无机膨化珍珠岩轻质颗粒及其制备工艺与应用制造技术

本发明专利技术涉及混凝土材料技术领域，公开了无机膨化珍珠岩轻质颗粒及其制备工艺与应用。本发明专利技术通过包封技术开发了一种新型的轻质颗粒——无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其以膨胀珍珠岩为核材、以胶凝材料为壳材，形成胶凝外壳包封珍珠岩内核的核

【技术实现步骤摘要】
无机膨化珍珠岩轻质颗粒及其制备工艺与应用


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，更具体地，涉及无机膨化珍珠岩轻质颗粒及其制备工艺与应用。

技术介绍

[0002]轻质混凝土一般通过形成封闭气孔或采用轻质颗粒来实现。目前，轻质混凝土很大程度上由泡沫混凝土来实现，后者是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的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含有大量封闭气孔的新型轻质材料。它属于多孔隔热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化。此外，通过选用轻质颗粒来实现混凝土轻量化也日趋普及。开发轻质颗粒乃利用轻质颗粒来实现混凝土轻量化必须解决的问题。
[0003]然而，现有的轻质混凝土普遍存在强度等力学性能差强人意的缺陷。其中，泡沫混凝土由于气孔的存在尤其使得其抗压强度相对较差；而轻质颗粒，无论是天然的，还是人工合成的，目前都难以取得令人满意的力学性能。
[0004]在人工合成轻质颗粒方面。部分现有技术采用合成发泡树脂作为减轻颗粒重量的方式，其制备工艺复杂，包括揉捏、造粒、涂覆、干燥等，而且未有证据表明该轻质颗粒可以用于生产高强轻质混凝土。部分现有技术采用无机材料包覆多孔材料的方式来减轻骨料的重量，但其普遍需要通过烧结成型，能耗大，烧结过程可能改变多孔材料的结构，使得制备得到骨料不如预期般轻质高强。部分现有技术使用发泡剂引入空气得到整体多孔的轻质颗粒，但其在应用过程中容易吸入大量水分，不利于降低混凝土的吸水率。
[0005]因此，目前关于轻质颗粒及其制备工艺仍有待改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的关键问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种无机膨化珍珠岩轻质颗粒及其制备工艺与应用，该无机膨化珍珠岩轻质颗粒成本更低、更易生产、耐火性更好、抗碎强度更高、与混凝土的相容性更好。该无机膨化珍珠岩轻质颗粒用于在轻质混凝土生产中的应用，其适用于生产轻质混凝土，尤其适用于生产高强轻质混凝土，并可以克服传统轻质混凝土吸水量大、性能参差等问题。
[0007]在本专利技术的第一方面，提出了一种无机膨化珍珠岩轻质颗粒。为了获得用于生产轻质混凝土的高性能的轻质颗粒，本专利技术通过包封技术开发了一种新型的轻质颗粒——无机膨化珍珠岩轻质颗粒(如图1和图4所示)，其以膨胀珍珠岩为核材、以胶凝材料为壳材，形成胶凝外壳包封珍珠岩内核的核
‑
壳结构。
[0008]其中，所述珍珠岩内核呈多孔结构，所述胶凝外壳为致密结构。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述胶凝材料与膨胀珍珠岩的体积比为1：(0.3～3.0)。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的粒径为0.5～20mm。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的干密度为580～1200kg/m3。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述胶凝材料为选自水泥。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述胶凝材料为选自水泥与粉煤灰的混合物。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述胶凝材料中水泥与粉煤灰的质量比为1:(0～1)。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述核
‑
壳结构通过造粒机的包封工艺形成。
[0016]在本专利技术的第二方面，提供了一种上述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺。其将包括水泥和粉煤灰、或水泥在内的胶凝材料通过造粒机的包封工艺，在喷洒可控的水雾下，涂覆在膨胀珍珠岩颗粒的表面。
[0017]该无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺为：通过造粒机的包封工艺使混合了膨胀珍珠岩的胶凝材料在水雾中逐渐将所述膨胀珍珠岩包封，以便得到本专利技术所述的无机膨化珍珠岩轻质颗粒。
[0018]根据本专利技术的实施例，所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺包括如下步骤：
[0019]S1.混合：将膨胀珍珠岩和胶凝材料按配比经混合，得到膨胀珍珠岩和胶凝材料的混合物；
[0020]S2.造粒：在造粒过程中向步骤S1所得的混合物中喷水，使所述胶凝材料在水雾中逐渐将所述膨胀珍珠岩包封，得到所述膨化珍珠岩表面覆有所述胶凝材料的颗粒物(如图2所示)；
[0021]S3.养护：将上述步骤S2得到的颗粒物在密封环境中养护1天以上。
[0022]根据本专利技术的实施例，所述喷水量为所述胶凝材料的20～35wt％，喷水时长为10～60分钟，即造粒过程中水在10～60分钟内被自动地喷洒到膨胀珍珠岩与胶凝材料的混合物中。
[0023]根据本专利技术的实施例，所述造粒步骤在盘式造粒机中进行，所述盘式造粒机的转盘的倾斜角度为20～60
°
，所述盘式造粒机的转盘的旋转速度为10～60r/min。
[0024]根据本专利技术的实施例，所述胶凝材料完全覆盖所述膨化珍珠岩表面后，所述盘式造粒机至少继续旋转5分钟，以使胶凝外壳变得致密。
[0025]根据本专利技术的实施例，所述步骤S1～S3重复进行1～4次，所述胶凝材料分2～5次对所述膨胀珍珠岩进行包封。当胶凝材料与膨胀珍珠岩之间的质量比过大时，膨胀珍珠岩将难以被充分且牢固地涂上胶凝材料，此时，适当增加造粒的次数可以使膨胀珍珠岩被充分且牢固地涂上胶凝材料。第1次执行步骤S1时是将膨胀珍珠岩和部分胶凝材料混合，此后重复步骤S1(即第2～5次执行步骤S1)时是将经养护的颗粒物和另一部分胶凝材料混合，也就是多次重复包裹。具体而言，重复的步骤S1～S3为S1
’
～S3
’
，以此类推。
[0026]S1
’
.混合：将步骤S3所得的颗粒物和胶凝材料按配比经混合，得到颗粒物和胶凝材料的混合物；
[0027]S2
’
.造粒：在造粒过程中向步骤S1
’
所得的混合物中喷水，使所述胶凝材料在水雾中逐渐将所述颗粒物包封，得到所述颗粒物表面覆有所述胶凝材料的二次包封颗粒物；
[0028]S3
’
.养护：将上述步骤S2
’
得到的二次包封颗粒物在密封环境中养护1天以上。
[0029]根据本专利技术的实施例，首次进行步骤S2时，喷水量为所述胶凝材料的20～35wt％，再次进行步骤S2(即进行步骤S2
’
)时，喷水量为所述胶凝材料的19～29wt％。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺包括如下步骤：
[0031]S1.混合：将膨胀珍珠岩和胶凝材料按配比混合后加入到盘式造粒机中，或在盘式造粒机将膨胀珍珠岩和胶凝材料按配比混合，得到所述膨胀珍珠岩和胶凝材料的混合物；
[0032]S2.造粒：启动造粒机，在造粒机转盘倾斜角度为20～60
°
、转盘旋转速度为10～60r/min条件下，将所述喷水量为所述胶凝材料的20～35wt％的水在10～60分钟内被自动地喷洒到步骤S1所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其特征在于，以膨胀珍珠岩为核材、以胶凝材料为壳材，形成胶凝外壳包封珍珠岩内核的核
‑
壳结构。2.根据权利要求1所述的无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其特征在于，所述珍珠岩内核呈多孔结构，所述胶凝外壳为致密结构。3.根据权利要求1所述的无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其特征在于，所述胶凝材料与膨胀珍珠岩的体积比为1：(0.3～3.0)。4.根据权利要求1所述的无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其特征在于，所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的粒径为0.5～20mm；和/或所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的干密度为580～1200kg/m3。5.根据权利要求1所述的无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其特征在于，所述胶凝材料选自水泥，或水泥与粉煤灰的混合物；所述胶凝材料中水泥与粉煤灰的质量比为1:(0～1)。6.根据权利要求1所述的无机膨化珍珠岩轻质颗粒，其特征在于，所述核
‑
壳结构通过造粒机的包封工艺形成。7.一种如权利要求1～6任一项所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺，其特征在于，通过造粒机的包封工艺使混合了膨胀珍珠岩的胶凝材料在水雾中逐渐将所述膨胀珍珠岩包封。8.根据权利要求7所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1.混合：将膨胀珍珠岩和胶凝材料混合，得到所述膨胀珍珠岩和胶凝材料的混合物；S2.造粒：在造粒过程中向步骤S1所得的混合物中喷水，使所述胶凝材料在水雾中逐渐将所述膨胀珍珠岩包封，得到所述膨化珍珠岩表面覆有所述胶凝材料的颗粒物；S3.养护：将步骤S2得到的颗粒物在密封环境中养护1天以上。9.根据权利要求8所述无机膨化珍珠岩轻质颗粒的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，喷水量为所述胶凝材料的20～35wt％，和/或喷水时长为10～60分钟。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宏刚，叶世昌，朱霄鹄，苏国亮，吴沛林，
申请(专利权)人：协兴建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：