CN86106748A - 超轻陶粒及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
超轻陶粒及其配制方法。本发明的超轻陶粒是用露天煤矿剥离物(黄、红土和泥岩)，不用外加剂或选用硅藻土或粉煤灰、砂为外加剂，加入适量的水后成型，经预热后再经高温焙烧，冷却即可制成松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为500～600kg/m3的轻质陶粒。该陶粒是带有一层烧结外壳的多泡体。它具有多种功能。施工适应性强，用它配制的轻混凝土及其制品具有轻质、高强、保温性能佳，抗震效果好等优点。
Description
本发明是以露天煤矿采煤剥离物（泥岩和表土）为原料生产的超轻陶粒或轻质陶粒及其配制方法。
在轻骨料生产中，用作墙体或结构保温的轻骨料混凝土要求所用的陶粒，松散容重应＜500kg/m3，而我国现阶段生产的陶粒，松散容重大，多数为700～800kg/m3，不轻不重，经济效益不明显。国外丹麦的LeCa陶粒松散容重为250～400kg/m3，但对原料的要求高，原料中SiO2的含量＞48%〔《安徽建材》84，NO.3，p1.～p.11〕。此外，从有关资料报导来看，烧制陶粒的煤矸石，其软代温度t2与变形温度t1之差（t2-t1）为50～310℃〔C.A.84：110492d〕。1982年以来，新疆、安徽等地研制出了300～400级超轻陶粒，不过所用原料的CaO和MgO百分含量的总和均＜5%。
我国可保煤矿是露天开采的煤矿，煤层上的覆盖物为第四系黄土、红土层和N8 1层泥岩，采煤时经剥离后作为废弃物，长期堆积占用土地、污染环境。能否用采煤剥离物为原料，烧制轻骨料混凝土所用的超轻陶粒？这是一个值得研究的课题。可保煤矿剥离物大部分矿样的SiO2含量偏低＜48%，CaO和MgO的百分含量总和＞5%，而软化温度T1与变形温度T1之差（T2-T1）大多小于50℃，这些都是必须突破的技术难点。现有技术中，尚无一种以可保煤矿剥离物（泥岩和表土）为原料生产的超轻陶粒及其合适的配制方法。
本发明的目的在于提供一种以采煤剥离物为原料，尤其是以我国可保煤矿的剥离物（泥岩和表土）为原料生产的超轻陶粒及其有效的配制方法。
本发明的内容和实施方法，现详细叙述如下：
本发明按泥岩原料中CaO和MgO百分含量总和的不同，分别提供以下四种组份的超轻陶粒：（1）泥岩10～90%、表土10～90%、各组份的总和为100%（重量）。泥岩中CaO+MgO＜10%，该陶粒的颗粒容重为0.4～0.6g/cm3、松散容重250～400kg/m3。（2）泥岩95～99%、硅藻土（或粉煤灰）1～5%、各组份的总和为100%（重量）。泥岩中CaO+MgO＜5%、该陶粒的颗粒容重为0.4～0.6g/cm3、松散容重250～400kg/m3。（3）泥岩85～98%、硅藻土1～5%、砂1～10%、各组份的总和为100%（重量）。泥岩中CaO+MgO＜10%，该陶粒的颗粒容重为0.6～0.9g/cm3、松散容重300～600kg/m3。（4）泥岩10～80%、表土10～80%、砂1～10%、各组份的总和为100%（重量）。泥岩中CaO+MgO＜10%、该陶粒的颗粒容重为0.5～1.0g/cm3、松散容重为300～400kg/m3的超轻陶粒或500～600kg/m3的轻质陶粒。
本陶粒的配制方法是：
1.对本身具有良好膨胀性能、CaO和MgO的百分含量总和小于5%的泥岩原料，将其破碎、过0.3mm筛孔，得到颗粒大小＜0.3mm的颗粒;在颗粒中掺入1～5%的硅藻土或粉煤灰、湿化处理、用成球机成球。所得的料球不经干燥，于350～450℃予热10～25分钟后，在1050～1200℃的温度下焙烧5～10分钟，即可得到颗粒容重为0.4～0.6g/cm3、松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为450～550kg/m3的轻质陶粒。
2.将10～90%的、CaO+MgO＜10%的块状泥岩与10～90%的表土混和，湿化处理3～5天，使原料泥块吸水后，僵块松散，含水均匀;混匀混合料，用成球机成球，在温度350～450℃的条件下予热10～30分钟，在1050～1150℃的温度下焙烧5～10分钟，即制成颗粒容重为0.5～1.0g/cm3松散容重为300～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为500～600kg/m3的轻质陶粒。
3.将采煤剥离物中膨胀性能不均的泥岩、混匀、破碎、过筛、得到颗粒大小＜0.3mm的泥岩颗粒，在颗粒中掺入1～5%的硅藻土和1～10%的砂，湿化处理，拌均匀后，成球。料球于350～450℃予热10～30分钟，在1050～1200℃的温度下焙烧5～10分钟，即可得到颗粒容重为0.6～0.9g/cm3、松散容重300～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为400～600kg/m3的轻质陶粒。
4.将10～80%的、CaO+MgO＜10%的块状泥岩与10～80%的表土、1～10%的砂相互混合、湿化处理3～5天，使原料泥块吸水后、僵块松散，含水均匀;混匀混合料，用成球机成球，在温度350～450℃的条件下予热10～30分钟，在1050～1150℃的温度下焙烧5～10分钟，即制成颗粒容重为0.5～1.0g/cm3、松散容重为300～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为500～600kg/m3的轻质陶粒。
本发明利用采煤过程中排出的剥离物，不加外加剂或选用廉价，易得的外加剂，烧制超轻陶粒，其工艺简单、成本低。原料经过适当调配后，可制得松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒，如精心配料甚至可制得松散容重为180kg/m3的超轻陶粒，调整焙烧温度及其配料比，也可制得松散容重为500～600kg/m3的结构保温用的轻质陶粒。同时，本发明以采煤时的废弃物为原料，变废为宝、有利于矿藏资源的综合利用，减少环境污染。特别是本发明提出的一整套有效的配制方法，较好地解决了原料中SiO2含量偏低，CaO和MgO的百分含量总和＞5%、软化温度范围较窄的技术难点。为采煤剥离物（泥岩和表土），尤其是为我国可保煤矿的剥离物提供了一条很有发展前景的用途。本发明研制成功的超轻陶粒或轻质陶粒，具有多种功能，施工适应性强，用它配制的轻混凝土及其制品具有轻质、高强、保温性能佳、抗震效果好等优点，用途广泛，经济效益显著。
实例1.
将本身具有良好膨胀性能的、CaO和MgO的百分含量总和＜5%的泥岩粉碎至小于0.3mm的颗粒，掺入2%的硅藻土，随后加入混合料总重量25～40%的水，拌合均匀后成球，料球于400℃予热20分钟，在1050～1140℃焙烧5-10分钟，可制得颗粒容重为0.3～0.6g/cm3、松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒。
实例2.
把CaO与MgO百分含量总和＜10%的泥岩按6∶4的比例与表土混匀，湿化处理成型于400℃予热20分钟，在1050～1140℃焙烧5～10分钟，可制得颗粒容重为0.4～0.8g/cm3，松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为500～600kg/m3的轻质陶粒。
实例3.
将CaO与MgO的百分含量总和＜5%的泥岩与40%的黄土混匀，加水塑化成球后于400℃予热20分钟，在1050～1140℃焙烧8分钟，可制得颗粒容重为0.28～0.65g/cm3，松散容重为180～400kg/m3的超轻陶粒。
实例4.
将CaO与MgO百分含量总和＜10%的泥岩与19%的表土，1%砂混匀加水塑化成球后于400℃予热20分钟，在1050～1140℃焙烧5分钟可制得松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒。
Claims (10)
1、一种由采煤剥离物(泥岩)组成的超轻陶粒或轻质陶粒，本发明的特征在于含有煤矿表土，其成份范围为：(百分重量)
泥岩 10～90%
表土 10～90%
各组份的总和为100%(重量)。
2、一种由采煤剥离物（泥岩）组成的超轻陶粒或轻质陶粒，其特征在于组份中含有硅藻土或粉煤灰，其成份范围为：（百分重量）
泥岩 99～95%
硅藻土（或粉煤灰） 1～5%
各组份的总和为100%（重量）。
3、一种由采煤剥离物（泥岩）组成的超轻陶粒或轻质陶粒，其特征在于组份中含有硅藻土和砂，其成份范围为：（百分重量）
泥岩 85～98%
硅藻土 1～5%
砂 1～10%
各组份的总和为100%（重量）。
4、一种由采煤剥离物（泥岩）组成的超轻陶粒或轻质陶粒，其特征在于组份中含有表土和砂，其成份范围为：（百分重量）
泥岩 10～80%
表土 10～80%
砂 1～10%
各组份的总和为100%（重量）。
5、如权利要求1、2、3、4所述的超轻陶粒或轻质陶粒，其特征在于组份中的采煤剥离物为我国可保煤矿的泥岩，泥岩中CaO和MgO的百分含量总和＜10%，组份中的表土为我国可保煤矿表层的黄红土。
6、一种超轻陶粒或轻质陶粒的配制方法：
（1）将10～90%的块状泥岩与10～90%的表土混和，湿化处理3～5天，使原料泥块吸水后，僵块松散，含水均匀;
（2）混匀混合料，用成球机成球，在温度350～450℃的条件下予热10～30分钟，在1050～1150℃的温度下焙烧5～10分钟，即制成颗粒容重为0.5～1.0g/cm3、松散容重为300～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为500～600kg/m3的轻质陶粒。
7、一种超轻陶粒或轻质陶粒的配制方法：
（1）将泥岩破碎、过筛，掺入1～5%的硅藻土或粉煤灰，湿化处理，用成球机成球;
（2）料球于350～450℃予热10～25分钟后，在1050～1200℃的温度下焙烧5～10分钟，即可得到颗粒容重为0.4～0.6g/cm3、松散容重为250～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为450～550kg/m3的轻质陶粒。
8、一种超轻陶粒或轻质陶粒的配制方法：
（1）将采煤剥离物中膨胀性能不均的泥岩、混匀、破碎、过筛，得到泥岩颗粒;
（2）在上述颗粒中掺入1～5%的硅藻土和1～10%的砂，湿化处理，拌均匀后，成球。
（3）料球于350～450℃予热10～30分钟后，在1050～1200℃的温度下焙烧5～10分钟，即可得到颗粒容重为0.6～0.9g/cm3、松散容重300～400kg/m3的超轻陶粒和松散容重为400～600kg/m3的轻质陶粒。
9、一种超轻陶粒或轻质陶粒的配制方法;
（1）将10～80%的块状泥岩与10～80%的表土、1～10%的砂均匀混和，湿化处理3～5天;
（2）把混合料用成球机成球，在温度350～450℃的条件下予热10～30分钟，在1050～1150℃的温度下焙烧5～10分钟，即制成颗粒容量300～400kg/m3的超轻陶粒或松散容重为500～600kg/m3的轻质陶粒。
10、如权利要求6、7、8、9所述的超轻陶粒或轻质陶粒的配制方法，其特征在于所用的原料为我国可保煤矿的泥岩、泥岩中CaO和MgO的百分含量总和＜10%、泥岩颗粒大小＜0.3mm，所用的表土为我国可保煤矿表层的黄、红土。
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