CN106542755A - 炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒及其制备方法，它包括炉渣轻颗粒陶核(1)，包裹在陶核(1)外周的裹壳粉料层(2)和包裹在裹壳粉料层(2)外周的增强和抗碳化面料层(3)；炉渣轻颗粒陶核(1)为粒径为3～15mm的炉渣轻颗粒。本发明充分利用燃煤炉渣、粉煤灰、高炉矿渣等工业固体废弃物作为主要原料，变废为宝，用免烧浇结工艺替代原有的烧结工艺生产陶粒，可节约土地、矿山资源，综合利用工业废物，减少碳排放，对环境保护具有重要意义。本发明制备得到的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒容重轻、强度高，保温隔声性能好、抗震性能好，成本低，实用性强。

Description

炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑用材料，具体涉及一种质量轻，具有保温隔声，安全可靠、成本低、易施工，应用范围广泛的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒及其制备方法。
背景技术
随着建筑业的发展，主要建筑材料：混凝土和混凝土制品的需求量越来越大。普通混凝土及制品是以砂石为集料，因此大量开采砂石，造成了环境问题，同时现代建筑物的高度越建越高，空间跨度越来越大，耐久性的要求越来越严格。因此，传统的砂石集料，除大量开采、浪费土地资源、破坏生态外，自身的应用缺陷也表现的越来越明显：一是密度大，难以降低建筑物的自重，传统建筑物地基深度大，抗震能力差；二是砂石料在水泥中的含碱量高，容易发生碱集料反应，锈蚀钢筋，影响建筑物的安全性；三是砂石集料的保温、隔热、隔声性能均很差，难以建造节能性、环保型建筑物。
为了改善砂石集料的上述不足，人们开发了一种高性能的轻集料—陶粒。它是利用粘土、泥质岩石、工业废料为主要原料，掺加少量添加材料，经粉磨，加工成球再烧胀等工艺过程而制成的一种人造轻集料。由于陶粒的容重小、内部多孔，又具有一定的强度。因此，它配制的轻骨料混凝土能够有效地改善建筑物的安全性，降低建筑物自重，节省建筑物基础造价，提高建筑物的节能、环保性能，完善建筑物的功能性。
陶粒作为取代砂石集料在建筑业的应用，在我国已有四十多年的历史，尤其是90年代以来，陶粒的生产和应用步伐越来越快。但在陶粒的开发应用上仍有几方面的问题急需解决：一是生产工艺，仍以传统的烧结法为主，产生大量的碳排放。二是产品品种上仍以粘土陶粒和页岩陶粒为主导，需消耗大量的土地资源和矿产资源。三是应用领域上，陶粒作为建筑轻集料应用外，它的优异性能，可广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火、保温材料、化工、石油、环境、水务等领域，应加大开发应用力度。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒是充分利用燃煤炉渣、粉煤灰、高炉矿渣等工业固体废弃物作为主要原料，用免烧浇结工艺替代原有的烧结工艺生产陶粒，可节约土地、矿山资源，综合利用工业废物，减少碳排放，对环境保护具有重要意义。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，其特征在于，它包括炉渣轻颗粒陶核，包裹在陶核外周的裹壳粉料层和包裹在裹壳粉料层外周的增强和抗碳化面料层；
所述的炉渣轻颗粒陶核为粒径为3～15mm的炉渣轻颗粒。
作为优选方案，以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的裹壳粉料层由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉800～950份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份。
作为优选方案，以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的裹壳粉料层由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉300～600份，粉煤灰200～500份，矿渣粉300～500份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份。
作为优选方案，以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，激发剂为碱性物质，如氢氧化钙、碳酸氢钙或碳酸钙等，粘结剂为硅酸钠(水玻璃)等。
作为优选方案，以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的增强和抗碳化面料层由下列重量份数的原料制成：硅酸盐水泥800～950份，改性树脂(如环氧树脂或聚酯树脂等)50～100份。
一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其包括以下步骤：
(1)对炉渣进行多级筛分：筛分出粒径为3-15mm的炉渣轻颗粒，再细分为粒径分别为3-6mm、6-10mm和10-15mm三种规格的炉渣轻颗粒作为炉渣轻颗粒陶核；其余炉渣部分粉磨加工成炉渣细粉；
(2)取步骤(1)的炉渣细粉掺入激发剂和粘结剂，混合，制备成裹壳粉料；
(3)取硅酸盐水泥，加入改性树脂制备成增强和抗碳化面层粉料；
(4)取步骤(1)筛分得到的炉渣轻颗粒陶核放置于第一成球机内，掺入粘结剂、水和步骤(2)制备得到的裹壳粉料；以炉渣轻颗粒为陶核，用裹壳粉料在其外周裹壳成球，当料球粒径达到设定规格时，将料球输入到第二成球机内；
(5)在第二成球机内加入步骤(3)制备得到的增强和抗碳化面层粉料，在料球表面敷上增强和抗碳化面料层；
(6)将步骤(5)敷好增强和抗碳化面料层的料球送入养护房，蒸压养护或自然养护，得到炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，所述的粘结剂为泡花碱或建筑胶。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，步骤(2)所述的裹壳粉料由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉800～950份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份；
或者由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉300～600份，粉煤灰200～500份，矿渣粉300～500份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，所述的增强和抗碳化面料层由下列重量份数的原料制成：硅酸盐水泥800～950份，改性树脂50～100份。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，所述的激发剂为碱性物质，如氢氧化钙、碳酸氢钙或碳酸钙等，粘结剂为硅酸钠(水玻璃)等。改性树脂为环氧树脂或聚酯树脂等。
有益效果：本发明提供的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒及其制备方法和现有技术相比具有以下优点：
1、本发明用炉渣为核，炉渣细粉料、粉煤灰、矿渣粉等添加剂激发剂裹壳生产免烧陶粒及其生产工艺，主要原材料为工业废弃物，可实现废弃物利用，变废为宝。
2、本发明的产品陶粒，可替代砂石做建筑集料，可节约土地和矿山资源。
3、本发明制备得到的陶粒做建筑集料、容重轻、强度高，保温隔声性能好、抗震性能好，既可节省建筑投资，又能建造性能优异的绿色建筑。
4、本发明提供的陶粒生产免烧浇结工艺，工艺设计合理，可操作性强，节能环保，符合绿色建筑发展需求，具有很好的市场空间和发展前景。
附图说明
图1是本发明提供的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1所示，一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，它包括炉渣轻颗粒陶核1，包裹在陶核1外周的裹壳粉料层2和包裹在裹壳粉料层2外周的增强和抗碳化面料层3；
所述的炉渣轻颗粒陶核1为粒径为3～15mm的炉渣轻颗粒。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的裹壳粉料层2由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉800份，激发剂氢氧化钙50份，粘结剂如水玻璃100份。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的增强和抗碳化面料层3由下列重量份数的原料制成：硅酸盐水泥800份，环氧树脂50份。
实施例2
如图1所示，一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，它包括炉渣轻颗粒陶核1，包裹在陶核1外周的裹壳粉料层2和包裹在裹壳粉料层2外周的增强和抗碳化面料层3；
所述的炉渣轻颗粒陶核1为粒径为3～15mm的炉渣轻颗粒。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的裹壳粉料层2由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉600份，粉煤灰500份，矿渣粉500份，激发剂碳酸氢钙100份，粘结剂水玻璃200份。
以上所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，所述的增强和抗碳化面料层3由下列重量份数的原料制成：硅酸盐水泥950份，环氧树脂100份。
实施例3
一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其包括以下步骤：
(1)对炉渣进行多级筛分：筛分出粒径为3-15mm的炉渣轻颗粒，再细分为粒径分别为3-6mm、6-10mm和10-15mm三种规格的炉渣轻颗粒作为炉渣轻颗粒陶核；其余炉渣部分粉磨加工成炉渣细粉；
(2)取步骤(1)的炉渣细粉掺入激发剂和粘结剂(炉渣细粉950份，激发剂氢氧化钙100份，粘结剂水玻璃200份)，混合，制备成裹壳粉料；
(3)取硅酸盐水泥，加入改性树脂制备成增强和抗碳化面层粉料(硅酸盐水泥950份，环氧树脂100份)；
(4)取步骤(1)筛分得到的炉渣轻颗粒陶核放置于第一成球机内，掺入粘结剂泡花碱、水和步骤(2)制备得到的裹壳粉料；以炉渣轻颗粒为陶核，用裹壳粉料在其外周裹壳成球，当料球粒径达到设定规格时，将料球输入到第二成球机内；
(5)在第二成球机内加入步骤(3)制备得到的增强和抗碳化面层粉料，在料球表面敷上增强和抗碳化面料层；
(6)将步骤(5)敷好增强和抗碳化面料层的料球送入养护房，蒸压养护或自然养护，得到炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒。
制备得到的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的性能检测结果如下表1所示
表1性能检测结果
实施例4
一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其包括以下步骤：
(1)对炉渣进行多级筛分：筛分出粒径为3-15mm的炉渣轻颗粒，再细分为粒径分别为3-6mm、6-10mm和10-15mm三种规格的炉渣轻颗粒作为炉渣轻颗粒陶核；其余炉渣部分粉磨加工成炉渣细粉；
(2)取步骤(1)的炉渣细粉掺入粉煤灰，矿渣粉，激发剂和粘结剂(炉渣细粉300份，粉煤灰200份，矿渣粉300份，激发剂氢氧化钙50份，粘结剂硅酸钠100份)混合，制备成裹壳粉料；
(3)取硅酸盐水泥，加入改性树脂制备成增强和抗碳化面层粉料(硅酸盐水泥800份，环氧树脂50份)；
(4)取步骤(1)筛分得到的炉渣轻颗粒陶核放置于第一成球机内，掺入粘结剂建筑胶、水和步骤(2)制备得到的裹壳粉料；以炉渣轻颗粒为陶核，用裹壳粉料在其外周裹壳成球，当料球粒径达到设定规格时，将料球输入到第二成球机内；
(5)在第二成球机内加入步骤(3)制备得到的增强和抗碳化面层粉料，在料球表面敷上增强和抗碳化面料层；
(6)将步骤(5)敷好增强和抗碳化面料层的料球送入养护房，蒸压养护或自然养护，得到炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒。
制备得到的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的性能检测结果如下表2所示
表2性能检测结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，其特征在于，它包括炉渣轻颗粒陶核(1)，包裹在陶核(1)外周的裹壳粉料层(2)和包裹在裹壳粉料层(2)外周的增强和抗碳化面料层(3)；
所述的炉渣轻颗粒陶核(1)为粒径为3～15mm的炉渣轻颗粒。
2.根据权利要求1所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，其特征在于，所述的裹壳粉料层(2)由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉800～950份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份。
3.根据权利要求1所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，其特征在于，所述的裹壳粉料层(2)由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉300～600份，粉煤灰200～500份，矿渣粉300～500份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份。
4.根据权利要求2或3所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，其特征在于，激发剂为碱性物质，粘结剂为硅酸钠。
5.根据权利要求1所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒，其特征在于，所述的增强和抗碳化面料层(3)由下列重量份数的原料制成：硅酸盐水泥800～950份，改性树脂50～100份。
6.权利要求1所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)对炉渣进行多级筛分：筛分出粒径为3-15mm的炉渣轻颗粒，再细分为粒径分别为3-6mm、6-10mm和10-15mm三种规格的炉渣轻颗粒作为炉渣轻颗粒陶核；其余炉渣部分粉磨加工成炉渣细粉；
(2)取步骤(1)的炉渣细粉掺入激发剂和粘结剂，混合，制备成裹壳粉料；
(3)取硅酸盐水泥，加入改性树脂制备成增强和抗碳化面层粉料；
(4)取步骤(1)筛分得到的炉渣轻颗粒陶核放置于第一成球机内，掺入粘结剂、水和步骤(2)制备得到的裹壳粉料；以炉渣轻颗粒为陶核，用裹壳粉料在其外周裹壳成球，当料球粒径达到设定规格时，将料球输入到第二成球机内；
(5)在第二成球机内加入步骤(3)制备得到的增强和抗碳化面层粉料，在料球表面敷上增强和抗碳化面料层；
(6)将步骤(5)敷好增强和抗碳化面料层的料球送入养护房，蒸压养护或自然养护，得到炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒。
7.根据权利要求6所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂为泡花碱或建筑胶。
8.根据权利要求6所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的裹壳粉料由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉800～950份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份；
或者由下列重量份数的原料制成：炉渣细粉300～600份，粉煤灰200～500份，矿渣粉300～500份，激发剂50～100份，粘结剂100～200份。
9.根据权利要求6所述的炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒的制备方法，其特征在于，所述的增强和抗碳化面料层由下列重量份数的原料制成：硅酸盐水泥800～950份，改性树脂50～100份。
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