[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)骨料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110191664.0
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112979192B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌斌;康小朋;徐騰飛;張超;劉方
• 申請（專利權(quán)）人: 建華建材（中國）有限公司;江蘇建華新型墻材有限公司;江蘇建華新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B18/02
• 分類號: C04B18/02;C04B20/10;C04B28/26;C04B38/02
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 萬婧

本發(fā)明提出了一種輕質(zhì)骨料的制備方法，涉及固廢制備免燒輕質(zhì)骨料或輕質(zhì)集料技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：將固廢材料、粉煤灰、偏高嶺土、發(fā)泡劑和重金屬吸附劑混合并碾磨均勻；加入水玻璃溶液造粒成球型顆粒；將球型顆粒經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護(hù)，烘干，所述養(yǎng)護(hù)溫度為40?180℃；將樹脂、粉煤灰、固化劑、稀釋劑混合制備而成的復(fù)合漿體采用噴射工藝在球形顆粒表面形成外殼。本發(fā)明以工業(yè)固廢為基礎(chǔ)，通過粉煤灰、偏高嶺土基鋁硅酸鹽材料制備多孔內(nèi)核，結(jié)合樹脂?無機(jī)復(fù)合材料裹殼工藝，在免煅燒條件下制備結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)高強(qiáng)骨料。無水泥等高能耗膠結(jié)材料，采用免煅燒制備工藝，所制備輕質(zhì)骨料吸水率極低、筒壓強(qiáng)度高、密度低，綜合性能顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固廢制備輕質(zhì)骨料或輕質(zhì)集料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及免燒輕質(zhì)骨料。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國大宗工業(yè)固廢年產(chǎn)量約35億噸，歷史累計(jì)堆存量超過600億噸，不僅大量占用土地，同時對環(huán)境造成惡劣影響。粉煤灰是燃煤電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，產(chǎn)量約占燃煤總量的5～20％。我國粉煤灰年排放量約5億噸，目前我國粉煤灰堆放量20億噸以上，儲灰場占用土地約4×10⁴km²，這不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，也占用了大量的土地資源。粉煤灰中含有大量的硅鋁氧化物，如果將粉煤灰中的主要成分加以利用，就可以“變廢為寶”，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

傳統(tǒng)砂石材料，大量開采，浪費(fèi)土地資源、破壞生態(tài)，同時密度大，難以降低建筑物自重。目前陶粒主要由粘土、頁巖、粉煤灰等原料制造，且絕大部分采用煅燒工藝制備，煅燒法生產(chǎn)陶粒存在建廠投資大，工藝技術(shù)復(fù)雜，生產(chǎn)能耗高的問題，不僅產(chǎn)生大量的碳排放，同時嚴(yán)重限制企業(yè)的發(fā)展；而且大量使用粘土?xí)?dǎo)致耕地毀壞，不利于國家可持續(xù)發(fā)展；頁巖陶粒受原材料地域限制影響較大，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高；粉煤灰陶粒主要以煅燒工藝制備為主，陶粒成本較高。因此有必要開發(fā)利用工業(yè)固廢制備結(jié)構(gòu)用免燒輕質(zhì)骨料，對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)均具有重要意義。

目前利用泥類、廢渣類固廢制備的骨料大部分筒壓強(qiáng)度較低(4MPa)，無法用于結(jié)構(gòu)混凝土。而制備高強(qiáng)骨料的方法主要分為兩類：煅燒制備類和激發(fā)增強(qiáng)類。專利CN103159483B、CN103922698A、CN108821621A等均采用高溫煅燒工藝制備，生產(chǎn)能耗高，工藝復(fù)雜。CN104193248B，CN111170710A，CN105036691B，CN105130235B，CN111205061A，CN1241554A，CN102351557B，CN103496866B等采用水泥或者堿性激發(fā)劑、硫酸鹽激發(fā)劑等化學(xué)激發(fā)方式提高骨料強(qiáng)度，該種方式存在如下問題：(1)水泥屬于高污染高能耗產(chǎn)品，而且水泥在普通硅酸鹽、鋁硅酸鹽類材料中密度偏大，制備的陶粒密度等級較高，不利于降低陶粒重量；(2)化學(xué)激發(fā)由于堿度高，制備的骨料表面容易出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象，耐水性較差，直接暴露空氣中耐久性欠佳，影響骨料整體性能。

陶粒由于內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)，具有一定的吸水性能，如粘土陶粒吸水率20％，高強(qiáng)粉煤灰陶粒吸水率10％，過高的吸水率不僅會降低濕潤陶粒的力學(xué)性能，同時影響其在混凝土中的應(yīng)用。

因此，開發(fā)以大量利用固廢為基礎(chǔ)，無水泥、免煅燒工藝制備高強(qiáng)結(jié)構(gòu)用低吸水輕骨料，具有重要的環(huán)境效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以工業(yè)固廢為基礎(chǔ)，通過粉煤灰、偏高嶺土基鋁硅酸鹽材料制備多孔內(nèi)核，結(jié)合樹脂-無機(jī)復(fù)合材料裹殼工藝，在免煅燒條件下制備結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)高強(qiáng)骨料。不僅解決了工業(yè)固廢的利用問題，同時無水泥等高能耗膠結(jié)材料，采用免煅燒制備工藝，能夠減少大量碳排放，環(huán)境效益顯著，所制備輕質(zhì)骨料吸水率極低、筒壓強(qiáng)度高、密度低，綜合性能顯著。

一種輕質(zhì)骨料的制備方法，包括以下步驟：

(1)多孔內(nèi)核制備：將固廢材料、粉煤灰、偏高嶺土、發(fā)泡劑和重金屬吸附劑混合并碾磨均勻；

(2)造粒成球：加入水玻璃溶液直至形成球型顆粒；