CN108178572B - 一种珊瑚礁陶粒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种珊瑚礁陶粒的制备方法，包括：将预设的原料放置于造粒机中进行裹粉造粒，得到珊瑚礁陶粒；将得到的珊瑚礁陶粒进行预设第一时长的摊平晾干；在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖一层覆盖物，并进行预设第二时长的湿热养护；对湿热养护后的珊瑚礁陶粒进行预设第三时长的露天自然堆放养护。应用本发明可以节省能源和粘土资源，节省大宗长途运输成本，使得所制成的珊瑚礁陶粒具有低成本、低能耗、绿色环境友好的特点。

Description

一种珊瑚礁陶粒的制备方法
技术领域
本申请涉及海洋工程和新材料技术领域，尤其涉及一种珊瑚礁陶粒的制备方法。
背景技术
我国南海有很多岛礁距离内陆超过1000公里，例如，其中的美济礁处于北纬10°附近。南海岛礁95％以上的是天然的热带珊瑚岛礁，在岛礁上没有内陆常见的普通砂石和粘土。因此，我国南海岛礁建设过程中所使用的各类建筑材料，都是从海南、广西、广东等内陆地区采用大型货船经过长途海运到岛礁当地的。所以，南海建设过程中的海运综合成本较高，砂石的运输成本已达其原材料成本的10余倍。
我国南海岛礁临近赤道，日照强度高，每年的雨季也经常处于一种暴晒、炎热的状态。因此，岛礁上房屋一般都加装了空调系统。为了降低岛礁人员所居住的建筑的室内温度、提高墙体的隔热效率、降低空调系统的能耗，岛礁的房屋墙体应采用隔热保温材料。
在现有技术中，陶粒轻骨料加气/泡沫混凝土砌块的抗压强度高，隔热效能好，是一种较好的岛礁墙体材料。但是，普通的粘土、粉煤灰、页岩陶粒轻骨料表面具有较多的开口连通大孔和大量裂纹，因此导致上述砌块的吸水率增大。而南海岛礁的雨季高温、高湿、多雨，墙体吸潮后含水率明显提高，因而导致墙体的隔热效率降低。因此，发展一种容重轻、抗压强度高且保温隔热和防水性能好的陶粒轻骨料加气/泡沫混凝土砌块，是以上问题的上佳解决途径。
目前，我国有大量的驻岛人员在南海岛礁开展建设活动以及生产生活活动。南海岛礁属热带海洋性季风气候，每年12月至次年4月为少雨期，5月至11月为多雨期，一年可分为雨季和旱季。雨季雨量充沛、台风多；旱季降雨量非常少、风大。因此，在南海岛礁的旱季时，混凝土结构因风大、雨少，其表面蒸发干燥非常迅速，混凝土结构易发生早龄期干燥收缩开裂。所以，如何缓解旱季时南海岛礁的新浇筑混凝土结构的早龄期干燥收缩并抑制开裂发生，是一项重要课题，也是难题。
另外，我国南海诸岛礁相互之间相隔多在200公里以上，多属于大海中的一个个孤岛，长期驻扎在岛上，因环境中长期为海水的“蓝”、珊瑚礁沙的“白”以及强烈的日照，海浪以高度重复、高密度的单一节奏日复一日地击打海岸，单调枯燥，极易使人产生孤独和焦虑感。另一方面，我国南海岛礁属于珊瑚礁沙吹填而成，珊瑚礁沙90％以上为碳酸钙，有机质含量非常低，并且珊瑚礁沙是从海中吹填上来的，其中海盐含量较高。因此，在原状珊瑚礁沙上种植树木花草几乎是不可能的。所以，我国南海岛礁现既有的绿化率非常低。当前，南海岛礁的绿化工程基本上是从大陆运输大量的种植土和营养土至于岛礁当地进行常规种植。在南海岛礁的旱季，同样因大风、少雨的原因，用于绿化的种植土的干燥失水非常快。而且，岛礁当地的淡水稀缺，海淡水的成本又较高，因而导致南海岛礁旱季新种绿植的成活率降低，已种绿植的长势衰颓。所以，在旱季时为南海岛礁的绿化种植保水，提高种植的成活率，非常重要。
此外，我国南海岛礁驻岛参建和生产生活人员较多，某些岛礁已经超过数千人，高峰时可达万人。岛礁人员大量生产生活污水的处理，需要使用物理吸附和过滤材料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种珊瑚礁陶粒的制备方法，从而可以节省能源和粘土资源，节省大宗长途运输成本，使得所制成的珊瑚礁陶粒具有低成本、低能耗、绿色环境友好的特点。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种珊瑚礁陶粒的制备方法，该方法包括：
将预设的原料放置于造粒机中进行裹粉造粒，得到珊瑚礁陶粒；其中，所述预设的原料包括：10～30mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；所述预设的原料的重量比例为：10～30mm珊瑚礁石75～88重量份、硅酸盐水泥7～14重量份、功能助剂3～9重量份、海淡水2～6重量份；
将得到的珊瑚礁陶粒进行预设第一时长的摊平晾干；
在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖一层覆盖物，并进行预设第二时长的湿热养护；
对湿热养护后的珊瑚礁陶粒进行预设第三时长的露天自然堆放养护。
较佳的，所述10～30mm珊瑚礁石的主要化学成分为90％～98％的CaCO3，孔隙率为30％～43％，饱和吸水率为12％～18％，筒压强度为3.8～7.6MPa，压碎指标一般为27％～36％；所述10～30mm珊瑚礁石中开口连通孔隙的比例大于55％，其中，95％以上的主要孔隙的孔径均大于550nm。
较佳的，所述10～30mm珊瑚礁石的自然含水率为5.0％～16.0％。
较佳的，所述预设的原料的重量比例为：10～30mm珊瑚礁石83.5重量份、硅酸盐水泥9重量份、功能助剂5.0重量份、海淡水2.5重量份。
较佳的，所述10～30mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为31％，饱和吸水率为14.7％，筒压强度为6.5MPa，压碎指标为28％；
所述10～30mm珊瑚礁石的自然含水率为13％。
较佳的，所述预设的原料包括：10～20mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～20mm珊瑚礁石82～86重量份、硅酸盐水泥9～12重量份、功能助剂2～2.5重量份、海淡水3～5重量份。
较佳的，所述10～20mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为30％～34％，饱和吸水率为14％～16％，筒压强度为5.8～7.0MPa，压碎指标为29％～32％；所述10～20mm珊瑚礁石中开口连通孔隙的比例大于60％，其中，95％以上的主要孔隙的孔径均大于700nm；
所述10～20mm珊瑚礁石的自然含水率为9.0％～12.5％。
较佳的，所述预设的原料包括：10～15mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～15mm珊瑚礁石79.5重量份、硅酸盐水泥8.5重量份、功能助剂8.5重量份、海淡水3.5重量份。
较佳的，所述10～15mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为33％，饱和吸水率为15.5％，筒压强度为5.8MPa，压碎指标为32％；
所述10～15mm珊瑚礁石的自然含水率为12％。
较佳的，所述功能助剂包括：
硅粉、煅烧硅藻土、粉煤灰、磨细矿渣粉、磨细钢渣粉、防水剂、减水剂中的一种或几种的组合。
较佳的，所述功能助剂包括：硅粉和减水剂。
较佳的，所述硅粉和减水剂的重量比例为：
硅粉1.9～2.35重量份、减水剂0.1～0.15重量份。
较佳的，所述功能助剂包括：渣粉、防水剂和减水剂；
或者，所述功能助剂包括：渣粉、乳化沥青和减水剂；
其中，所述渣粉为粉煤灰、磨细矿渣粉、磨细钢渣粉中的一种或几种。
较佳的，所述功能助剂包括：磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂；
所述磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂的重量比例为：磨细钢渣粉3.0重量份、乳化沥青1.9重量份、减水剂0.1重量份。
较佳的，所述功能助剂包括：煅烧硅藻土和减水剂。
较佳的，所述煅烧硅藻土和减水剂的重量比例为：煅烧硅藻土8.3重量份、减水剂0.2重量份。
较佳的，所述预设第一时长为3-12小时；所述预设第二时长为7天；所述预设第三时长为21天。
如上可见，在本发明中的珊瑚礁陶粒的制备方法中，可以就地取材，直接使用热带海洋岛礁上的10～30mm珊瑚礁石，将自然筛取或机械破碎的轻质疏松多孔的珊瑚礁石作为造粒的陶核，因此在整个珊瑚礁陶粒的制备过程中无需使用粘土，在制作过程中只需利用岛礁的自然湿热和强日照条件，无需烧结、无需人工蒸压养护，因此可以大大节省能源和粘土资源，同时也无需从内陆大量运输粘土到南海岛礁，大大节省了大宗长途运输成本。所以，本发明中所制成的珊瑚礁陶粒具有低成本、低能耗、绿色环境友好的特点。
而且，更进一步的，通过改变用于裹粉的功能助剂的原料种类，即可使得所制成的珊瑚礁陶粒可实现混凝土内养护抗裂、岛礁绿化种植土壤保水、为植物根系保水、提高轻骨料加气/泡沫混凝土砌块的防水效果以及净化过滤岛礁生产生活污水等多种功能，可以有效地降低混凝土的收缩并缓解混凝土收缩开裂、降低因为轻质多孔低强的珊瑚礁石掺入混凝土中而引发的混凝土力学性能折减的不利影响；并且还可以用作岛礁绿化种植的保水材料，发挥长期、缓慢释放水分的作用，在岛礁的旱季时为植物根系保水、补水，发挥较好的土壤保水作用，延长保水期、减少浇水次数，节约岛礁淡水资源；此外还可以使用上述珊瑚礁陶粒来制备轻骨料加气/泡沫混凝土砌块，有效地降低砌块墙体在南海雨季高湿度时节的吸湿性，降低墙体的含水率，提高墙体的隔热性能和防水性能；而且所制成的珊瑚礁陶粒还可用作岛礁污水处理的滤料，对生产生活污水中的微细颗粒污染物及重金属离子起到良好的过滤和吸附作用，提高处理后的水质。
附图说明
图1为本发明实施例中的珊瑚礁陶粒的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中的珊瑚礁陶粒的制备方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例中的珊瑚礁陶粒的制备方法包括如下所述步骤：
步骤101，将预设的原料放置于造粒机中进行裹粉造粒，得到珊瑚礁陶粒。
其中，所述预设的原料包括：10～30mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～30mm珊瑚礁石75～88重量份、硅酸盐水泥7～14重量份、功能助剂3～9重量份、海淡水2～6重量份。
在本发明的技术方案中，上述的珊瑚礁石可以直接使用热带海洋岛礁上的10～30mm珊瑚礁石，因此可以就地取材，使用自然筛取或机械破碎的疏松多孔的珊瑚礁石作为造粒的陶核。由于上述原料中并无粘土，因此在制作过程中可以免烧结、免蒸养，从而具有低成本、低能耗、绿色环境友好的优点。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～30mm珊瑚礁石的主要化学成分为90％～98％的CaCO3，孔隙率为30％～43％，饱和吸水率为12％～18％，筒压强度为3.8～7.6MPa，压碎指标一般为27％～36％；所述10～30mm珊瑚礁石中开口连通孔隙的比例大于55％，其中，95％以上的主要孔隙的孔径均大于550nm。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～30mm珊瑚礁石在南海岛礁当地的自然含水率为5.0％～16.0％。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述造粒机可以是锅式造粒机或圆盘式造粒机。
步骤102，将得到的珊瑚礁陶粒进行预设第一时长的摊平晾干。
步骤103，在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖一层覆盖物，并进行预设第二时长的湿热养护。
在本发明的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，使用比较合适的覆盖物。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述覆盖物可以为土工布。当然，也可以是其他的合适的覆盖物，在此不再一一列举。
步骤104，对湿热养护后的珊瑚礁陶粒进行预设第三时长的露天自然堆放养护。
另外，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，预先设置上述的第一时长、第二时长和第三时长。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述预设第一时长可以为3-12小时。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述预设第二时长可以为7天。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述预设第三时长可以为21天。
当然，在本发明的技术方案中，上述的预设第一时长、第二时长和第三时长也可以是其它的预先设置的合适时长，在此不再一一列举。
另外，在经过多次、长期的试验以及相应的分析研究之后，发明人发现：混凝土的早龄期干燥收缩主要是由水泥水化引发的自身干燥作用、与外部空气间相对湿度差或者混凝土内部不同位置间的相对湿度差引发的扩散失水干燥作用而导致的。其中，水泥水化作用主要是将混凝土中自由的液态水转变为化学结合水，从而引发混凝土孔隙中液态自由毛细水含量的降低；而扩散失水干燥作用主要有两种情况：(1)混凝土与外部空气间因无液态水分直接传输通道，只能以气态水的形式发生水分扩散迁移。此外，当混凝土中毛细孔水含量减少至混凝土内部某处的毛细孔水连通性完全发生隔断，从而形成毛细孔水的“孤岛”状态时，混凝土内部某处与其他处的水分交换则也只能以气态水的形式发生。(2)当混凝土内部某处毛细孔中的毛细孔水与其周围毛细孔的水分连通状况很好时，该处的混凝土与周围的水分交换则主要以液态水的形式进行。因此，需要重点强调的是：混凝土内部水泥浆毛细孔之间、水泥浆毛细孔与骨料颗粒内部孔隙之间的水分交换，以液态水的形式进行时的速率要大大高于以气态水的形式进行时的速率。
由前述热带海洋岛礁10～30mm珊瑚礁石的基本特性可知，该珊瑚礁石具有轻质、多孔、吸水率高，开口连通孔隙多的特点。因此，如果直接将其作为混凝土粗骨料，虽然其预吸水率较高，但因其表面大量的开口连通孔隙，骨料内部孔隙中预吸水很早(一般在0-3天之内)就以液态水的形式迁移至骨料颗粒表面的水泥浆毛细孔中，而对混凝土硬化后期(例如，7天后)的水分干燥过程无法起到有效的水分补偿作用，所以很难起到较好的内养护效果。其具体原因是：在利用预吸水轻骨料颗粒对混凝土进行内养护时，预吸水轻骨料中预吸水若在混凝土浇筑后的0-3天即以液态水的形式快速迁移释放到骨料颗粒周围的水泥浆毛细孔中，由于此时混凝土的成熟度较低，毛细孔水的连通状况很好，混凝土内部相对湿度一般均在90％以上，而外部环境空气相对湿度则多为30％～50％，所以混凝土内部与外部空气间的水分扩散交换速率很高，混凝土内部的水分将较早、快速大量地扩散到空气中。上述过程的本质是：轻质多孔的预吸水颗粒内部的孔隙水以液态水形式，在0-3天内高速迁移到混凝土水泥浆的毛细孔中，而后又因混凝土水泥浆毛细孔中水分连通度高、内部相对湿度高，与外界环境之间的相对湿度差值高，气态水的扩散驱动力高。最终则造成了：预吸水颗粒中的预吸水，在混凝土浇筑后0-3天的短期内即高速的交换散失到外部环境空气中，而对混凝土后期养护过程中内部毛细孔水的真实补充作用大大降低，从而所起到的内养护效能也大大降低。
因此，在本发明的技术方案中，先将10～30mm珊瑚礁石原料放置于造粒机中进行裹粉造粒，因而在10～30mm珊瑚礁石的外部通过裹粉而形成一层较为致密的外壳，从而大幅降低珊瑚礁石在预吸水后掺入混凝土时与混凝土水泥浆毛细孔之间的液态水交换度，让其水分交换主要以气态水的形式进行，因此可以大大延长水分交换过程，从而可对混凝土硬化中后期的内部水分干燥过程起到真实补偿作用，即实现高效的内养护作用。
有鉴于此，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，使用不同的功能助剂，以得到具有不同特性的珊瑚礁陶粒。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂可以包括：硅粉、煅烧硅藻土、粉煤灰、磨细矿渣粉、磨细钢渣粉、防水剂、减水剂中的一种或几种的组合。
以下将以几个具体实施方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。
1)例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂可以包括：硅粉和减水剂。
当本发明中用于为热带海洋岛礁10～30mm珊瑚礁石进行裹粉的原料中的功能助剂为硅粉与减水剂的组合时，可使得裹粉浆体的水胶比降低、致密性大大提高。因此，所制成的珊瑚礁陶粒就具有内部轻质多孔的珊瑚礁石陶核的吸水率很高、外部裹粉成壳的致密性和强度高的特性，从而可以实现“内部高预吸水率(预吸水时是浸泡在水中吸水，因而是液态水传输模式，预吸水快)，外部低水分交换速率(所述珊瑚礁陶粒放置于混凝土中作内养护材料时，陶核内的预吸水传输到外部水泥浆毛细孔中则主要是气态水传输模式，内养护释水过程缓慢且被延长)”的特种性能。因此，本发明中所制成的珊瑚礁陶粒可作为发挥内养护效应的预吸水颗粒掺入混凝土中，以有效地降低混凝土的收缩并缓解混凝土收缩开裂。
另外，在给轻质多孔的珊瑚礁石加裹高强致密外壳后，所制成的珊瑚礁陶粒的强度将高于原来的珊瑚礁石，例如，本发明中所制备得到的珊瑚礁陶粒的筒压强度可达11MPa以上(而珊瑚礁石自身的筒压强度仅为3.8～7.6MPa)，从而还可降低因为轻质、多孔、低强珊瑚礁石掺入混凝土中引发的混凝土力学性能折减的不利影响。
此外，基于上述的“内部高预吸水率，外部低水分交换速率”的特性，当裹粉的原料中的功能助剂为硅粉与减水剂的组合时，上述所制成的珊瑚礁陶粒还可用作岛礁绿化种植的保水材料。当所制成的珊瑚礁陶粒作为岛礁种植的保水陶粒浅埋于土壤中时，同样可以发挥长期、缓慢释放水分的作用，在岛礁的旱季时为植物根系保水、补水，发挥较好的土壤保水作用。因此，上述所制成的珊瑚礁陶粒可作为岛礁绿化保水陶粒，延长保水期、减少浇水次数，节约岛礁淡水资源。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述硅粉和减水剂的重量比例可以为：硅粉1.9～2.35重量份、减水剂0.1～0.15重量份。
2)再举例来说，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂可以包括：渣粉、防水剂和减水剂；或者，所述功能助剂可以包括：渣粉、乳化沥青和减水剂；其中，所述渣粉为粉煤灰、磨细矿渣粉、磨细钢渣粉中的一种或几种。
在本具体实施例中，可以将粉煤灰或磨细矿渣粉或磨细钢渣粉、防水剂或乳化沥青、减水剂共同为珊瑚礁石陶核进行裹粉，可在陶核外部形成一层防水性好的外壳。由此，可降低表面含大量连通孔隙、高吸水率的珊瑚礁石陶核的吸潮性。所以，可以使用上述珊瑚礁陶粒来制备轻骨料加气/泡沫混凝土砌块，从而可以有效地降低砌块墙体在南海雨季高湿度时节的吸湿性，降低墙体的含水率，提高墙体的隔热性能和防水性能。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂可以包括：磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂；所述磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂的重量比例为：磨细钢渣粉3.0重量份、乳化沥青1.9重量份、减水剂0.1重量份。
3)再举例来说，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂可以包括：煅烧硅藻土和减水剂；
硅藻土是古硅藻遗体经初步成岩作用而形成的一种生物硅质岩，其具有多微孔结构，其表面积大、吸附性强、化学稳定性高的特点。硅藻土的比表面积一般为16000～70000㎡/kg，其主要化学成分为无定形SiO2。
当本发明中用于为热带海洋岛礁10～30mm珊瑚礁石进行裹粉的原料中的功能助剂为煅烧硅藻土和减水剂的组合时，可掺入占硅酸盐水泥质量40％～60％的煅烧硅藻土。由于煅烧硅藻土中含有大量的纳米级微孔，在裹粉成壳硬化后，所制成的珊瑚礁陶粒表面裹粉外壳即具有较多的纳米级微孔，且该珊瑚礁陶粒的内部陶核还具有大量的1μm以上的大尺寸孔隙。此外，煅烧硅藻土颗粒表面以及其内部纳米级微孔的孔壁上还分布有大量的硅羟基，从而使硅藻土颗粒在水中带有大量负电荷，可对污水中的重金属阳离子产生电荷吸附作用，从而净化去除污水中的重金属离子。因此，当采用煅烧硅藻土和减水剂的组合作为功能助剂进行裹粉时，所制成的珊瑚礁陶粒可用作岛礁污水处理的滤料，从而可对生产生活污水中的微细颗粒污染物及重金属离子起到良好的过滤和吸附作用，提高处理后的水质。
较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述煅烧硅藻土和减水剂的重量比例可以为：煅烧硅藻土8.3重量份、减水剂0.2重量份。
以下将以几个在实际应用环境中的具体实施例为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。
实施例一：
在本实施例中，所述预设的原料包括：10～20mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～20mm珊瑚礁石82～86重量份、硅酸盐水泥9～12重量份、功能助剂2～2.5重量份、海淡水3～5重量份。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～20mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为30％～34％，饱和吸水率为14％～16％，筒压强度为5.8～7.0MPa，压碎指标为29％～32％；所述10～20mm珊瑚礁石中开口连通孔隙的比例大于60％，其中，95％以上的主要孔隙的孔径均大于700nm。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～20mm珊瑚礁石在南海岛礁当地的自然含水率为9.0％～12.5％。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂包括：硅粉和减水剂；所述硅粉和减水剂的重量比例为：硅粉1.9～2.35重量份、减水剂0.1～0.15重量份。
因此，在本实施例中，可通过如下的步骤来制备得到所需的珊瑚礁陶粒：
步骤11，将热带海洋岛礁10～20mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、硅粉先置于锅式或圆盘式造粒机中，将减水剂与海淡水均匀混合为混合溶液，开动造粒机后均匀喷洒混合溶液，边转动造粒锅/盘，边缓慢喷洒混合溶液，每盘造粒时间约30～45分钟；
步骤12，取出造粒后得到的珊瑚礁陶粒，进行6小时的摊平晾干；
步骤13，在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖土工布，在强日照下撒海淡水湿热养护7天；
在上述的7天覆盖湿热养护中，利用了南海岛礁的夏季高温高湿多雨的自然环境特点，采用土工布覆盖后经雨淋(或喷洒淡化海水)日晒而在土工布的“养护棚”中自然形成高度湿热的条件，加速珊瑚礁石陶核外部裹粉的成壳成熟的过程。
步骤14，对湿热养护后的珊瑚礁陶粒，在热带岛礁当地露天自然堆放养护21天。
通过上述的步骤11～14，即可制备得到所需的珊瑚礁陶粒。
在本实施例中，通过上述方式制备得到的珊瑚礁陶粒可作为预吸水颗粒掺入混凝土中，发挥内养护的作用，可降低混凝土的早期收缩并缓解混凝土收缩开裂；还可用作岛礁绿化种植的保水颗粒，在岛礁旱季对植物根系周围的土壤进行保水。
而且，上述的珊瑚礁陶粒可以在南海岛礁就地取材，使用珊瑚礁石作为造粒的陶核，其原料中无粘土，其制作过程免烧结、免蒸养，具有低成本、低能耗、绿色环境友好的特点。
实施例二：
在本实施例中，所述预设的原料包括：10～30mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～30mm珊瑚礁石83.5重量份、硅酸盐水泥9重量份、功能助剂5.0重量份、海淡水2.5重量份。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～30mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为31％，饱和吸水率为14.7％，筒压强度为6.5MPa，压碎指标为28％。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～30mm珊瑚礁石在南海岛礁当地的自然含水率为13％。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂包括：磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂；所述磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂的重量比例为：磨细钢渣粉3.0重量份、乳化沥青1.9重量份、减水剂0.1重量份。
因此，在本实施例中，可通过如下的步骤来制备得到所需的珊瑚礁陶粒：
步骤21，将热带海洋岛礁10～30mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、磨细钢渣粉先置于锅式或圆盘式造粒机中，将减水剂、海淡水及乳化沥青均匀混合为混合液，开动造粒机后均匀喷洒混合液，边转动造粒锅/盘，边缓慢喷洒混合液，每盘造粒时间约30分钟；
步骤22，取出造粒后得到的珊瑚礁陶粒，进行12小时的摊平晾干；
步骤23，在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖土工布(或搭建土工布的养护棚)，经雨淋(或喷洒淡化海水)日晒而在土工布的养护棚中自然形成高度湿热的条件，湿热养护7天，以加速珊瑚礁石陶核外部裹粉的成壳成熟的过程。
步骤24，对湿热养护后的珊瑚礁陶粒，在热带岛礁当地露天自然堆放养护21天。
通过上述的步骤21～24，即可制备得到所需的珊瑚礁陶粒。
在本实施例中，通过上述方式制备得到的珊瑚礁陶粒可用于制备轻骨料加气/泡沫混凝土砌块，从而可以提高砌块的隔热性能和防水性能，还可在不显著增大容重的情况下提高砌块的抗压强度。
实施例三：
在本实施例中，所述预设的原料包括：10～15mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～15mm珊瑚礁石79.5重量份、硅酸盐水泥8.5重量份、功能助剂8.5重量份、海淡水3.5重量份。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～15mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为33％，饱和吸水率为15.5％，筒压强度为5.8MPa，压碎指标为32％。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述10～15mm珊瑚礁石在南海岛礁当地的自然含水率为12％。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述热带海洋岛礁10～15mm珊瑚礁石是将原状大粒径的珊瑚礁石经过锤式破碎机破碎而制成的。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述功能助剂包括：煅烧硅藻土和减水剂；所述烧硅藻土和减水剂的重量比例为：煅烧硅藻土8.3重量份、减水剂0.2重量份。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述煅烧硅藻土的比表面积为62000m2/kg，细度为150目，煅烧温度为800℃～850℃。
因此，在本实施例中，可通过如下的步骤来制备得到所需的珊瑚礁陶粒：
步骤31，将热带海洋岛礁10～15mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、煅烧硅藻土先置于锅式或圆盘式造粒机中，将减水剂与海淡水均匀混合为混合溶液，开动造粒机后均匀喷洒混合溶液，边转动造粒锅/盘，边缓慢喷洒混合溶液，每盘造粒时间约30～45分钟；
步骤32，取出造粒后得到的珊瑚礁陶粒，进行6小时的摊平晾干；
步骤33，在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖土工布，在强日照下撒海淡水湿热养护7天；
步骤34，对湿热养护后的珊瑚礁陶粒，在热带岛礁当地露天自然堆放养护21天。
通过上述的步骤31～34，即可制备得到所需的珊瑚礁陶粒。
在本实施例中，通过上述方式制备得到的珊瑚礁陶粒可用作岛礁污水处理的滤料，可发挥较好的吸附和过滤作用。
综上所述，由于在上述的珊瑚礁陶粒的制备方法中，可以就地取材，直接使用热带海洋岛礁上的10～30mm珊瑚礁石，将自然筛取或机械破碎的轻质疏松多孔的珊瑚礁石作为造粒的陶核，因此在整个珊瑚礁陶粒的制备过程中无需使用粘土，在制作过程中只需利用岛礁的自然湿热和强日照条件，无需烧结、无需人工蒸压养护，因此可以大大节省能源和粘土资源，同时也无需从内陆大量运输粘土到南海岛礁，大大节省了大宗长途运输成本。所以，本发明中所制成的珊瑚礁陶粒具有低成本、低能耗、绿色环境友好的特点。
而且，更进一步的，通过改变用于裹粉的功能助剂的原料种类，即可使得所制成的珊瑚礁陶粒可实现混凝土内养护抗裂、岛礁绿化种植土壤保水、为植物根系保水、提高轻骨料加气/泡沫混凝土砌块的防水效果以及净化过滤岛礁生产生活污水等多种功能，可以有效地降低混凝土的收缩并缓解混凝土收缩开裂、降低因为轻质多孔低强的珊瑚礁石掺入混凝土中而引发的混凝土力学性能折减的不利影响；并且还可以用作岛礁绿化种植的保水材料，发挥长期、缓慢释放水分的作用，在岛礁的旱季时为植物根系保水、补水，发挥较好的土壤保水作用，延长保水期、减少浇水次数，节约岛礁淡水资源；此外还可以使用上述珊瑚礁陶粒来制备轻骨料加气/泡沫混凝土砌块，有效地降低砌块墙体在南海雨季高湿度时节的吸湿性，降低墙体的含水率，提高墙体的隔热性能和防水性能；而且所制成的珊瑚礁陶粒还可用作岛礁污水处理的滤料，对生产生活污水中的微细颗粒污染物及重金属离子起到良好的过滤和吸附作用，提高处理后的水质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种珊瑚礁陶粒的制备方法，其特征在于，该方法包括：
将预设的原料放置于造粒机中进行裹粉造粒，得到珊瑚礁陶粒；其中，所述预设的原料包括：10～30mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；所述预设的原料的重量比例为：10～30mm珊瑚礁石75～88重量份、硅酸盐水泥7～14重量份、功能助剂3～9重量份、海淡水2～6重量份；所述功能助剂包括：硅粉、煅烧硅藻土、粉煤灰、磨细矿渣粉、磨细钢渣粉、防水剂、减水剂中的一种或几种的组合；
将得到的珊瑚礁陶粒进行预设第一时长的摊平晾干；
在摊平晾干后的珊瑚礁陶粒上覆盖一层覆盖物，并进行预设第二时长的湿热养护；
对湿热养护后的珊瑚礁陶粒进行预设第三时长的露天自然堆放养护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述10～30mm珊瑚礁石的主要化学成分为90％～98％的CaCO3，孔隙率为30％～43％，饱和吸水率为12％～18％，筒压强度为3.8～7.6MPa，压碎指标为27％～36％；所述10～30mm珊瑚礁石中开口连通孔隙的比例大于55％，其中，95％以上的孔隙的孔径均大于550nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述10～30mm珊瑚礁石的自然含水率为5.0％～16.0％。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，
所述预设的原料的重量比例为：10～30mm珊瑚礁石83.5重量份、硅酸盐水泥9重量份、功能助剂5.0重量份、海淡水2.5重量份。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述10～30mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为31％，饱和吸水率为14.7％，筒压强度为6.5MPa，压碎指标为28％；
所述10～30mm珊瑚礁石的自然含水率为13％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的原料包括：10～20mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～20mm珊瑚礁石82～86重量份、硅酸盐水泥9～12重量份、功能助剂2～2.5重量份、海淡水3～5重量份。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述10～20mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为30％～34％，饱和吸水率为14％～16％，筒压强度为5.8～7.0MPa，压碎指标为29％～32％；所述10～20mm珊瑚礁石中开口连通孔隙的比例大于60％，其中，95％以上的孔隙的孔径均大于700nm；
所述10～20mm珊瑚礁石的自然含水率为9.0％～12.5％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的原料包括：10～15mm珊瑚礁石、硅酸盐水泥、功能助剂和海淡水；
所述预设的原料的重量比例为：10～15mm珊瑚礁石79.5重量份、硅酸盐水泥8.5重量份、功能助剂8.5重量份、海淡水3.5重量份。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述10～15mm珊瑚礁石的主要化学成分为95％的CaCO3，孔隙率为33％，饱和吸水率为15.5％，筒压强度为5.8MPa，压碎指标为32％；
所述10～15mm珊瑚礁石的自然含水率为12％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述功能助剂包括：硅粉和减水剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述硅粉和减水剂的重量比例为：
硅粉1.9～2.35重量份、减水剂0.1～0.15重量份。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述功能助剂包括：渣粉、乳化沥青和减水剂；
其中，所述渣粉为粉煤灰、磨细矿渣粉、磨细钢渣粉中的一种或几种。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述功能助剂包括：磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂；
所述磨细钢渣粉、乳化沥青和减水剂的重量比例为：磨细钢渣粉3.0重量份、乳化沥青1.9重量份、减水剂0.1重量份。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述功能助剂包括：煅烧硅藻土和减水剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述煅烧硅藻土和减水剂的重量比例为：煅烧硅藻土8.3重量份、减水剂0.2重量份。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述预设第一时长为3-12小时；
所述预设第二时长为7天；
所述预设第三时长为21天。
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