一种环保型低密度高强度陶粒及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种环保型低密度高强度陶粒及其生产工艺，所述陶粒由下列原料按质量份组成：主料100～120份；辅料10～12份；复合造孔剂10～12份；助熔剂A 3～3.6份、助熔剂B 4～4.8份；粘结剂5～6份；另外加水，水料比按质量比为0.18～0.22：1。本发明专利技术所述陶粒产品无毒无害、吸水率低，抗压强度高，防水性、耐冻性好，使用寿命长，能够满足环保要求，改善了产业工人的工作环境；另外，在充分利用工业废弃物的同时，降低了原料及能源消耗，减少了废弃物排放。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型低密度高强度陶粒及其生产工艺
本专利技术涉及陶瓷骨料生产
，尤其涉及一种环保型低密度高强度陶粒及其生产工艺。
技术介绍
陶粒是目前国内外用量最大的人造材料，广泛用于现代土建工程中，包括铁路与公路的隧道、大桥、水利水电的大坝、电站、河道整治中的河堤、河坝、工业与民用建筑等工程。随着新型建筑及轻型构筑物的发展，原来高密度混凝土已不能满足环保型建材及人们生活与生产的需求。现阶段，钢结构建筑需求量较大的是一种表观密度小于1850kg/m3的高强轻骨料混凝土，而该种高强度轻骨料混凝土大多选用陶粒骨料，因此制备一种低密度、高强度、具有良好防水性能的陶粒尤为重要。在欧美国家，80％的陶粒轻骨料用来生产砌块,占轻骨料应用市场的主导地位。很多高层建筑也都是采用轻骨料混凝土建造的。如美国建造的休斯敦贝壳广场大厦高52层218m，建筑面积为13万m2，纽约世贸中心高110层396m。另外，美国也是在桥梁工程中应用轻骨料混凝土最多的国家,已修建的有800多座桥梁。日本建造的横滨亮马大厦高70层296m，近年来,日本又将陶粒轻骨料混凝土用于铁路桥梁工程,新建或改建了5座新干线铁路桥梁，其在研制生产低吸水率、高强度的高性能陶粒轻骨料方面也颇有建树。在我国，近二十年来，随着墙材革新与建筑节能技术的深入研究，以及高层建筑、框架建筑、大型桥梁等建筑业的快速发展，为陶粒轻骨料提供了较大应用空间。但是，国内陶粒轻骨料的生产及应用存在如下缺点：1、广泛应用的陶粒产品，不论是页岩陶粒、粘土陶粒还是粉煤灰陶粒,均属普通型人造轻骨料，密度等级80％是700～800级。2、大部分企业生产规模小、生产设备简陋(有的甚至没有冷却及除尘设备)、产品制作粗糙，导致生产能耗高、操作环境差、工人劳动强度大、生产效率低。3、产品颗粒不分级，陶粒强度低、吸水率高、耐冻融性能差，冻融循环次数F≤25次，即质量及强度损失较大，产品性能普遍低于欧美及日本的技术水平。尤其是采用单辊制粒机造粒的粘土陶粒，普遍呈短柱状，粒形系数很差，其筒压强度较低，吸水率偏高，匀质性差；若用于保温和结构保温工程中，因其密度大、保温性能差，不能满足使用要求；如在结构工程中应用，又因其骨料强度低，仅可配制LC25混凝土。业内人士形容这类人造轻骨料为高不成、低不就。上述问题的存在在一定程度上影响了国内人造陶粒轻骨料的进一步发展。
技术实现思路
本专利技术提供了一种环保型低密度高强度陶粒及其生产工艺，所述陶粒产品无毒无害、吸水率低，抗压强度高，防水性、耐冻性好，使用寿命长，能够满足环保要求，改善了产业工人的工作环境；另外，在充分利用工业废弃物的同时，降低了原料及能源消耗，减少了废弃物排放。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种环保型低密度高强度陶粒，所述陶粒由下列原料按质量份组成：主料100～120份；辅料10～12份；复合造孔剂10～12份；助熔剂A3～3.6份、助熔剂B4～4.8份；粘结剂5～6份；另外加水，水料比按质量比为0.18～0.22：1；其中：所述主料为铁尾矿沉积岩粉、铁尾矿粉、钢渣粉、粉煤灰中的一种或多种；所述辅料为铝矾土；所述复合造孔剂为煤粉、锯末及玉米秸秆的混合物，煤粉：锯末：玉米秸秆的质量份比例为：(0.2～0.4):(0.2～0.4):(0.3～0.5)；所述助熔剂A为石灰石或电石泥；所述助熔剂B为氧化钙或氧化镁。所述主料经细磨，并过200目筛，即粒度为0.074mm以下。所述煤粉为无烟煤；所述锯末与玉米秸秆分别经磨细，并过120目筛，即粒度为0.117mm以下。所述铝矾土中A1203≥55％，Fe6％～8％；铝矾土经磨细并过120目筛，即粒度为0.117mm以下。所述石灰石中CaCO3≥98.3％，石灰石经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下；所述电石泥中Ca(OH)2≥98.3％，电石泥经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下。所述氧化钙的纯度≥90.0％，氧化钙经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下；所述氧化镁的纯度≥90.0％，氧化镁经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下。所述粘结剂为多聚磷酸钠、柠檬酸、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、酯醚混合衍生物中的一种或两种以上。一种环保型低密度高强度陶粒的生产工艺，包括：1)造生料核；①按设定配合比，通过电子秤自动计量，将主料、复合造孔剂、助熔剂A、粘结剂输入搅拌机，均匀搅拌后制成造核料；②将造核料置于圆盘成球机内造生料核，圆盘转速20～30r/min，圆盘倾角40°～50°，全程喷雾加水，待生料核的直径达到时，停机出料；2)造生料球；①按设定配合比，通过电子秤自动计量，将辅料、助熔剂B输入搅拌机,均匀搅拌后制成裹壳料；②将生料核和裹壳料置于圆盘成球机中造生料球，圆盘转速20～30r/min，圆盘倾角40°～50°，全程喷雾加水，待生料球的直径达到时，停机出料；3)生料球于室内自然干燥24h以上，再入干燥窑中，80～120℃下干燥6～8h备用；4)生料球经预热后送入回转窑焙烧，回转窑的轴向倾斜度为3.5°～4°，正转、反转的转速均为1～5r/min，采用变频电机调节转速，焙烧温度为1200℃～1310℃；5)焙烧后的料球通过单筒冷却机及空气冷却器冷却；6)冷却后的料球通过回转筛进行筛分,得到的陶粒成品吸水率≤3％，经100次以上冻融循环，质量损失≤4％，强度损失≤20％。所述步骤4)中，生料球预热阶段的温度控制在400℃～600℃，预热时间为15min～20min。所述步骤5)中，回转窑的焙烧温度由600℃升至900℃时，升温速度为15～20℃/min；回转窑的焙烧温度由900℃升至1200℃时，升温速度为15～20℃/min；回转窑的焙烧温度由1200℃升至1310℃时，升温速度为5～10℃/min；所述步骤6)中，料球冷却时，先自1310℃以40～60℃/min的冷却速度迅速冷却至700℃，再以5～15℃/min的冷却速度缓慢冷却至400℃；最后再以40～60℃/min的冷却速度快速冷却至室温。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、利用工业废弃物为主料，所生产的陶粒产品实体密度好、筒压强度高，吸水率≤3％，100次以上冻融循环质量损失≤4％，强度损失≤20％；能够满足不同地区生产和使用以及环保节能的要求。2、产品具有无毒无害、环保节能、耐久性好、使用寿命长(≥100年)的优点，其生产过程具有利废、环保的优势。具体实施方式本专利技术所述一种环保型低密度高强度陶粒，所述陶粒由下列原料按质量份组成：主料100～120份；辅料10～12份；复合造孔剂10～12份；助熔剂A3～3.6份、助熔剂B4～4.8份；粘结剂5～6份；另外加水，水料比按质量比为0.18～0.22：1；其中：所述主料为铁尾矿沉积岩粉、铁尾矿粉、钢渣粉、粉煤灰中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述陶粒由下列原料按质量份组成：主料100～120份；辅料10～12份；复合造孔剂10～12份；助熔剂A 3～3.6份、助熔剂B 4～4.8份；粘结剂5～6份；另外加水，水料比按质量比为0.18～0.22：1；其中：/n所述主料为铁尾矿沉积岩粉、铁尾矿粉、钢渣粉、粉煤灰中的一种或多种；/n所述辅料为铝矾土；/n所述复合造孔剂为煤粉、锯末及玉米秸秆的混合物，煤粉：锯末：玉米秸秆的质量份比例为：(0.2～0.4):(0.2～0.4):(0.3～0.5)；/n所述助熔剂A为石灰石或电石泥；所述助熔剂B为氧化钙或氧化镁。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述陶粒由下列原料按质量份组成：主料100～120份；辅料10～12份；复合造孔剂10～12份；助熔剂A3～3.6份、助熔剂B4～4.8份；粘结剂5～6份；另外加水，水料比按质量比为0.18～0.22：1；其中：
所述主料为铁尾矿沉积岩粉、铁尾矿粉、钢渣粉、粉煤灰中的一种或多种；
所述辅料为铝矾土；
所述复合造孔剂为煤粉、锯末及玉米秸秆的混合物，煤粉：锯末：玉米秸秆的质量份比例为：(0.2～0.4):(0.2～0.4):(0.3～0.5)；
所述助熔剂A为石灰石或电石泥；所述助熔剂B为氧化钙或氧化镁。


2.根据权利要求1所述的一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述主料经细磨，并过200目筛，即粒度为0.074mm以下。


3.根据权利要求1所述的一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述煤粉为无烟煤；所述锯末与玉米秸秆分别经磨细，并过120目筛，即粒度为0.117mm以下。


4.根据权利要求1所述的一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述铝矾土中A1203≥55％，Fe6％～8％；铝矾土经磨细并过120目筛，即粒度为0.117mm以下。


5.根据权利要求1所述的一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述石灰石中CaCO3≥98.3％，石灰石经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下；所述电石泥中Ca(OH)2≥98.3％，电石泥经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下。


6.根据权利要求1所述的一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述氧化钙的纯度≥90.0％，氧化钙经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下；所述氧化镁的纯度≥90.0％，氧化镁经磨细后过200目筛，即粒度为0.074mm以下。


7.根据权利要求1所述的一种环保型低密度高强度陶粒，其特征在于，所述粘结剂为多聚磷酸钠、柠檬酸、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、酯醚混合衍生物中的一种或两种以上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：綦宝晖，张杰，李江，邹旭，王苗苗，孟凡军，吕洪彦，
申请(专利权)人：鞍钢建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21