CN112125548A - 一种利用珍珠岩制备人造高强轻骨料陶粒砂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用珍珠岩制备人造高强轻骨料陶粒砂的方法，包括混合料预湿搅拌，砂粒形核，成球长大，陶粒砂静停预养，水热反应，产品筛分六步工序。具体是首先将预湿膨胀珍珠岩粉，预湿吸水树脂，粉煤灰，水泥等原材料经预湿搅拌后制成混合料，将混合料送入滚动成球盘中，经过离心滚动形成直径较小球核，球核在成球盘中滚动粘接粉料，随后成球长大，制成陶粒砂，直径较大的为陶粒，直径较小的为陶砂，将陶粒砂静停养护和水热反应，进一步提高了陶砂粒的强度，最终经过产品筛分，得到轻质高强的陶粒与陶砂。

Description

一种利用珍珠岩制备人造高强轻骨料陶粒砂的方法
技术领域
本发明涉及是一种人造轻骨料高强陶粒、陶砂的制备方法，属于混凝土材料技术领域。
背景技术
陶粒砂，5～30mm直径较大的为陶粒，5mm以下直径较小的为陶砂，作为一种人造骨料对于改善混凝土的性能具有重要的作用。在混凝土中加入适量的陶粒砂，首先可以减少水泥的用量，降低生产成本，其次可以改善水泥砂浆搅拌时的和易性，提高混凝土的工作性能。此外，在混凝土中加入陶粒砂后，混凝土的泌水现象减少，促进了水泥的水化，混凝土的保水性能得到提高。陶粒砂可以按照混凝土需要的颗粒级配进行调控，良好级配的陶粒砂可以具有最大的堆积密度，陶砂填充粗集料陶粒之间的空隙，混凝土中的粗集料相互搭配，极大地降低混凝土表观密度。
对于陶粒砂，往往要求其具有较低的表观密度和较高的筒压强度的性能。较低的表观密度可以减少混凝土的表观密度，获得轻质高强混凝土。较高的筒压强度使的陶粒砂在混凝土中成为硬质的第二相粒子，产生第二相粒子强化效应，提高混凝土的强度。
现在制备轻质高强陶粒砂主要是通过烧结的方式，即材料在高温下产生高粘度液相，此时材料产生气体，具有粘度坯体约束气体无法溢出，使得陶粒在烧结的过程中体积膨胀，内部出现大量孔洞，表观密度减低。
中国发明专利CN108117407A提出了一种以玄武岩尾矿为主料制备轻质陶粒的工艺，具体是将主料玄武岩尾矿和辅料粉煤灰提铝酸渣、超塑性黏土以及油页岩半焦粉碎过筛后按照质量比2：1：1：1的比例混合，同时加入占灰质量2.0～2.2的水，接着将混合料送入造粒机中成型后，置于干燥箱中干燥至恒重，然后将陶粒加热至450℃，保温15分钟，随后取出并在室温下急冷，获得一次烧结陶粒。最后将陶粒加热至1180℃，保温20分钟。完成后立即取出并在室温下急冷，获得成品轻质陶粒。通过该流程制备出了表观密度为1150.7kg/m3，筒压强度为3.2MPa和表观密度为661.5kg/m3，筒压强度为3.1MPa陶粒。该发明存在如下不足：(1)采用两次烧结处理，延长了生产流程，增加了能源消耗，对于环境负担大。(2)陶粒的筒压强度较低，难以应用于结构混凝土。
中国发明专利CN104774023B提出了一种利用粉煤灰和气化渣制备的轻质陶粒及其制法和应用，原料配比为粉煤灰40-90％(wt),气化渣10-30％,钾长石0-20％，钠长石0-20％，半焦和碳化硅中的一种或两种作为助剂添加0-4％，烧成温度为1160℃。通过预处理，配料混合，成型，装料，干燥，烧成等工艺，制备了表观密度在596kg/m3，筒压强度为6.8MPa的陶粒。该发明也存在以下问题：(1)烧结温度较高，不仅对于生产设备的要求较高，并且能耗较大。(2)该制备方法需要额外添加助剂，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用珍珠岩制备人造高强轻骨料陶粒砂的方法。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种利用珍珠岩制备人造高强轻骨料陶粒砂的方法，包括混合料预湿搅拌，砂粒形核，成球长大，静停预养，水热反应，产品筛分六步工序，具体如下：
S1混合料预湿搅拌
将膨胀珍珠岩预湿达到饱和面干状态；将预湿膨胀珍珠岩、预湿吸水树脂、粉煤灰和水泥按照比例称取各原料，经预湿搅拌后制成混合料；
S2砂粒形核
将混合料送入滚动成球盘中，经过离心滚动形成直径较小的砂粒球核；
S3成球长大
砂粒球核在成球盘中继续滚动，随后成球长大，制成陶粒砂；
S4～S6陶粒砂依次进行静停预养、水热反应、产品筛分，得到高强轻骨料陶粒砂；
其中，每立方米陶粒砂中，包括膨胀珍珠岩3.5～156.6kg、预湿吸水树脂10～50kg、粉煤灰539.8～1322.9kg和水泥220.5～283.5kg。
较佳的，膨胀珍珠岩的化学成分为SiO2 68～74％，Al2O3 11～14％，Fe2O3 0.5～3.6％，CaO 0.7～1.0％，K2O 2～3％，Na2O 4～5％，MgO 0.3％，H2O 2.3～6.4％，粒径在150目～250目。
较佳的，将膨胀珍珠岩置于水中浸泡，直至制成的预湿膨胀珍珠岩质量不变(饱和面干状态)，具体来说，将膨胀珍珠岩按照质量比1:1加水预湿制成预湿膨胀珍珠岩。
较佳的，水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号为PⅡ52.5级。
较佳的，粉煤灰为国家一级粉煤灰。
较佳的，预湿吸水树脂通过将吸水树脂在其质量的20倍的清水中进行预湿处理直至体积无明显变化得到。
较佳的，混合料预湿搅拌、砂粒形核和成球长大三个工序中采用的水称为成球水，其质量为粉料(粉煤灰和水泥)总质量的20％，预湿搅拌、砂粒形核和成球长大三个工序中的成球水比例为2:1:1。
较佳的，按照比例称取各原料，将原料送入搅拌机中搅拌1min使原料搅拌均匀，逐步加入粉料(粉煤灰和水泥)总质量10％的水，继续搅拌1min，经预湿搅拌后制成混合料。
较佳的，取出预湿搅拌后的混合料送入滚动成球盘中离心滚动3～5分钟，边滚动边喷洒粉料(粉煤灰和水泥)总质量5％的水，直至形成直径为2～4mm的砂粒球核。
较佳的，成球长大工艺中，砂粒球核在滚动成球盘中继续离心滚动10～20分钟，同时往其中喷洒粉料(粉煤灰和水泥)总质量的5％的水，在此过程中，砂粒球核粘结粉料，逐渐长大，得到陶粒砂。
较佳的，将陶粒砂置于室内阴凉处30小时进行静停养护。这一过程中，预湿吸水树脂中的水蒸发，体积减少，在陶粒砂中产生了均匀多孔的结构，并实现陶粒砂自养护的效果。
较佳的，将预养护后的陶粒砂置于蒸压釜中，升温2h至180±10℃，1MPa饱和蒸汽压下高温水热反应10-15h，降温3h后出釜，冷却至室温。
较佳的，筛分后，所得陶粒砂中，粒径2～5mm为陶砂，粒径5～30mm为陶粒。
较佳的，陶粒砂，理论计算的表观密度为1128.63～1871.40kg/m3，实测表观密度为1123～1894kg/m3。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明的原料比例可以在一定范围中进行变化，以满足不同的工业生产需求，具有极大的设计指向性与灵活性。
2、本发明中所使用的原料密度均较低，因而可以制备出轻质陶砂粒。
3、本发明所使用的珍珠岩粉为一种疏松多孔的材料，作为原料在陶粒砂中引入了多孔结构，降低了陶粒砂的表观密度。同时珍珠岩矿物相是玻璃体，可以参与高温水热合成反应。
4、本发明所利用的吸水树脂具有溶胀现象，在陶砂粒静置养护的过程，预湿吸水树脂中的水不断蒸发，使的吸水树脂体积缩小，从而在陶砂粒中形成了多孔结构，并使陶粒砂具有了自养护效应。
5、本发明专利使用反应温度较低的水热反应代替了反应温度较高的烧结工艺，大幅降低了生产过程的能耗。
6、本发明无需使用外加助剂，降低了生产成本。
7、本发明中的用水量与原料之间的比例较为确定，便于形成一定的工艺流程。
附图说明
图1为吸水树脂吸水前(a)后(b)分子链变化示意图。
图2为所制备的陶砂粒的横截面微观示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步阐述。
本发明首先将预湿膨胀珍珠岩，预湿吸水树脂，粉煤灰，水泥等原材料经预湿搅拌后制成混合料，将混合料送入滚动成球盘中，经过离心滚动形成直径较小球核，球核在成球盘中滚动粘接粉料，随后成球长大，制成陶粒砂，直径较大的为陶粒，直径较小的为陶砂。将陶粒砂静停养护和水热反应，进一步提高了陶粒砂的强度，最终经过产品筛分，得到轻质高强的陶粒与陶砂。
本发明的构思具有如下三点：
(1)采用吸水树脂作为造孔材料
本发明针对现有技术的不足，提出了不烧结的人造轻骨料——轻质高强陶砂粒制备方法。吸水树脂又称为超强吸水剂(SAP)，是一种含有羧基等强亲水性基团的水溶胀型高分子聚合物。吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，未电离成离子对，整体上十分紧固，体积较小。但当吸水树脂与水接触后，水分子通过毛细作用和扩散作用进入到吸水树脂中，使得链上的电离基团发生电离，电离产生的离子之间的静电斥力使得高分子链伸展溶胀，从而使吸水树脂体积膨胀。吸水后的吸水树脂具有很好的保水性能，吸水量达到自身质量的20倍以上，密度接近1g/cm3，利用其遇水膨胀的特点，因此将吸水树脂作为陶砂粒的造孔剂原料，在陶砂粒中引入多孔结构。本发明方案中的吸水树脂是特指已经吸水后的状态即说明书中记载的预湿吸水树脂，因此在计算陶粒表观密度未考虑吸水树脂的质量，在计算体积之和时考虑吸水树脂的体积，吸水树脂的体积取值直接采用吸水树脂参加量进行计算(密度接近1g/cm3)。
图1为吸水树脂吸水前后分子链变化示意图。图1(a)为吸水树脂在干燥状态下的分子结构，高分子链相互靠拢缠在一起，未电离成离子对，整体上十分紧密。图1(b)为吸水树脂吸水后的分子结构，水分子通过毛细作用和扩散作用进入到吸水树脂中，使得链上的电离基团发生电离。其中①为高分子电解质，②为交联点，③为电离产生的离子，相互之间产生静电斥力，使得高分子链伸展溶胀，从而导致吸水树脂体积膨胀达到造孔目的。
(2)采用膨胀珍珠岩作为造孔材料
膨胀珍珠岩的化学成分为SiO2 68～74％，Al2O3 11～14％，Fe2O3 0.5～3.6％，CaO0.7～1.0％，K2O 2～3％，Na2O 4～5％，MgO 0.3％，H2O 2.3～6.4％，将膨胀珍珠岩作为制备陶砂粒的原料，可以在陶砂粒中人为的引入均匀分布的孔洞。采用具有多孔的膨胀珍珠岩作为造孔材料，膨胀珍珠岩粒径大小控制在0.1～1.5mm，已知膨胀珍珠岩的表观密度，通过确定膨胀珍珠岩在陶粒砂中掺杂的体积分数就可以计算出掺加量。为了确保成球效率，膨胀珍珠岩使用前需要进行预湿处理制成预湿膨胀珍珠岩，预湿达到饱和面干状态，预湿水不计算在成球水中。
(3)提出成品陶粒，陶砂的表观密度调节设计的方法
陶粒，陶砂的表观密度调节设计的方法是基于原料的特性，陶粒、陶砂的表观密度可以表达为:
ρ陶粒、陶砂＝∑mi/∑Vi (1)
其中mi分别代表m珍珠岩、m水泥、m粉煤灰、m成球水单位kg；
Vi分别代表V珍珠岩、V水泥、V粉煤灰、V吸水树脂、V成球水单位m3；
基于上述的陶粒砂表观密度计算思想，通过控制膨胀珍珠岩、吸水树脂的体积掺量比例实现陶粒砂表观密度的调控。将陶粒砂作为复合材料进行配合比设计，其中水泥、粉煤灰和成球水组成了作为基体的胶凝材料，膨胀珍珠岩、吸水树脂(吸水后，即预湿吸水树脂)作为填充材料。因此膨胀珍珠岩与预湿吸水树脂(吸水后)体积之和应小于50％，水泥、粉煤灰、成球水体积之和应大于50％，并经过长期试验证明，成球水是水泥、粉煤灰总质量之和的20％为宜。从而构成了轻质陶粒砂表观密度调控的计算依据，计算方法如下：
已知各材料表观密度：ρ珍珠岩、ρ水泥、ρ粉煤灰、ρ吸水树脂、ρ水单位kg/m3；
按照1m3陶粒进行计算，已知每立方米陶粒需要的V珍珠岩、V水泥、V吸水树脂，则m水泥、m珍珠岩以及各材料体积计算如下：
m珍珠岩＝V珍珠岩ρ珍珠岩； (2)
m水泥＝V水泥ρ水泥； (3)
V粉煤灰＝m粉煤灰/ρ粉煤灰；V成球水＝m成球水/ρ水 (4)
假定原料的总体积为1m3，即：
V珍珠岩+V水泥+V粉煤灰+V吸水树脂+V成球水＝1m3 (5)
其中：
m成球水＝(m水泥+m粉煤灰)0.2；
ρ水*V成球水＝(m水泥+V粉煤灰*ρ粉煤灰)0.2 (6)
联立(5)(6)两式，可得：
V粉煤灰＝(5ρ水-5ρ水V珍珠岩-5ρ水V水泥-5ρ水V吸水树脂-m水泥)/(ρ粉煤灰+5ρ水) (7)
m粉煤灰＝ρ粉煤灰V粉煤灰 (8)
制备过程：
第一步、已知水泥密度ρ水泥＝3150kg/m3，珍珠岩(膨胀珍珠岩)颗粒大小0.1-1.5mm、表观密度ρ珍珠岩＝348kg/m3，粉煤灰表观密度ρ粉煤灰＝2200kg/m3，吸水树脂密度ρ吸水树脂≈1000kg/m3
本发明各物料配合采用每立方米使用量作为计算依据，其中各原材料体积比和掺加量如下表1。
表1每立方米各物料掺加量，单位kg、m3
Figure BDA0002644328290000061
该配方通过理论计算，得到成品陶粒砂，陶粒砂的表观密度为1128.63～1871.40kg/m3。
第二步、先取(0.01～0.45m3)膨胀珍珠岩预湿达到饱和面干备用，按照(0.07～0.09m3)体积分数称取水泥，称取(10～50kg)预湿吸水树脂(保水状态)，根据公式(7)计算粉煤灰掺量kg，根据公式m成球水＝(m水泥+m粉煤灰)0.2计算成球水掺加量，预湿搅拌、砂粒形核和成球长大三个工序中的成球水比例为2:1:1。
若以重量计量则本发明中的原料配比为：每立方米的陶粒砂中，膨胀珍珠岩3.5～156.6kg按照质量比1:1加水预湿达到饱和面干，预湿吸水树脂是将吸水树脂在其质量的20倍的清水中进行预湿处理(吸收自身质量20倍以上的水)，直至游离水消失，10～50kg，粉煤灰539.8～1322.9kg，水泥220.5～283.5kg。
第三步、混合料预湿搅拌，将第二步中的预湿膨胀珍珠岩、预湿吸水树脂和水泥、粉煤灰、以及1/2成球水加入搅拌机进行搅拌3分钟，获得均匀的混合料。
第四步、砂粒形核，将预湿搅拌后的混合料送入滚动成球盘中离心滚动3～10分钟，边滚动边喷1/4的成球水得到直径在2～4mm的砂粒球核。
第五步、成球长大，砂粒球核在滚动成球盘中继续离心滚动10～20分钟，同时往其中喷洒剩余1/4成球水。在此过程中，砂粒球核粘结粉料，逐渐长大，从而得到粒径2～30mm的陶粒砂坯体。
第六步、陶粒砂静停预养，将陶粒砂置于室内阴凉处24～48小时预养护。这一过程中，预湿吸水树脂中的水蒸发，留下孔隙，在陶粒砂中产生了均匀多孔的结构，并实现陶粒砂自养护的效果。
第七步、水热反应，将预养护后的陶粒砂置于蒸压釜中，于1MPa饱和蒸汽压下，180±5℃条件下，高温蒸养8～12小时后自然冷却至室温。
第八步、产品筛分，颗粒粒径2～5mm为陶砂，颗粒粒径5～30mm为陶粒。
图2为所制备的陶砂粒的横截面微观示意图，其中①为因吸水树脂在制备过程中体积变化而产生的孔洞，内部可以看到细小的吸水树脂的存在。②为因疏松多孔的珍珠岩粉而引入的孔洞。
下面实施例使用的吸水树脂购买于江苏斯尔邦石化有限公司，品名：高吸水树脂，规格型号：HC-218。
实施例1
1、已知水泥密度ρ水泥＝3150kg/m3，膨胀珍珠岩颗粒大小0.1-1.5mm、表观密度ρ珍珠岩＝348kg/m3，粉煤灰表观密度ρ粉煤灰＝2200kg/m3，吸水树脂密度ρ吸水树脂≈1000kg/m3
本实施例中各物料配合采用每立方米使用量作为计算依据，其中各原材料体积比和掺加量如下表2。
表2实施例1中每立方米各物料掺加量，单位kg、m3
Figure BDA0002644328290000071
该配方通过理论计算，得到成品陶粒砂，陶粒砂的表观密度为1782.23kg/m3。
2、先取0.01m3膨胀珍珠岩预湿达到饱和面干备用，按照0.07m3体积分数称取水泥，称取50kg预湿吸水树脂(吸收自身质量20倍以上的水)，根据公式(7)计算粉煤灰掺量，为1261.8kg，根据公式m成球水＝(m水泥+m粉煤灰)0.2计算成球水掺加量，为296.5kg。
若以重量计量则本发明中的原料配比为每立方米中，将膨胀珍珠岩3.5kg加水进行预湿达到饱和面干，预湿吸水树脂50kg，粉煤灰1261.8kg，水泥220.5kg。
3、混合料预湿搅拌，将预处理的珍珠岩、吸水树脂和水泥、粉煤灰、以及一半成球水加入搅拌机进行搅拌3分钟，获得均匀的混合料。
4、砂粒形核，将预湿搅拌后的混合料送入滚动成球盘中离心滚动3分钟，边滚动边喷1/4的拌合水得到直径在2～4mm的砂粒球核。
5、成球长大，砂粒球核在滚动成球盘中继续离心滚动10分钟，同时往其中喷洒剩余1/4拌合水的水雾。在此过程中，砂粒球核粘结粉料，逐渐长大，从而得到粒径2～30mm的陶粒砂坯体。
6、陶粒砂静停预养，将陶粒砂置于室内阴凉处48小时预养护。这一过程中，预湿吸水树脂中的水蒸发，留下孔隙，在陶粒砂中产生了均匀多孔的结构，并实现陶粒砂自养护的效果。
7、水热反应，将预养护后的陶粒砂置于蒸压釜中，升温2h至180±10℃，1MPa饱和蒸汽压下高温水热反应15h，降温3h后出釜，冷却至室温。
8、产品筛分，颗粒粒径2～5mm为陶砂，颗粒粒径5～30mm为陶粒。
陶粒砂实测表观密度为1750.24kg/m3，筒压强度为18.5MPa。
实施例2
1、已知水泥密度ρ水泥＝3150kg/m3，膨胀珍珠岩颗粒大小0.1-1.5mm、表观密度ρ珍珠岩＝348kg/m3，粉煤灰表观密度ρ粉煤灰＝2200kg/m3，吸水树脂密度ρ吸水树脂≈1000kg/m3
本发明各物料配合采用每立方米使用量作为计算依据，其中各原材料体积比和掺加量如下表3。
表3实施例2中每立方米各物料掺加量，单位kg、m3
Figure BDA0002644328290000091
该配方通过理论计算，得到成品陶粒砂，陶粒砂的表观密度为1488.67kg/m3。
2、先取0.25m3膨胀珍珠岩预湿达到饱和面干备用，按照0.08m3体积分数称取水泥，称取20kg预湿吸水树脂(保水状态)，根据公式(7)计算粉煤灰掺量，为916.1kg，根据公式m成球水＝(m水泥+m粉煤灰)0.2计算成球水掺加量，为233.6kg。
若以重量计量则本发明中的原料配比为每立方米中，将膨胀珍珠岩87kg加水进行预湿达到饱和面干，吸水树脂(吸收自身质量20倍以上的水)20kg，粉煤灰916.1kg，水泥252kg。
3、混合料预湿搅拌，将预处理的珍珠岩、吸水树脂和水泥、粉煤灰、以及一半成球水加入搅拌机进行搅拌3分钟，获得均匀的混合料。
4、砂粒形核，将预湿搅拌后的混合料送入滚动成球盘中离心滚动6分钟，边滚动边喷1/4的拌合水得到直径在2～4mm的砂粒球核。
5、成球长大，砂粒球核在滚动成球盘中继续离心滚动15分钟，同时往其中喷洒剩余1/4拌合水的水雾。在此过程中，砂粒球核粘结粉料，逐渐长大，从而得到粒径2～30mm的陶粒砂坯体。
6、陶粒砂静停预养，将陶粒砂置于室内阴凉处30小时预养护。这一过程中，预湿吸水树脂中的水蒸发，留下孔隙，在陶粒砂中产生了均匀多孔的结构，并实现陶粒砂自养护的效果。
7、水热反应，将预养护后的陶粒砂置于蒸压釜中，升温2h至180±10℃，1MPa饱和蒸汽压下高温水热反应13h，降温3h后出釜，冷却至室温。8、产品筛分，颗粒粒径2～5mm为陶砂，颗粒粒径5～30mm为陶粒。
陶粒砂实测表观密度为1486.15kg/m3，筒压强度为14.5MPa。
实施例3
1、已知水泥密度ρ水泥＝3150kg/m3，珍珠岩颗粒大小0.1-1.5mm、表观密度ρ珍珠岩＝348kg/m3，粉煤灰表观密度ρ粉煤灰＝2200kg/m3，吸水树脂密度ρ吸水树脂≈1000kg/m3
本发明各物料配合采用每立方米使用量作为计算依据，其中各原材料体积比和掺加量如下表4。
表4实施例3中每立方米各物料掺加量，单位kg、m3
Figure BDA0002644328290000101
该配方通过理论计算，得到成品陶粒砂，陶粒砂的表观密度为1217.85kg/m3。
2、先取0.45m3膨胀珍珠岩预湿达到饱和面干备用，按照0.09m3体积分数称取水泥，称取10kg预湿吸水树脂(保水状态)，根据公式(7)计算粉煤灰掺量，为600.9kg，根据公式m成球水＝(m水泥+m粉煤灰)0.2计算成球水掺加量，为176.9kg。
若以重量计量则本发明中的原料配比为每立方米中，将膨胀珍珠岩156.6kg加水进行预湿达到饱和面干，预湿吸水树脂(吸收自身质量20倍以上的水)10kg，粉煤灰600.9kg，水泥283.5kg。
3、混合料预湿搅拌，将预处理的珍珠岩、吸水树脂和水泥、粉煤灰、以及一半成球水加入搅拌机进行搅拌3分钟，获得均匀的混合料。
4、砂粒形核，将预湿搅拌后的混合料送入滚动成球盘中离心滚动10分钟，边滚动边喷1/4的拌合水得到直径在2～4mm的砂粒球核。
5、成球长大，砂粒球核在滚动成球盘中继续离心滚动16分钟，同时往其中喷洒剩余1/4拌合水的水雾。在此过程中，砂粒球核粘结粉料，逐渐长大，从而得到粒径2～30mm的陶粒砂坯体。
6、陶粒砂静停预养，将陶粒砂置于室内阴凉处35小时预养护。这一过程中，预湿吸水树脂中的水蒸发，留下孔隙，在陶粒砂中产生了均匀多孔的结构，并实现陶粒砂自养护的效果。
7、水热反应，将预养护后的陶粒砂置于蒸压釜中，升温2h至180±10℃，1MPa饱和蒸汽压下高温水热反应10h，降温3h后出釜，冷却至室温。8、产品筛分，颗粒粒径2～5mm为陶砂，颗粒粒径5～30mm为陶粒。
陶粒砂实测表观密度为1206.78kg/m3，筒压强度为10.3MPa。
实施例4
实施例4中每立方米各物料掺加量如表5所示，具体过程与上述实施例相同
表5实施例4中每立方米各物料掺加量，单位kg、m3
Figure BDA0002644328290000111
该配方通过理论计算，得到成品陶粒砂，陶粒砂的表观密度为1396.07kg/m3。
陶粒砂实测表观密度为1386.54kg/m3，筒压强度为15.1MPa。
实施例5
实施例5中每立方米各物料掺加量如表6所示，具体过程与上述实施例相同
表6实施例5中每立方米各物料掺加量，单位kg、m3
Figure BDA0002644328290000112
该配方通过理论计算，得到成品陶粒砂，陶粒砂的表观密度为1701.05kg/m3。
陶粒砂实测表观密度为1701.53kg/m3，筒压强度为17.4MPa。

Claims (10)

1.一种利用珍珠岩制备人造高强轻骨料陶粒砂的方法，其特征在于，包括S1混合料预湿搅拌，S2砂粒形核，S3成球长大，S4静停预养，S5水热反应，S6产品筛分六个工序，具体如下：
S1将膨胀珍珠岩预湿达到饱和面干状态；将预湿膨胀珍珠岩、预湿吸水树脂、粉煤灰和水泥按照比例称取各原料，经预湿搅拌后制成混合料；
S2将混合料送入滚动成球盘中，经过离心滚动形成直径较小的砂粒球核；
S3砂粒球核在成球盘中继续滚动，随后成球长大，制成陶粒砂；
S4~ S6陶粒砂依次经静停预养、水热反应、产品筛分，得到人造高强轻骨料陶粒砂；
其中，每立方米高强轻骨料陶粒砂中，包括膨胀珍珠岩3.5~156.6kg、预湿吸水树脂10~50kg、粉煤灰539.8~1322.9kg和水泥220.5~283.5kg。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预湿吸水树脂通过将吸水树脂在其质量的20倍的清水中进行预湿处理直至体积无明显变化得到。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，按照比例称取各原料，将原料送入搅拌机中搅拌1min使原料搅拌均匀，逐步加入粉料即粉煤灰和水泥总质量10%的水，继续搅拌1min，经预湿搅拌后制成混合料。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，取出预湿搅拌后的混合料送入滚动成球盘中离心滚动3~5分钟，边滚动边喷洒粉料即粉煤灰和水泥总质量5%的水，直至形成直径为2~4mm的砂粒球核。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，砂粒球核在滚动成球盘中继续离心滚动10~20分钟，同时往其中喷洒粉料即粉煤灰和水泥总质量的5%的水，在此过程中，砂粒球核粘结粉料，逐渐长大，得到陶粒砂。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，将陶粒砂置于室内阴凉处24~48小时进行静停养护。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，将静停预养护后的陶粒砂置于蒸压釜中，升温2h至180±10℃，1MPa饱和蒸汽压下高温水热反应10-15h，降温3h后出釜，冷却至室温。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中，筛分后，所得陶粒砂中，粒径2~5mm为陶砂，粒径5~30mm为陶粒。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所得人造高强轻骨料陶粒砂，理论计算的表观密度为1128.63~1871.40kg/m³，实测表观密度为1123~1894kg/m³。
10.如权利要求1-9任一所述的方法制备的人造高强轻骨料陶粒砂。
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