CN110759745B - 一种高强空腔陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种高强空腔陶粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110759745B
CN110759745B CN201810841233.2A CN201810841233A CN110759745B CN 110759745 B CN110759745 B CN 110759745B CN 201810841233 A CN201810841233 A CN 201810841233A CN 110759745 B CN110759745 B CN 110759745B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramsite
cavity
agent
strength
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810841233.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110759745A (zh
Inventor
张宏生
窦明岳
王光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongchuan Hengsheng Science & Technology Material Co ltd
Original Assignee
Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN201810841233.2A priority Critical patent/CN110759745B/zh
Publication of CN110759745A publication Critical patent/CN110759745A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110759745B publication Critical patent/CN110759745B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/067—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04—Clay; Kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/135—Combustion residues, e.g. fly ash, incineration waste
    • C04B33/1352—Fuel ashes, e.g. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/32—Burning methods
    • C04B33/323—Burning methods involving melting, fusion or softening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/009—Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及固废再利用领域，尤其涉及一种高强空腔陶粒及其制备方法。本发明针对现有烧结陶粒堆积密度高、烧结能耗大等问题，提供一种高强空腔陶粒及其制备方法，同时实现对粉煤灰等固体废弃物的资源化利用。本发明的高强空腔陶粒，通过覆膜剂作为复合层，解决了有机层的空腔造孔剂与无机层的矿物材料无法粘结、造粒困难的问题；同时覆膜剂在高温状态熔融后附着在无机层的内侧，阻隔了空腔陶粒内空腔吸水，大幅度降低了空腔陶粒的吸水率。内部的空腔结构也降低了烧结温度和陶粒的堆积密度。本发明采用粉煤灰、煤矸石、矿渣等固体废弃物作为原料制备陶粒，为固废资源再利用提供了有效的途径，且使得陶粒原料易得，降低了陶粒的制备成本。

Description

一种高强空腔陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及固废再利用领域，尤其涉及一种高强空腔陶粒及其制备方法。
背景技术
现有陶粒中，黏土陶粒占绝大多数，而随着社会经济迅猛发展，人类对土壤的过度开发，导致可耕种的土壤越来越少，尤其对于我国这样一个人多地少的国家而言，可耕土壤的减少将会导致农作物产量下降，严重影响我国的经济发展。因此需寻找一种可替代黏土制备陶粒的原料。
粉煤灰、煤矸石、矿渣等固体废弃物在我国堆放量庞大且利用率较低，长期堆放会造成环境污染、危害人类健康，因此，需要为这些固体废弃物的资源化利用提供新的途径。由于这些固体废弃物中含有大量的硅铝成分，可作为制备陶粒的主要原料。
现有的陶粒种类中，烧结陶粒的堆积密度较高，普遍在900kg/m3以上；发泡陶粒的能耗相对较高，烧结温度需要在1200℃以上，浪费能源，且发泡陶粒多用于填充，强度较低。
发明内容
本发明针对现有烧结陶粒堆积密度高、烧结能耗大等问题，提供一种高强空腔陶粒及其制备方法，同时实现对粉煤灰等固体废弃物的资源化利用。
本发明采用以下技术方案：
一种高强空腔陶粒，该陶粒为包覆结构，从外向内依次为无机层、复合层和有机层，陶粒各层由如下原料制备而成，无机层：粉煤灰、煤矸石、矿渣、增塑剂、助熔剂、减水剂；复合层：覆膜剂；有机层：空腔造孔剂。
进一步的，陶粒由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰20-70wt％，煤矸石5-60wt％，矿渣3-15wt％，增塑剂2-6wt％，助熔剂1-6wt％，减水剂0.1-3wt％，覆膜剂1-4wt％，空腔造孔剂3-10wt％。
进一步的，覆膜剂为长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉、界面活性剂和水制备而成的复合材料。
进一步的，覆膜剂由10-20重量份的长石、10-20重量份的铝矾土、5-18 重量份的煅烧高岭土、2-8重量份的锰粉、40-55重量份的水和0.5-5重量份的界面活性剂制备而成。
进一步的，空腔造孔剂为聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂中的一种或多种。
本发明还提供一种高强空腔陶粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比将空腔造孔剂和覆膜剂加入混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1000-1200℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，自然冷却后得到陶粒成品。
进一步的，步骤(1)中混合机转速≥1000r/min。
进一步的，步骤(4)中的淬火温度为500-900℃。
进一步的，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨1-3h，再加入界面活性剂球磨10-30min后卸出即得覆膜剂。
进一步的，球磨机转速为45-90r/min。
本发明的高强空腔陶粒，通过覆膜剂作为复合层，解决了有机层的空腔造孔剂与无机层的矿物材料无法粘结、造粒困难的问题；同时覆膜剂在高温状态熔融后附着在无机层的内侧，阻隔了空腔陶粒内的空腔吸水，大幅度降低了空腔陶粒的吸水率；内部的空腔结构也降低了烧结温度和陶粒的堆积密度。
本发明采用粉煤灰、煤矸石、矿渣等固体废弃物作为原料制备陶粒，一方面减少了黏土资源的应用，另一方面也为固废资源再利用提供了有效的途径，且陶粒原料易得，降低了陶粒的制备成本，并具有良好的性能，适于大范围推广应用。
本发明的高强空腔陶粒的制备方法，采用“覆膜-造粒-筛分-烧结-淬火”的工艺进行制备，工艺步骤简单；先将覆膜剂覆在空腔造孔剂外侧，再加入无机层原料进行造粒，经高温烧结后，造孔剂形成空腔，空腔外被覆膜剂包覆，阻隔了空腔陶粒内空腔吸水，且空腔结构降低了烧结温度和陶粒的堆积密度；烧结后的淬火工艺进一步增加了陶粒的强度。本发明制得的高强空腔陶粒的筒压强度在6-11MPa左右，堆积密度500-800kg/m3左右，吸水率≤5％，满足建筑用陶粒的条件。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明的高强空腔陶粒的结构示意图；
图2为本发明的高强空腔陶粒的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
一种高强空腔陶粒，该陶粒为包覆结构，如图1所示，从外向内依次为无机层、复合层和有机层，陶粒由如下质量分数的原料制备而成，无机层：粉煤灰20-70wt％，煤矸石5-60wt％，矿渣3-15wt％，增塑剂2-6wt％，助熔剂1-6wt％，减水剂0.1-3wt％；复合层：覆膜剂1-4wt％；有机层：空腔造孔剂3-10wt％。
通过覆膜剂解决了内部有机层的空腔造孔剂和外部无机层的矿物材料之间无法粘结、造粒困难的问题。同时，覆膜剂在高温状态熔融后附着在无机层的内侧阻隔了空腔陶粒内的空腔吸水，大幅度降低了空腔陶粒的吸水率，使其达到了建筑用陶粒的条件。
本发明实施例中，覆膜剂附着在有机层和无机层中间而不附着在外层，能保证外部无机层可具有一定的吸水效果，满足建筑用陶粒需具有较低吸水率的要求。在较低吸水率下，既能满足泵送条件，也能养护混凝土，提高陶粒与水泥的结合度。
具体的，覆膜剂为长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉、界面活性剂和水制备而成的复合材料。更具体的，界面活性剂为硅烷偶联剂；优选的，硅烷偶联剂为A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)中的一种或几种。使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起，达到提高复合材料的性能和增加粘结强度的作用。
优选的，覆膜剂由10-20重量份的长石、10-20重量份的铝矾土、5-18重量份的煅烧高岭土、2-8重量份的锰粉、40-55重量份的水和0.5-5重量份的界面活性剂制备而成。
具体的，复合层的厚度为0.1-1mm。复合层厚度较薄，主要起到有机层与无机层之间的连接作用，并经烧结后将内部空腔隔绝，降低空腔陶粒的吸水率的作用。
具体的，空腔造孔剂为聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂中的一种或多种。空腔造孔剂的密度小于0.4g/m3。空腔造孔剂经烧结后产生空腔，降低了烧结温度，同时也降低了堆积密度。本发明实施例中采用微孔塑料中的聚氨酯、聚氯乙烯等做造孔剂，其有机质含量较少，能在烧结过程中完全烧失。若采用煤粉、秸秆等常规造孔剂，烧制过程中烧失不完全，易造成有机质残留，导致陶粒烧失量太大，达不到标准要求。同时添加有机质过多时，在烧结过程中会存在不完全燃烧，会产生大量的一氧化碳等有害气体，提高了尾气的处理成本。
具体的，粉煤灰符合二级灰的要求：细度(0.045μm方孔筛筛余量)不大于45.0％，标准稠度用水量不大于58.0％，烧失量不大于12.0％。煤矸石的细度满足250μm方孔筛筛余量不大于5％，100μm方孔筛筛余量不大于30％。矿渣为碱性矿渣(M>1)、中性矿渣(M＝1)和酸性矿渣(M<1)中的任意一种或多种。
减水剂为木质素磺酸盐类、萘系高效减水剂类、三聚氰胺系高效减水剂类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高效减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或多种。减水剂的加入降低了造粒时的外加水量，进而降低了干燥时的能耗。
助熔剂为硅灰石、透辉石、透闪石、霞石等熔剂型原料中的一种或多种。助熔剂的加入可进一步降低烧结温度，节约能耗。
增塑剂为瓷土、伊利石、黏土、广东黑泥、煅烧高岭土中的一种或多种。由于粉煤灰等固体废弃物是脊性材料，造粒困难，通过添加增塑剂来增加塑性，提高造粒效率。
本发明还提供一种高强空腔陶粒的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
(1)按照原料配比将空腔造孔剂和覆膜剂加入混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1000-1200℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，自然冷却后得到陶粒成品。
具体的，步骤(1)中混合机转速≥1000r/min。
具体的，步骤(4)中的淬火温度为500-900℃。
具体的，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨1-3h，再加入界面活性剂球磨10-30min，球磨机转速为45-90r/min，卸出后即得覆膜剂。
采用烧结机烧结，烧结机节约能源，且空心的易于烧结，烧结速率较常规实心陶粒的烧结快50％。烧结后淬火，可进一步增加陶粒的强度，同时锁住部分水分，使得陶粒用于混凝土时不会导致混凝土失水。
下面将结合具体实施例对本发明的高强空腔陶粒及其制备方法作进一步的描述。
实施例1
一种高强空腔陶粒，由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰21.3wt％，煤矸石58.7wt％，矿渣8.6wt％，伊利石2wt％，硅灰石2.8wt％，萘系高效减水剂0.2wt％；覆膜剂1wt％；聚氨酯5.4wt％。
覆膜剂由10重量份的长石、16重量份的铝矾土、18重量份的煅烧高岭土、 2.1重量份的锰粉、51重量份的水和2.9重量份的乙烯基三乙氧基硅烷(A151) 制备而成。
本实施例中的高强空腔陶粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照原料配比将聚氨酯和覆膜剂加入混合机中混合均匀，混合机转速为1000r/min；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1150℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，淬火温度为700℃，自然冷却后得到陶粒成品。
其中，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨2h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷(A151)球磨20min，转速为50r/min，卸出后即得覆膜剂。
实施例2
一种高强空腔陶粒，由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰37.5wt％，煤矸石39.2wt％，矿渣5.8wt％，瓷土3.2wt％，透辉石3.8wt％，脂肪酸系高效减水剂0.4wt％；覆膜剂1.7wt％；聚苯乙烯8.4wt％。
覆膜剂由19.6重量份的长石、10.1重量份的铝矾土、5.2重量份的煅烧高岭土、7.8重量份的锰粉、53.7重量份的水和3.6重量份的硅烷偶联剂制备而成。
本实施例中的高强空腔陶粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照原料配比将聚苯乙烯和覆膜剂加入混合机中混合均匀，混合机转速为2000r/min；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1100℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，淬火温度为750℃，自然冷却后得到陶粒成品。
其中，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨3h，再加入硅烷偶联剂球磨10min，转速为45r/min，卸出后即得覆膜剂。
实施例3
一种高强空腔陶粒，由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰58.3wt％，煤矸石14.2wt％，矿渣13.6wt％，煅烧高岭土4.5wt％，透闪石1.2wt％，三聚氰胺系高效减水剂1.2wt％；覆膜剂2.3wt％；聚氯乙烯4.7wt％。
覆膜剂由14.4重量份的长石、20重量份的铝矾土、16重量份的煅烧高岭土、7.2重量份的锰粉、41.2重量份的水和1.2重量份的乙烯基三甲氧基硅烷 (A171)制备而成。
本实施例中的高强空腔陶粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照原料配比将聚氯乙烯和覆膜剂加入混合机中混合均匀，混合机转速为1350r/min；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1200℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，淬火温度为900℃，自然冷却后得到陶粒成品。
其中，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨3h，再加入乙烯基三甲氧基硅烷(A171)球磨20min，转速为75r/min，卸出后即得覆膜剂。
实施例4
一种高强空腔陶粒，由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰69.3wt％，煤矸石6.8wt％，矿渣3.2wt％，广东黑泥5.8wt％，硅灰石5.6wt％，聚羧酸盐系2.2wt％；覆膜剂3.6wt％；酚醛树脂3.5wt％。
覆膜剂由11.8重量份的长石、13.5重量份的铝矾土、15.4重量份的煅烧高岭土、6.2重量份的锰粉、52.6重量份的水和0.5重量份的乙烯基三甲氧基硅烷(A171)制备而成。
本实施例中的高强空腔陶粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照原料配比将酚醛树脂和覆膜剂加入混合机中混合均匀，混合机转速为1500r/min；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1050℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，淬火温度为550℃，自然冷却后得到陶粒成品。
其中，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨2h，再加入乙烯基三甲氧基硅烷(A171)球磨10min，转速为80r/min，卸出后即得覆膜剂。
实施例5
一种高强空腔陶粒，由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰51.6wt％，煤矸石5.2wt％，矿渣14.8wt％，伊利石5.9wt％，透辉石5.9wt％，萘系高效减水剂 3wt％；覆膜剂3.9wt％；聚乙烯9.7wt％。
覆膜剂由17.2重量份的长石、16.6重量份的铝矾土、13.2重量份的煅烧高岭土、5.7重量份的锰粉、42.3重量份的水和5重量份的乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷(A172)制备而成。
本实施例中的高强空腔陶粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照原料配比将聚乙烯和覆膜剂加入混合机中混合均匀，混合机转速为2500r/min；
(2)将步骤(1)中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
(3)将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1000℃；
(4)将烧结后的粒进行淬火处理，淬火温度为500℃，自然冷却后得到陶粒成品。
其中，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨1h，再加入乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷(A172)球磨 10min，转速为90r/min，卸出后即得覆膜剂。
将实施例1-5制得的高强空腔陶粒进行性能测试，结果如表1所示。
表1高强空腔陶粒性能测试结果
Figure BDA0001745627480000081
Figure BDA0001745627480000091
由表1可知，本发明制得的高强空腔陶粒，通过空腔造孔剂在内部形成空腔，降低了陶粒的密度，同时覆膜剂熔融后附着在无机层内侧阻隔了空腔吸水，大幅度降低了空腔陶粒的吸水率；制备过程中的淬火工艺增加了陶粒的强度。本发明制得的陶粒的筒压强度在6-11MPa左右，堆积密度500-800kg/m3左右，吸水率≤5％，满足建筑用陶粒的条件，可被广泛推广应用。同时，也为粉煤灰、煤矸石等固体废弃物提供了新的利用途径。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (8)

1.一种高强空腔陶粒，其特征在于，所述陶粒为包覆结构，从外向内依次为无机层、复合层和有机层，陶粒各层由如下原料制备而成，无机层：粉煤灰、煤矸石、矿渣、增塑剂、助熔剂、减水剂；复合层：覆膜剂；有机层：空腔造孔剂；
所述覆膜剂为长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉、界面活性剂和水制备而成的复合材料，其中界面活性剂为硅烷偶联剂；
所述空腔造孔剂为聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂中的一种或多种；
先将覆膜剂覆在空腔造孔剂外侧，再加入无机层原料进行造粒，经高温烧结后即得到所述高强空腔陶粒。
2.根据权利要求1所述的高强空腔陶粒，其特征在于，所述陶粒由如下质量分数的原料制备而成，粉煤灰20-70wt%，煤矸石5-60wt%，矿渣3-15wt%，增塑剂2-6wt%，助熔剂1-6wt%，减水剂0.1-3wt%，覆膜剂1-4wt%，空腔造孔剂3-10wt%。
3.根据权利要求1所述的高强空腔陶粒，其特征在于，所述覆膜剂由10-20重量份的长石、10-20重量份的铝矾土、5-18重量份的煅烧高岭土、2-8重量份的锰粉、40-55重量份的水和0.5-5重量份的界面活性剂制备而成。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的高强空腔陶粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照原料配比将空腔造孔剂和覆膜剂加入混合机中混合均匀；
（2）将步骤（1）中的混合料和剩余其他原料加入造粒机中，加入适量的水进行造粒；
（3）将造好的粒加入烧结机中烧结，烧结温度为1000-1200℃；
（4）将烧结后的粒进行淬火处理，自然冷却后得到陶粒成品。
5.根据权利要求4所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混合机转速≥1000r/min。
6.根据权利要求4所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的淬火温度为500-900℃。
7.根据权利要求4所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于，覆膜剂的制备方法为：将长石、铝矾土、煅烧高岭土、锰粉和水按比例加入球磨机中球磨1-3h，再加入界面活性剂球磨10-30min后卸出即得覆膜剂。
8.根据权利要求7所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于，球磨机转速为45-90r/min。
CN201810841233.2A 2018-07-27 2018-07-27 一种高强空腔陶粒及其制备方法 Active CN110759745B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810841233.2A CN110759745B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种高强空腔陶粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810841233.2A CN110759745B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种高强空腔陶粒及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110759745A CN110759745A (zh) 2020-02-07
CN110759745B true CN110759745B (zh) 2022-02-15

Family

ID=69328017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810841233.2A Active CN110759745B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种高强空腔陶粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110759745B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112552021B (zh) * 2020-12-09 2023-03-24 河南强耐新材股份有限公司 一种粉煤灰陶粒及其制备方法
CN112876118B (zh) * 2021-03-22 2022-12-13 郑州市新郑梅久实业有限公司 一种压裂用石英砂及其制备方法
CN114180992B (zh) * 2021-11-16 2022-10-11 山东山科生态环境研究院有限公司 瓷化骨料素坯防掉粉覆膜剂、覆膜系统及覆膜方法
CN114044693B (zh) * 2021-12-02 2022-11-01 陕西汇丰高性能粉体材料有限公司 一种陶粒混凝土及其制备方法
CN117209253B (zh) * 2023-11-09 2024-02-09 山东恒远利废技术股份有限公司 一种用煤矸石协同固废制备特轻陶粒的方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1785889A (zh) * 2004-12-10 2006-06-14 沈阳建筑大学 高性能矿渣粉煤灰陶粒及其配制方法
WO2007036682A1 (en) * 2005-06-17 2007-04-05 Nanosphere Limited Coated microspheres
CN101367641A (zh) * 2004-10-22 2009-02-18 云南省可保煤矿 轻质废渣陶粒及其制备方法
CN102515821A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 北京工业大学 一种高效利废的低能耗轻质碱渣陶粒的制造方法
CN102936127A (zh) * 2012-11-16 2013-02-20 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 一种轻质中空陶粒及其制备方法
CN104263347A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 中国地质大学（武汉） 一种利用粉煤灰制备的低密度覆膜陶粒支撑剂及其制备方法
CN105062461A (zh) * 2015-08-14 2015-11-18 中国地质大学（武汉） 一种超低密度支撑剂及其制备方法
CN105110810A (zh) * 2015-09-01 2015-12-02 河南祥盛陶粒有限公司 高强度憎水性陶粒制备工艺
CN106278349A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 袁春华 一种低密度高强度覆膜陶瓷支撑剂的制备方法
CN106396634A (zh) * 2016-09-18 2017-02-15 攀枝花学院 轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法
CN107057677A (zh) * 2017-05-15 2017-08-18 太原科技大学 一种低密度粉煤灰陶粒支撑剂及其制备方法
CN107417150A (zh) * 2017-09-04 2017-12-01 广东清大同科环保技术有限公司 一种轻质高强高掺量粉煤灰陶粒及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101367641A (zh) * 2004-10-22 2009-02-18 云南省可保煤矿 轻质废渣陶粒及其制备方法
CN1785889A (zh) * 2004-12-10 2006-06-14 沈阳建筑大学 高性能矿渣粉煤灰陶粒及其配制方法
WO2007036682A1 (en) * 2005-06-17 2007-04-05 Nanosphere Limited Coated microspheres
CN102515821A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 北京工业大学 一种高效利废的低能耗轻质碱渣陶粒的制造方法
CN102936127A (zh) * 2012-11-16 2013-02-20 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 一种轻质中空陶粒及其制备方法
CN104263347A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 中国地质大学（武汉） 一种利用粉煤灰制备的低密度覆膜陶粒支撑剂及其制备方法
CN105062461A (zh) * 2015-08-14 2015-11-18 中国地质大学（武汉） 一种超低密度支撑剂及其制备方法
CN105110810A (zh) * 2015-09-01 2015-12-02 河南祥盛陶粒有限公司 高强度憎水性陶粒制备工艺
CN106278349A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 袁春华 一种低密度高强度覆膜陶瓷支撑剂的制备方法
CN106396634A (zh) * 2016-09-18 2017-02-15 攀枝花学院 轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法
CN107057677A (zh) * 2017-05-15 2017-08-18 太原科技大学 一种低密度粉煤灰陶粒支撑剂及其制备方法
CN107417150A (zh) * 2017-09-04 2017-12-01 广东清大同科环保技术有限公司 一种轻质高强高掺量粉煤灰陶粒及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1 硅烷偶联剂的结构特征及主要品种;黄文润;《硅烷偶联剂以及硅树脂》;四川科学技术出版社;20100831;第1-2页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110759745A (zh) 2020-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110759745B (zh) 一种高强空腔陶粒及其制备方法
CN109133975B (zh) 一种轻质高强发泡陶瓷板及其制备方法
CN104294943B (zh) 低碱粘结砂浆复合真空隔热保温板及其制备方法
CN104294939B (zh) 无机保温砂浆复合真空隔热保温板及其制备方法
CN107417150A (zh) 一种轻质高强高掺量粉煤灰陶粒及其制备方法
CN107840612B (zh) 一种高强度轻质无机节能保温建材及其制备方法
CN106746816A (zh) 一种超轻高强粉煤灰轻集料
CN102815960A (zh) 利用大掺量粉煤灰的复合发泡水泥保温板及其制备方法
CN108821621B (zh) 一种轻质高强陶粒及制备方法
CN107586102A (zh) 一种花岗岩废石粉泡沫陶瓷及其制备方法
CN111004051A (zh) 一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法
CN110981372A (zh) 一种利用工业固废制备的高性能保温抹面砂浆及其制备方法
CN110759738A (zh) 一种钢渣陶粒及其制备方法
CN109678462A (zh) 一种超轻质淤泥陶粒及其制备方法
CN104230252B (zh) 一种用于轻质墙板连接的自保温高强干混粘结砂浆及其制备方法
CN110590296A (zh) 一种轻质混凝土建筑材料及制备方法
CN113816683B (zh) 一种隔音隔热防水砂浆及生产方法
CN114956764A (zh) 添加有机制砂和玻璃粉的3d打印混凝土及其制备方法
KR101885600B1 (ko) 보온판재 및 그 제조방법
CN105198370A (zh) 一种高强度生物质墙体及其生产工艺
CN111072370A (zh) 一种利用尾矿生产高强度烧结空心砖的工艺
CN113788637B (zh) 一种表面增强内养护固废基轻集料及其制备方法
CN100408499C (zh) 节能环保水渣砖
CN106699034A (zh) 一种建筑内墙保温材料的制备方法
CN111056811A (zh) 一种加气混凝土砌块的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240429

Address after: 727000 Dongjiahe Circular Economy Industrial Park, Yaozhou District, Tongchuan City, Shaanxi Province

Patentee after: TONGCHUAN HENGSHENG SCIENCE & TECHNOLOGY MATERIAL CO.,LTD.

Country or region after: China

Address before: Room 416, 4th floor, building 8, innovation and Technology Park, Songshanhu high tech Industrial Development Zone, Dongguan City, Guangdong Province, 523000

Patentee before: GUANGDONG TSINGDA TONGKE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region before: China