[發明專利]一種輕質高強淤泥陶粒及其制備方法

有效

• 申請號: 202010066102.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111285630B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 譙理格;王軍;趙日煦;楊文;吳雄;黃漢洋
• 申請（專利權）人: 中建商品混凝土有限公司;中建西部建設股份有限公司
• 主分類號: C04B18/02
• 分類號: C04B18/02;C04B18/08;C04B18/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;李丹

本發明涉及輕質高強淤泥陶粒及其制備方法，S100、將污泥、粉煤灰、水玻璃、超細復合造孔劑和輔助分散劑混合，并進行超聲陳化，得到生料；S200、將生料造粒成型,并控制成型的生料顆粒含水量＜0.5％；S300、對S200中所得生料顆粒進行焙燒硬化，得到輕質高強淤泥陶粒。選用超細顆粒的超細復合造孔劑作為發氣組分，并采用輔助分散劑輔以超聲分散的方式使得超細復合造孔劑均勻彌散至材料內部，通過控制焙燒制度使得超細復合造孔劑中的不同發氣組分產生大小不一、均勻密布的氣孔，形成微細孔隙“填充”大孔隙間隙的孔隙結構形式，輕質高強淤泥陶粒表觀密度小、強度高，解決了陶粒制備過程中密度與強度難以兼顧的問題。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種輕質高強淤泥陶粒及其制備方法。

背景技術

陶粒是一種在回轉窯中經發泡生產出來的輕骨料，具有密度低、筒壓強度高、孔隙率高，軟化系數高、抗凍性良好、抗震吸能效果好、抗堿集料反應性優異等優點，利用其制備的輕集料混凝土具有比強度高、耐久性好、保溫耐火性好、抗震吸能效果好、抗堿集料反應性優異等優點，在工業與民用建筑及其他工程實現了大規模應用，工程應用效果表明，使用輕集料混凝土替代普通混凝土用于建筑工程，可以減輕結構自重、提高結構抗震性能、縮減結構尺寸、節約材料用量、提高構件的運輸與吊裝效率、減少地基荷載及改善建筑功能(保溫隔熱和耐火等)。

然而，將陶粒作為骨料制備建筑材料時，又存在著一些難以解決的問題，主要體現在陶粒的低密度與高強度的矛盾關系上：為了使得陶粒擁有較低的密度，往往通過在生料內增加引氣組分含量、升高焙燒溫度使得陶粒內部發氣量增大，制得的陶粒內部孔隙增多，密度則隨之降低，但此時由于陶粒內部發氣量較大、焙燒溫度較高，形成的孔隙容易相互連通，陶粒內玻璃相物質被連通氣孔阻斷，力學性能顯著下降；而為了使陶粒擁有較高的強度，則往往需要增加生料熔融后玻璃相的含量與致密程度，需要降低發氣組分含量、降低焙燒溫度，此時制得的陶粒力學性能得到提升，但密度較大。對陶粒的這一問題進行分析，主要成因是陶粒焙燒過程中高發氣量時發氣組分在微細觀尺度內分布不均勻，所釋放出的氣體極易在陶粒內部形成連通氣孔，這是造成陶粒強度降低的主要原因。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種輕質高強淤泥陶粒及其制備方法，以克服上述現有技術中的不足。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種輕質高強淤泥陶粒制備方法，包括如下步驟：

S100、將污泥、粉煤灰、水玻璃、超細復合造孔劑和輔助分散劑混合，并進行超聲陳化，得到生料；

S200、將生料造粒成型,并控制成型的生料顆粒含水量＜0.5％；

S300、對S200中所得生料顆粒進行焙燒硬化，得到輕質高強淤泥陶粒。

在上述方案中，S100具體如下：

S110、按各組分質量比為：污泥：粉煤灰＝(42～72):(28～53)分別稱取污泥和粉煤灰，并混合均勻，得到生料主材混合物；

S120、按各組分質量比為：水玻璃：超細復合造孔劑：輔助分散劑＝(1～5)：(7～15)：(0.5～2)，分別選取水玻璃、超細復合造孔劑及輔助分散劑，并混合均勻，得到生料輔材混合物；

S130、將生料主材混合物置于剛性容器中，并在剛性容器外壁施加超聲波發生裝置，啟動超聲波發生裝置后將生料輔材混合物以污泥：水玻璃＝(42～72)：(1～5)的質量比例加入生料主材混合物中，并向其中加水至總混合物含水率8％～12％，持續攪拌直至混合均勻，超聲波發生裝置產生的超聲波頻率為25kHz～45kHz，對剛性容器內混合料的體積功率密度為0.3cm³～0.5w/cm³，得到混合料；

S140、讓混合料在剛性容器中陳化30min～60min，在整個陳化過程中超聲波發生裝置保持開啟狀態，對剛性容器內的混合料持續施加超聲波，得到生料。