[發明專利]一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201410514694.0
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104310951A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 何選盟;任強;武秀蘭;劉輝;李軍奇
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;C04B33/132;C04B33/135
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明屬于建筑新材料技術領域，具體涉及一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒及其制備方法。

背景技術

陶粒是以粘土，工業廢渣、廢料、尾礦、低質頁巖等為原料，添加少量粘結劑和添加劑，經過混合、成球高溫燒結等傳統工藝過程而制成輕骨料，其具有容重輕、強度高、導熱性低、耐火度較高、保溫防凍抗腐蝕、抗沖擊、抗震、耐磨無放射物(無有害物)等特點，是一種優質的綠色建筑材料。由于陶粒的吸水性能嚴重影響了陶粒混凝土的和易性和膠結能力，所以需要添加易燒結礦物、廢渣等燒結助劑來提高陶粒的燒結程度，減小陶粒的吸水率。燒結助劑與原料混合均勻，降低了陶粒的燒結溫度，使陶粒致密，同時增大了陶粒比重，降低了陶粒的隔熱隔音效果而限制了陶粒的使用。燒脹陶粒雖然解決了陶粒的吸水率和隔熱隔音的問題，但是要求其生產原料必須是可燒脹原料，這種原料在自然界中很少，再一方面陶粒生產是在高溫下膨化而形成的中空球體，能耗較高、陶粒強度不高，由原料的性能來保證產品性能和尺寸，工藝難控制。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒及其制備方法，具有表面燒結致密，整體密度低，吸水率小，強度高，制備工藝簡單的優點。

為實現上述目的，一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒制備方法，采用以下技術方案：包括以下步驟：

1)取原料以質量百分比計：0％-65％的粉煤灰、35％-95％的粘土、0～65％的陶瓷廢料和0～65％的粘土尾礦；將原料混合后進行球磨、干燥和研細處理后得坯料備用；其中顆粒度小于65μm的坯料占坯料總質量的90％以上；

2)將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質量比100：(5～20)混合，得到混合料；

3)將步驟2)制備的混合料進行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為5％～25％的硫酸鈉水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中硫酸鈉水溶液的含量占生料球總質量的8～15％；

4)將步驟3)得到的生料球進行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；

5)將步驟4)得到的干燥生料球在900～1200℃下進行燒成處理3～5小時，后冷卻得到硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒。

所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0.125mm。

步驟3)中硫酸鈉水溶液為間歇式噴灑。

所述的步驟3)中成球過程中，根據成球狀況以間歇式加入混合料。

所述的步驟3)中成球處理的設備為糖衣機。

所述的步驟5)中燒成處理的設備為回轉窯。

一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒：其表面燒結致密，內部未燒結呈多孔狀，吸水率小于5％，容重為811.41～1365.31Kg/m³。

一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒制備方法具有以下的有益效果：相比較現有技術，通過將硫酸鈉助燒結劑以噴灑的形式加入，且硫酸鈉溶液濃度為5％～25％，鈉以鈉離子的形式存在于溶液中，干燥時濕生料球中溶解于水中的鈉離子隨水分向生料球表面擴散，水分被蒸發后鈉離子富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鈉離子與其它物質反應形成易熔物質，在900～1200℃熔融，促進表面層燒結，起到助燒結劑的作用。生料球的表面層以下助燒結劑中鈉離子含量低，在表面層燒結溫度下燒成的陶粒，吸水率較小，但表面層以下核心區域未燒結密度較低，最終得到吸水率小同時整體密度低的硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒。所采用的燒結助劑硫酸鈉成本低，加入量易控制。本發明硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法具有工藝簡單，操作安全，可大批量生產，且成本低等優點。

制得的一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒，表面燒結致密，內部未燒結呈多孔狀，整體密度低；陶粒強度高，容重小，具有良好的隔熱隔音效果。本發明制得的硫酸鈉燒結助劑主要在800℃～1000℃起助燒結作用，且高溫硫酸根分解可在陶粒中形成孔洞而降低陶粒密度。

附圖說明

圖1是本發明方法的工藝流程圖；

圖2為實施例12所制備的陶粒斷面微觀結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作進一步說明。

參見圖1和2，一種硫酸鈉表面助燒結的輕質陶粒制備方法包括以下步驟：

1)取原料以質量百分比計：0％-65％的粉煤灰、35％-95％的粘土、0～65％的陶瓷廢料和0～65％的粘土尾礦；將原料混合后進行球磨、干燥和研細處理后得坯料備用；其中顆粒度小于65μm的坯料占坯料總質量的90％以上；