CN106145996A - 一种利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法 - Google Patents

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张腾飞
王海良
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Abstract

本发明公开了一种利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法，以地铁轨道渣土用球磨机干磨后过100目筛，按渣土：粉煤灰＝50％～85％：15％～50％的质量百分比均匀混合，以水固比为15％‑30％制成混合泥浆；用造粒机将混合泥浆造粒成球，选取料球粒径为15‑25mm和10‑15mm，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上；将烘干的料球平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8‑10℃/分的加热速度自室温升至500℃，并预热20分，然后以8～10℃/分的加热速度升温至1160‑1250℃，焙烧15分，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温并过筛，即得；本发明所制备陶粒符合GB/T17431.1‑2010和GB/T 17431.2‑2010中对人造轻集料的指标要求，并且具有高强、多孔、耐高温等优良特性，可作为混凝土预制构件和墙体保温材料的高效支撑剂。

Description

一种利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法
技术领域
本发明涉及一种利用工程渣土制备轻质陶粒的方法。
背景技术
伴随国民经济的快速发展，城市中各种垃圾也在快速的增长，工程渣土作为城市垃圾中的一部分，达到垃圾总量的30％-40％。目前渣土处置方式仅仅是简单的填埋和丢弃，不经任何处理运送到郊外和乡村，或者直接堆放到离建筑工地稍远的地方，不仅占用了大量的土地资源，而且污染环境，浪费运输资源。
如何改变工程渣土的传统处理方式，是当前众多科研院所研究的课题。
发明内容
天津市地铁轨道渣土面临着同样的问题。为了促进该项工程渣土的综合利用，将该工程长期以来作为垃圾处理的渣土变为一种资源，发明人在经过大量试验及应用研究后，成功将该工程渣土制备成了性能符合国家标准的优良建材--渣土基陶粒；本发明的实现推动了轻集料的发展。
本发明的目的是提供一种利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法。
为实现上述目的，本发明技术方案包括步骤：
1)取地铁轨道渣土用球磨机干磨30分钟，干磨后的渣土过100目筛，将过筛后的渣土密封保存；
2)取过筛后的渣土和粉煤灰，按渣土：粉煤灰＝50％～85％：15％～50％的质量百分比均匀混合，以水固比为15％-30％加水搅拌混合，制成混合泥浆；
3)采用造粒机将混合泥浆造粒成球，料球过方孔筛，选取料球粒径为15-25mm和10-15mm，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上；
4)将烘干的料球平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8-10℃/分的加热速度自室温升至500℃，并预热20分，然后以8～10℃/分的加热速度升温至1160-1250℃，焙烧15分，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温并过筛，即得。
步骤1)中的地铁轨道渣土为天津市地铁线路渣土堆积场现场经自然风干后渣土。
为了获得较好效果，步骤2)中的水固比随粉煤灰掺量的增加而增大，但不超过30％；
步骤3)中所用的方孔筛边长可以为：9.5mm，16mm或26.5mm。
本发明制备的陶粒，属于一种人造轻集料，为一种外部具有坚硬外壳，表面有一层隔水保气的釉层，内部具有封闭式、细密蜂窝状、微孔结构的多孔陶质粒状物；本陶粒具有堆积密度低、强度高、保温隔热性能好、内部空隙率高等特点，可以取代天然砂石配制轻集料混凝土或者作为水处理填料。
本发明的有益效果体现在：
1)实现了固体废弃物的循环再利用。本发明的主要原材料取自天津市地铁线路渣土堆积场现场，解决了天津地铁渣土长期堆放占用土地资源，造成城市污染等环保问题的同时变废为宝使其成为良好建材。
2)由于本发明产品的原料为废料，生产成本较低。
3)本方法制备的渣土基陶粒轻质且高强，可为轻质高强建筑结构和建筑保温材料提供性能良好的支撑剂。
4)工艺简单，可操作性高，能耗低，有利于工业化大规模生产。
具体实施方式：
实施例1：
取自然风干状态下的天津地铁轨道渣土经球磨机干磨30分钟，干磨后的渣土过100目筛；按渣土：粉煤灰＝75％：25％的质量百分比取渣土和粉煤灰，均匀混合，得混合料；加水搅拌制成混合泥浆，水固比为15％；将混合泥浆用造粒机造粒成球，料球过方孔筛,选取粒径为15-25mm和10-15mm的料球，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上。
在陶瓷纤维板板面上预先铺设3-5mm后的石英砂颗粒，而后将烘干的料球平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8-10℃/min的加热速度自室温升至500℃，并预热20min，然后以8-10℃/min的加热速度升温至1190-1200℃，焙烧15min，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温并过筛，即得到轻质渣土基陶粒。
本渣土基陶粒测试的性能：粒径为15-25mm，堆积密度可以达到752kg/m3，筒压强度为4.56MPa；粒径为10-15mm，堆积密度可以达到722kg/m3，筒压强度为5.22MPa。
实施例2：
取自然风干状态下的天津地铁轨道渣土经球磨机干磨30分钟，干磨后的渣土过100目筛；按渣土：粉煤灰＝70％：30％的质量百分比取渣土和粉煤灰，均匀混合，得混合料；加水搅拌制成混合泥浆，水固比为20％；将混合泥浆用造粒机造粒成球，料球过方孔筛,选取粒径为15-25mm和10-15mm的料球，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上。
在陶瓷纤维板板面上预先铺设3-5mm后的石英砂颗粒，而后将烘干的料球平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8-10℃/min的加热速度自室温升至500℃，并预热20min，然后以8-10℃/min的加热速度升温至1200-1210℃，焙烧15min，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温，并过筛，即得。
本渣土基陶粒测试的性能：粒径为15-25mm，堆积密度可以达到656kg/m3，筒压强度为4.25MPa。
实施例3：
取自然风干状态下的天津地铁轨道渣土经球磨机干磨30分钟，干磨后的渣土过100目筛；按渣土：粉煤灰＝60％：40％的质量百分比取渣土和粉煤灰，均匀混合，得混合料；加水搅拌制成混合泥浆，水固比为25％；将混合泥浆用造粒机造粒成球，料球过方孔筛,选取粒径为15-25mm和10-15mm的料球，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上。
在陶瓷纤维板板面上预先铺设3-5mm后的石英砂颗粒，而后将烘干的料球
平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8-10℃/min的加热速度自室温升至500℃，并预热20min，然后以8-10℃/min的加热速度升温至1230-1240℃，焙烧15min，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温，并过筛，即得。
本渣土基陶粒测试的性能：粒径为15-25mm，堆积密度可以达到555kg/m3，筒压强度为2.83MPa；粒径为10-15mm，堆积密度可以达到657kg/m3，筒压强度为4.94MPa。
实施例4：
取自然风干状态下的天津地铁轨道渣土经球磨机干磨30分钟，干磨后的渣土过100目筛；按渣土：粉煤灰＝55％：45％的质量百分比取渣土和粉煤灰，均匀混合，得混合料；加水搅拌制成混合泥浆，水固比为30％；将混合泥浆用造粒机造粒成球，料球过方孔筛,选取粒径为10-15mm的料球，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上。
在陶瓷纤维板板面上预先铺设3-5mm后的石英砂颗粒，而后将烘干的料球平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8-10℃/min的加热速度自室温升至500℃，并预热20min，然后以8-10℃/min的加热速度升温至1240-1250℃，焙烧15min，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温并过筛，即得。
本渣土基陶粒测试的性能：粒径为10-15mm，堆积密度可以达到579kg/m3，筒压强度为3.23MPa。

Claims (3)

1.一种利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于包括步骤：
1)取地铁轨道渣土用球磨机干磨30分钟，干磨后的渣土过100目筛，将过筛后的渣土密封保存；
2)取过筛后的渣土和粉煤灰，按渣土：粉煤灰＝50％～85％：15％～50％的质量百分比均匀混合，以水固比为15％-30％加水搅拌混合，制成混合泥浆；
3)采用造粒机将混合泥浆造粒成球，料球过方孔筛，选取料球粒径为15-25mm和10-15mm，放入105℃的恒温鼓风干燥箱中恒温干燥4小时以上；
4)将烘干的料球平铺在陶瓷纤维板上，并置于硅钼棒箱式电阻炉内，以8-10℃/分的加热速度自室温升至500℃，并预热20分，然后以8～10℃/分的加热速度升温至1160-1250℃，焙烧15分，烧结后的陶粒放置于通风厨中自然冷却至室温并过筛，即得；
所述地铁轨道渣土为天津市地铁线路渣土堆积场现场经自然风干后渣土。
2.根据权利要求1所述的利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于：所述步骤2)中的水固比随粉煤灰掺量的增加而增大，但不超过30％。
3.根据权利要求1所述的利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于：所述步骤3)中所用的方孔筛边长为：9.5mm，16mm，26.5mm。
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