一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法及人造复合轻骨料技术

本发明专利技术涉及一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法及人造复合轻骨料，该制备方法包括：1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土制成粉体混合，加入碳酸钙粉和秸秆粉混合均匀得生粉混合物；2)在生粉混合物中掺入水后密封陈化、造粒并干燥得坯料粒；3)将废玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃混合得壳层混合物；4)将坯料粒升温预热得热料粒，将热料粒立即与壳层混合物混合进行二次造粒，使壳层混合物包裹在热料粒表面得包料粒；5)将包料粒升温烧结后冷却即得。所得人造复合轻骨料的内核为陶粒，表面包裹玻璃釉层，具有较好的密度、强度和极低的吸水率，拌合过程中不因吸水影响泡沫稳定性，适合用于轻骨料泡沫混凝土。

Preparation method of artificial composite lightweight aggregate for foamed concrete and artificial composite lightweight aggregate

The invention relates to a method for preparing an artificial composite lightweight aggregate for foamed concrete and an artificial composite lightweight aggregate. The preparation method comprises the following steps: 1) mixing the municipal sludge, fly ash and building residue into powder, adding calcium carbonate powder and straw powder to evenly mix the raw meal mixture; and 2) mixing the water into the raw powder mixture and sealing the old product. (3) mixing waste glass powder with potassium feldspar, borax and sodium silicate to form shell mixtures; (4) heating up the billet particles to get hot granules, and mixing the hot granules with shell mixtures immediately for secondary granulation, so that the shell mixtures are wrapped on the surface of hot granules to obtain wrapped granules; and (5) heating up the blank particles to get wrapped granules. After cooling, it is obtained. The core of the obtained composite lightweight aggregate is ceramsite, which is coated with glass glaze layer, and has good density, strength and low water absorption. The foam stability is not affected by water absorption in the mixing process, and is suitable for lightweight aggregate foam concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法及人造复合轻骨料
本专利技术属于泡沫混凝土
，具体涉及一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，同时涉及一种上述制备方法制备所得的人造复合轻骨料。
技术介绍
泡沫混凝土又称发泡混凝土，是通过发泡系统将发泡剂溶液用机械方式充分发泡，并将泡沫与含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂的料浆均匀混合，然后经泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种内部含有大量封闭气泡的“密孔”混凝土材料。泡沫混凝土是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，是具有质轻、保温、隔热、耐火、抗冻性好的建筑节能材料，其在成型时刻自流平、自密实，施工和易性好，有利于泵送和整平，与其他建筑材料有良好的相容性，强度可根据需要进行调整。随着国家对建筑节能越来越重视，泡沫混凝土和泡沫混凝土产品越来越受欢迎，近年来得到较大的发展。普通的泡沫混凝土采用天然的砂石作为集料(骨料)，对于质量的减轻有限；随着人们对于轻质混凝土的更高追求，陶粒泡沫混凝土应运而生。陶粒泡沫混凝土是以人造陶粒(粒径≥5mm)或陶砂(粒径<5mm)为粗细集料，在拌合物中通过物理或化学发泡方式引入气泡制成的混凝土，可以获得更低的表观密度。所用的陶粒是一种多孔隙的人造固体材料，通常为球状，质量较轻，堆积密度一般为300-900kg/m3。现有陶粒在制备过程中，原材料发生反应产生气体，充满陶粒内部，陶粒体积膨胀，气体排出后，陶粒表面布满排气细孔，使其具有多孔轻质的特点，作为混凝土的轻骨料使用，不仅可以节约砂石等自然资源，还可以进一步减轻混凝土结构自身重量，降低荷载。现有技术中，陶粒按照所用原材料的不同分为黏土陶粒、页岩陶粒和粉煤灰陶粒。其中黏土陶粒和页岩陶粒分别以黏土、页岩这些自然资源为原料，过量开采会对自然环境造成破坏，原料结构不合理；粉煤灰陶粒的主要原料是发电厂废料粉煤灰，属于固体废弃物的回收利用，更加绿色环保。粉煤灰陶粒是由粉煤灰、胶凝材料与水混合后，成球烧结制成的，内部孔隙较多，强度相对较低，保温隔热性能好，普遍应用于隔音隔热材料中。由于陶粒表面及内部分布着较多的孔隙，具有较高的吸水率和吸附性；采用陶粒作为轻骨料制备陶粒泡沫混凝土时，其会吸附和争夺拌合物中的水分和泡沫中的水分，从而加快了拌合物中泡沫的破灭速度，泡沫稳定性差，导致拌合物和易性快速降低，塌落度经时损失显著增大。目前，为了避免泡沫破灭而导致陶粒泡沫混凝土表观密度显著增大，拌合时泡沫的加入量往往是理论计算量的2.5-3.0倍。但是泡沫掺量增加会导致陶粒泡沫混凝土表观密度和力学性能很不稳定，质量的大幅波动也限制了其推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，极大的降低了轻骨料的吸水率，提高其在制备泡沫混凝土时的泡沫稳定性。本专利技术的第二个目的是提供一种上述的制备方法制备所得的人造复合轻骨料。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，包括以下步骤：1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土分别破碎、粉磨制成粉体，按照城市污泥、粉煤灰与建筑渣土的质量比为(45-50):(40-45):(10-15)的比例将粉体混合，同时加入碳酸钙粉和秸秆粉，混合均匀得生粉混合物；碳酸钙粉与秸秆粉的总质量不超过生粉混合物质量的12％；2)在步骤1)所得生粉混合物中掺入生粉混合物质量28％-33％的水，混合均匀后密封陈化20-24h得陈化混合料；将陈化混合料进行造粒并干燥，得坯料粒；3)将废玻璃破碎、粉磨成玻璃粉，按照玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃的质量比为100:(5.0-6.0):(4.0-5.0):(5.5-6.5)的比例混合得壳层混合物，备用；4)将步骤2)所得坯料粒升温至550℃-580℃保温18-20min进行预热，得热料粒；将所得温度不低于500℃的热料粒与步骤3)所得壳层混合物混合进行二次造粒，使壳层混合物包裹在热料粒表面，得包料粒；5)将步骤4)所得包料粒先升温至840℃-860℃保温15-20min，再升温至1170℃-1200℃保温15-20min进行烧结；烧结保温结束后，先用8-10min快速冷却至630℃-650℃并保温30-40min，然后缓慢冷却至320℃-350℃，最后自然冷却至室温，即得。步骤1)中，所述粉体过150目筛网；所述碳酸钙粉和秸秆粉的粒度均不大于0.10mm。步骤1)中，碳酸钙粉与秸秆粉的质量比为1:(0.4-0.5)。所用秸秆粉为干燥麦秸或水稻秸秆粉碎、粉磨制成的粉体。进一步的，碳酸钙粉与秸秆粉的总质量为生粉混合物质量的10％-12％。步骤2)中，所述造粒的粒径为5-16mm。所述造粒是采用盘式造粒机进行造粒。步骤2)中，所述干燥是指先在室温下自然干燥20-24h，再在105℃-110℃条件下干燥4-6h。步骤3)中，所述废玻璃为建筑垃圾废旧平板玻璃或生活垃圾废旧瓶罐玻璃。所述玻璃粉过150目筛。步骤3)中，所述水玻璃的模数为2.6-2.8，比重为1.38-1.45。步骤4)中，壳层混合物与热料粒的质量比为(18-22):(78-82)。壳层混合物与热料粒混合时，先将一半质量的壳层混合物置于盘式造粒机中，加入温度不低于500℃的热料粒混合进行二次造粒，过程中逐渐加入剩余的壳层混合物；加料完毕后持续混合时间不低于20min。步骤4)中，所述预热的升温速率为8℃-10℃/min；步骤5)中，所述烧结的升温速率为12℃-15℃/min。步骤5)中，所述缓慢冷却至320℃-350℃是指冷却时间不低于40min的匀速冷却。步骤5)所得人造复合轻骨料的粒径为8-20mm。一种上述的制备方法制备所得的人造复合轻骨料。本专利技术的泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，以城市污泥、粉煤灰和建筑渣土作为主要原材料配成生粉，城市污泥是典型的城市垃圾，有机物含量高，在烧结过程中有机质全部助燃，重金属类元素则被固化到晶格中，形成资源化的产品，防止污染；粉煤灰是在煤炭燃烧过程中产生的，其所含的SiO2和Al2O3是轻骨料形成强度的主要成分，在烧结过程中形成良好的玻璃质，提高强度；建筑渣土也是一种常见的固体废弃物，将其作为制备轻骨料的原料之一，能充分利用其所含的SiO2和Al2O3等，变废为宝。城市污泥、粉煤灰和建筑渣土中还含有丰富的Fe2O3，与K2O和CaO协同一起，起到良好的助熔作用，降低烧成温度。三者的用量科学合理调配，使各矿物成分的含量和谐适中，既能成功烧制成符合密度要求的轻骨料，又不过多的耗能，从而安全消耗城市污泥、粉煤灰和建筑渣土这些固体废弃物，不仅实现固废的减量化，还能变废为宝，制备绿色节能的建筑材料。本专利技术的泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，在生粉粉体中加入碳酸钙粉和秸秆粉，碳酸钙作为造孔剂，在烧结过程中分解为氧化钙和二氧化碳气体，生成的二氧化碳气体在向外溢出的过程中，使骨料内部形成空洞；秸秆粉作为助燃剂和造孔剂，一方面提供更多的有机质助燃，另一方面碳质与氧气反应生成CO和CO2气体，增强造孔作用，提高孔隙率，减轻质量。本专利技术的泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，在二次造粒之前，将坯料粒升温至550℃-580℃保温18-20min进行预热，预热的作用是使物料中的结合水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土分别破碎、粉磨制成粉体，按照城市污泥、粉煤灰与建筑渣土的质量比为(45‑50):(40‑45):(10‑15)的比例将粉体混合，同时加入碳酸钙粉和秸秆粉，混合均匀得生粉混合物；碳酸钙粉与秸秆粉的总质量不超过生粉混合物质量的12％；2)在步骤1)所得生粉混合物中掺入生粉混合物质量28％‑33％的水，混合均匀后密封陈化20‑24h得陈化混合料；将陈化混合料进行造粒并干燥，得坯料粒；3)将废玻璃破碎、粉磨成玻璃粉，按照玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃的质量比为100:(5.0‑6.0):(4.0‑5.0):(5.5‑6.5)的比例混合得壳层混合物，备用；4)将步骤2)所得坯料粒升温至550℃‑580℃保温18‑20min进行预热，得热料粒；将所得温度不低于500℃的热料粒立即与步骤3)所得壳层混合物混合进行二次造粒，使壳层混合物包裹在热料粒表面，得包料粒；5)将步骤4)所得包料粒先升温至840℃‑860℃保温15‑20min，再升温至1170℃‑1200℃保温15‑20min进行烧结；烧结保温结束后，先用8‑10min快速冷却至630℃‑650℃并保温30‑40min，然后缓慢冷却至320℃‑350℃，最后自然冷却至室温，即得。...

【技术特征摘要】
1.一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土分别破碎、粉磨制成粉体，按照城市污泥、粉煤灰与建筑渣土的质量比为(45-50):(40-45):(10-15)的比例将粉体混合，同时加入碳酸钙粉和秸秆粉，混合均匀得生粉混合物；碳酸钙粉与秸秆粉的总质量不超过生粉混合物质量的12％；2)在步骤1)所得生粉混合物中掺入生粉混合物质量28％-33％的水，混合均匀后密封陈化20-24h得陈化混合料；将陈化混合料进行造粒并干燥，得坯料粒；3)将废玻璃破碎、粉磨成玻璃粉，按照玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃的质量比为100:(5.0-6.0):(4.0-5.0):(5.5-6.5)的比例混合得壳层混合物，备用；4)将步骤2)所得坯料粒升温至550℃-580℃保温18-20min进行预热，得热料粒；将所得温度不低于500℃的热料粒立即与步骤3)所得壳层混合物混合进行二次造粒，使壳层混合物包裹在热料粒表面，得包料粒；5)将步骤4)所得包料粒先升温至840℃-860℃保温15-20min，再升温至1170℃-1200℃保温15-20min进行烧结；烧结保温结束后，先用8-10min快速冷却至630℃-650℃并保温30-40min，然后缓慢冷却至320℃-350℃，最后自然冷却至室温，即得。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王承翼，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33