒颗粒圆润饱满，裹壳效率高。
4、本方法中所制备的免烧裹壳陶粒壳层强度高，使陶粒表面更为致密，解决了疏浚底泥免烧陶粒强度不高的不足，拓宽了陶粒的应用范围。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
本发明所用疏浚底泥免烧陶粒为专利公开文献《一种掺加疏浚底泥制备免烧陶粒的方法》(专利申请号为201510374608.5)公开的疏浚底泥免烧陶粒。粉煤灰可以为燃煤电厂产生的飞灰收集所得，性能符合GB1596-91《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》技术要求。生石灰为普通建筑生石灰，性能符合JC/T621-2009《硅酸盐建筑制品用生石灰》技术要求。所用水泥可以为42.5等级的普通硅酸盐水泥。玻璃纤维粉为普通市售玻璃纤维粉。白乳胶为普通市售白乳胶，性能符合白乳胶执行标准HG/T2727-2010。
本发明的圆盘抛丸机裹壳工作原理是将干壳料通过离心作用，以白乳胶与水的混合液为胶粘剂，覆盖包裹于原免烧陶粒上形成壳层，所成裹壳圆球通过不断滚动，表面抛光形成免烧裹壳陶粒。
实施例1
一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，包括步骤如下：
1、原料的预处理：将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰用粉碎机粉碎至100目和含水率为10％；
2、配料：干混合壳料由水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰组成；称取免烧陶粒；所述干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的配比为：按各原料的质量百分数算，水泥16％，生石灰3％，玻璃纤维粉5％，粉煤灰4％，疏浚底泥免烧陶粒70％；混合液由白乳胶和水组成，其中白乳胶2％，白乳胶与水的质量比例为1:4；
其中，上述各质量百分数均为各原料占干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶的总质量的质量百分数；
其中，所用疏浚底泥免烧陶粒的各原料的质量份数为：疏浚底泥80份、水泥3份、生石灰3份、石膏3份、粉煤灰5份、水玻璃6份，将水玻璃与水混合均匀，制成混合液，水的加入量为干混合料和水玻璃的总质量的40％，得水玻璃与水的混合液，采用圆盘造粒法造粒，每加入1份干混合壳料，喷洒0.1份水玻璃与水的混合液；
3、抛丸裹壳：采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳的方法，裹壳温度为30℃，裹壳压力为100kPa，裹壳时，向免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.5份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为30min，通过圆盘抛丸机的离心运动，最终制备出免烧裹壳陶粒；
4、制品养护：对制备出的免烧裹壳陶粒每隔10小时进行洒水自然养护，并对洒水后的陶粒表面覆盖保鲜膜，养护10天，得到成品免烧裹壳陶粒。
本实施例所得的疏浚底泥免烧裹壳陶粒的粒径分布为3～12mm，筒压强度值为5.35MPa，吸水率为9.81％，完全符合GBT17431.1—2010《轻集料及其试验方法》的标准要求。
实施例2
一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，包括步骤如下：
1、原料的预处理：将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰用粉碎机粉碎至150目和含水率为8％；
2、配料：干混合壳料由水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰组成；称取免烧陶粒；所述干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的配比为：按各原料的质量百分数算，水泥16％，生石灰4％，玻璃纤维粉4％，粉煤灰3％，疏浚底泥免烧陶粒70％；混合液由白乳胶和水组成，其中白乳胶3％，白乳胶与水的质量比例为1:8；
其中，上述各质量百分数均为各原料占干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶的总质量的质量百分数；
其中，所用疏浚底泥免烧陶粒的各原料的质量份数为：疏浚底泥80份、水泥4份、生石灰2份、石膏2份、粉煤灰6份、水玻璃6份，将水玻璃与水混合均匀，制成混合液，水的加入量为干混合料和水玻璃的总质量的50％，得水玻璃与水的混合液，采用圆盘造粒法造粒，向免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.4份水玻璃与水的混合液；
3、抛丸裹壳：采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳的方法，裹壳温度为27℃，裹壳压力为101kPa，裹壳时，每加入1份干混合壳料，喷洒0.6份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为40min，通过圆盘抛丸机的离心运动，最终制备出免烧裹壳陶粒；
4、制品养护：对制备出的免烧裹壳陶粒每隔12小时进行洒水自然养护，并对洒水后的陶粒表面覆盖保鲜膜，养护12天，得到成品免烧裹壳陶粒。
本实施例所得的疏浚底泥免烧裹壳陶粒的粒径分布为4～13mm，筒压强度值为5.15MPa，吸水率为9.62％，完全符合GBT17431.1—2010《轻集料及其试验方法》的标准要求。
实施例3
一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，包括步骤如下：
1、原料的预处理：将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰用粉碎机粉碎至200目和含水率为7％；
2、配料：干混合壳料由水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰组成；称取免烧陶粒；所述干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的配比为：按各原料的质量百分数算，水泥12％，生石灰4％，玻璃纤维粉6％，粉煤灰3％，疏浚底泥免烧陶粒70％；混合液由白乳胶和水组成，其中白乳胶5％，白乳胶与水的质量比例为1:1；
其中，上述各质量百分数均为各原料占干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶的总质量的质量百分数；
其中，所用疏浚底泥免烧陶粒的各原料的质量份数为：疏浚底泥75份、水泥5份、生石灰3份、石膏3份、粉煤灰7份、水玻璃7份，将水玻璃与水混合均匀，制成混合液，水的加入量为干混合料和水玻璃的总质量的60％，得水玻璃与水的混合液，采用圆盘造粒法造粒，向免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.8份水玻璃与水的混合液；
3、抛丸裹壳：采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳的方法，裹壳温度为5℃，裹壳压力为80kPa，裹壳时，每加入1份干混合壳料，喷洒0.1份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为60min，通过圆盘抛丸机的离心运动，最终制备出免烧裹壳陶粒；
4、制品养护：对制备出的免烧裹壳陶粒每隔8小时进行洒水自然养护，并对洒水后的陶粒表面覆盖保鲜膜，养护28天，得到成品免烧裹壳陶粒。
本实施例所得的疏浚底泥免烧裹壳陶粒的粒径分布为3～10mm，筒压强度值为5.85MPa，吸水率为9.14％，完全符合GBT17431.1—2010《轻集料及其试验方法》的标准要求。
实施例4
一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，包括步骤如下：
1、原料的预处理：将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰用粉碎机粉碎至250目和含水率为8％；
2、配料：干混合壳料由水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰组成；所述干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的配比为：按各原料占的质量百分数算，水泥12％，生石灰5％，玻璃纤维粉3％，粉煤灰6％，疏浚底泥免烧陶粒70％；混合液由白乳胶和水组成，其中白乳胶4％，白乳胶与水的质量比例为1:4；
其中，上述各质量百分数均为各原料占干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶的总质量的质量百分数；
其中，所用疏浚底泥免烧陶粒的各原料的质量份数为：疏浚底泥75份、水泥4份、生石灰3份、石膏2份、粉煤灰8份、水玻璃8份，将水玻璃与水混合均匀，制成混合液，水的加入量为干混合料和水玻璃的总质量的40％～60％，得水玻璃与水的混合液，采用圆盘造粒法造粒，每加入1份干混合料，喷洒1份水玻璃与水的混合液；
3、抛丸裹壳：采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳的方法，裹壳温度为20℃，裹壳压力为100.5kPa，裹壳时，每加入1份干混合壳料，喷洒0.5份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为10min，通过圆盘抛丸机的离心运动，最终制备出免烧裹壳陶粒；
4、制品养护：对制备出的免烧裹壳陶粒每隔10小时进行洒水自然养护，并对洒水后的陶粒表面覆盖保鲜膜，养护10天，得到成品免烧裹壳陶粒。
本实施例所得的疏浚底泥免烧裹壳陶粒的粒径分布为1～9mm，筒压强度值为5.21MPa，吸水率为10.12％，完全符合GBT17431.1—2010《轻集料及其试验方法》的标准要求。
Claims (10)
1.一种疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：包括步骤如下：
⑴原料的预处理：将水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰通过粉碎机进行粉碎；
⑵配料：将预处理的水泥、生石灰、玻璃纤维粉和粉煤灰混合搅拌，制得干混合壳料，称取疏浚底泥免烧陶粒，所述干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的质量份数为：水泥10～20份、生石灰1～10份、玻璃纤维粉1～10份、粉煤灰1～10份、疏浚底泥免烧陶粒50～70份；
然后取白乳胶与水混合均匀，制成混合液，白乳胶的加入量与水泥的质量比为1～10：10～20，所述干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶占干混合壳料、疏浚底泥免烧陶粒和白乳胶的总质量的质量百分数的总和为100％，白乳胶与水的质量比为1:1～1:8；
⑶抛丸裹壳：采用圆盘抛丸机进行抛丸裹壳，裹壳温度为5℃～45℃，裹壳压力为80kPa～105kPa，裹壳时，向疏浚底泥免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.1～1份白乳胶与水的混合液，裹壳时间为10～60min，得到免烧裹壳陶粒；
⑷制品养护：制备出的免烧裹壳陶粒表面覆盖保鲜膜，进行洒水自然养护3～28天，得到成品疏浚底泥免烧裹壳陶粒。
2.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑴中粉碎后的各原料含水率低于10％；或者，所述步骤⑴中粉碎后的各原料粒度为60-300目。
3.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑵中疏浚底泥免烧陶粒的组成成分及质量份数为：疏浚底泥60～80份、水泥1～6份、生石灰1～6份、石膏1～6份、粉煤灰3～15份、水玻璃3～15份，将水玻璃与水混合均匀，制成混合液，水的加入量为干混合料和水玻璃的总质量的40％～60％，得水玻璃与水的混合液，采用圆盘造粒法造粒，每加入1份干混合料，喷洒0.1～1份水玻璃与水的混合液，即得免烧陶粒。
4.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑵中干混合壳料与疏浚底泥免烧陶粒的质量份数为：水泥12～18份、生石灰1.5～7份、玻璃纤维粉2～8份、粉煤灰2～7份，免烧陶粒60～70份；或者，所述步骤⑵中白乳胶的加入量与水泥的质量比为1.5～8：10～20。
5.根据权利要求4所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑵中所述步骤⑵中白乳胶的加入量与水泥的质量比为1:2～1:6：10～20。
6.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑶中裹壳温度为10℃～40℃；或者，所述步骤⑶中裹壳压力为85kPa～102kPa；或者，所述步骤⑶中裹壳时，向疏浚底泥免烧陶粒中每加入1份干混合壳料，喷洒0.2～0.8份白乳胶与水的混合液。
7.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑶中裹壳时间为20～50min。
8.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑷中洒水的时间间隔为8～14h。
9.根据权利要求1所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述步骤⑷中自然养护3～14天。
10.根据权利要求1至9任一项所述的疏浚底泥免烧陶粒的裹壳方法，其特征在于：所述粉煤灰为燃煤电厂产生的飞灰收集所得，性能符合GB1596-91《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》技术要求；所述生石灰为普通建筑生石灰，性能符合JC/T621-2009《硅酸盐建筑制品用生石灰》技术要求；所述水泥为42.5等级的普通硅酸盐水泥；所述玻璃纤维粉为普通市售玻璃纤维粉；所述白乳胶为普通市售白乳胶，性能符合白乳胶执行标准HG/T2727-2010。
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