[發明專利]礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201710989383.3
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107721358B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 黎楠;孫家瑛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B41/68;C04B18/14;C04B18/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明涉及一種礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒及其制備方法，配料由礦渣微粉、珍珠巖尾礦組成，激發劑由水玻璃組成；制備方法是：將配料進行攪拌、配制激發劑溶液、成球機造粒、養護、涂抹防水劑、干燥、篩分，密封包裝后即得到多功能的無熟料礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒。本發明制備的陶粒具有強度高、密度低、吸水率低、保溫性能好等特點，適用于輕集料混凝土工程范圍，代替天然粗集料使用。本發明利用工業廢棄物，不添加水泥等熟料，不用燒結，具有非常明顯的環保效益，屬于綠色建筑材料。

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，具體涉及一種礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒及其制備方法。

背景技術

隨著我國建筑行業的快速發展，已然成為能源消耗最大的產業，給國民經濟和社會發展帶來巨大負擔。因此，綠色節能環保成為建筑行業發展方向。

由于陶粒輕質、導熱系數低、耐腐蝕性好等優異特點，在取代混凝土中天然集料方面表現出了良好的保溫性能和抗震性能。然而當前建筑材料市場上，大多陶粒均采用燒結法研制生產，造成了煤炭等能源的額外消耗，并且生產過程中排放大量有害氣體污染環境。而其他少數利用免燒法生產的陶粒，均使用水泥熟料作為膠凝材料提供強度。水泥的生產過程伴隨巨大的煤炭與電力能源消耗，并排放出大量溫室氣體。另外，作為保溫材料，陶粒通常含有大量非閉合連通孔隙，致使吸水率過大，對混凝土拌合物工作性能與后期強度十分不利。因此，研制吸水率低、無水泥熟料的輕質免燒陶粒，在保障陶粒強度、密度和導熱系數滿足要求的同時，降低了能源消耗，保障了混凝土和易性與強度，具有經濟效益和環保效益。

發明內容

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒及其制備方法，具有低吸水率無熟料免燒的特點，該陶粒以工業廢渣為主要原材料，水玻璃作為激發劑與防水劑，兼具較好的強度與保溫性能。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒，由高爐礦渣微粉88~92重量份、珍珠巖尾礦8~14重量份、水玻璃8~12重量份比例混合組成；所述水玻璃模數M=1~1.5。應用礦渣微粉作為膠凝材料，應用水玻璃作為生產陶粒的激發劑，應用珍珠巖尾礦作為陶粒輕集料，不應用水泥熟料，且免燒。

優選地，達到最佳性能時，礦渣微粉摻珍珠巖尾礦免燒陶粒由高爐礦渣微粉88~90重量份、珍珠巖尾礦8~12重量份、水玻璃9~12重量份比例混合組成；所述水玻璃模數M=1~1.2。

所述水玻璃（硅酸鈉）作為激發劑的模數在1~1.5之間，利用氫氧化鈉調節水玻璃模數，使用碳酸鈉、氟化鈉、鹽酸、氫氧化鈉和指示劑可測出水玻璃模數。水玻璃模數小于1時，激發劑中雖能夠保證堿含量充足，養護齡期較長后，可使礦渣微粉玻璃體充分被OH^-分解發生水化反應，但強度增長較緩慢。而當水玻璃模數超過1.5后，雖然提供了足夠多的[SiO₄]^4-，但OH^-含量過少，不足以使礦渣微粉玻璃體全部溶解與水化完全，使得陶粒雖反應速度快但強度較低。水玻璃模數達到最佳時，激發劑不僅提供了充足的OH^-，并且[SiO₄]^4-增多，可與礦渣微粉中Ca²⁺、Al³⁺等快速結合，形成凝膠，使陶粒能夠快速獲得足夠強度。作為防水劑，水玻璃粘結力高，涂抹于陶粒外表面，具有優良的防水耐熱防腐蝕效果。

所述珍珠巖尾礦是由珍珠巖加工過程中產生的剩余尾礦，經回收處理后，其粒徑分布為40~325目，通過篩析儀85μm篩的篩余約為15%，密度約為1.7 g/cm³左右。使用珍珠巖尾礦可有效降低陶粒的堆積密度，降低陶粒導熱系數。