一种用煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备及生产方法技术

本发明专利技术属于混凝土骨料技术领域，具体涉及一种用煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备及生产方法。混凝土骨料由内至外依次为空心层、无序层，部分瓷化层和完全瓷化层，无序层为冰凌状的半结晶半玻璃态；部分瓷化层为先还原气氛后氧化气氛烧结层，部分瓷化，且残留气孔。制备方法包括：一、原料的配制；二、锅式造粒机滚动成型；三、烧成。本发明专利技术利用低品位煤矸石的特性，结合工厂周边锂矿尾渣，花岗岩采矿场废料，工厂产生的钾钠长石水洗渣，污水处理出的压榨泥为主要原料，生产出符合标准的混凝土用的轻质骨料和瓷粒砂，粗骨料和瓷粒砂有机结合后可以大大降低混凝土密度，提高在高层和超高层建筑物中的混凝土用量，降低建筑物的自重。重。重。

【技术实现步骤摘要】
一种用煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备及生产方法


[0001]本专利技术属于混凝土骨料
，具体涉及一种用煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备及生产方法。

技术介绍

[0002]目前，大量结构用混凝土的骨料基本为天然石料，天然石料虽然其取料受限少、成本低，但因其自身密度需在2.6—3.0g/cm
³
之间才能有足够的抗压强度，这样直接导致混凝土的密度增大，从而导致建筑物整体质量的增大，导致在超高层建筑中，约150米以上就无法使用混凝土而改用钢结构，但即使用了钢结构主体，每层建筑物仍需大量的混凝土来配合钢结构完成。
[0003]同时，我国有约4700多个煤矿，每年产生约7亿吨煤矸石，这其中有约30%左右的矸石因其含固定碳低（<11%），成份复杂，含铁、钛高，并混有10—30%不等的页岩，这些低品位矸石基本都是以回填或填埋的方式处理，对环境带来重大的隐患。
[0004]因此，目前急需一种利用矸石制备质量轻，强度高的混凝土骨料的生产方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种用煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备及生产方法，以解决现有技术中混凝土的骨料密度高，重量大，及矸石填埋造成环境负担的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料，所述混凝土骨料由内至外依次为空心层、无序层，部分瓷化层和完全瓷化层，所述无序层为冰凌状的半结晶半玻璃态；所述部分瓷化层为先还原气氛后氧化气氛烧结层，部分瓷化，且残留气孔。
[0007]进一步的，所述混凝土骨料由如下重量的组分组成：煤矸石：20
‑
30份锂矿石尾渣：14
‑
18份水磨长石水洗渣：8
‑
12份花岗岩尾矿渣：8
‑
12份污水压榨泥：7
‑
11份钠长石：10
‑
15份滑石泥：3
‑
7份膨润土：4
‑
8份炉膛渣：2
‑
4份。
[0008]进一步的，所述煤矸石由如下重量的组分组成：
Al2O3：32
‑
40份SiO2：40
‑
18份固定碳：6
‑
12份Fe2O3：0.3
‑
2.5份MgO：0.1
‑
0.3份CaO：0.01
‑
2份K2O：0.05
‑
1.5份Na2O：0.05
‑
1.5份TiO2：0.5
‑
1份LOI：4
‑
7份。
[0009]进一步的，所述混凝土骨料由如下重量的组分组成：煤矸石：28份锂矿石尾渣：16份水磨长石水洗渣：10份花岗岩尾矿渣：10份污水压榨泥：9份钠长石：13份滑石泥：5份膨润土：6份炉膛渣：3份。
[0010]进一步的，所述煤矸石由如下重量的组分组成：Al2O3：37份SiO2：41份固定碳：11份Fe2O3：0.4份MgO：0.20份CaO：1份K2O：0.2份Na2O：0.3份TiO2：0.7份LOI：7份。
[0011]一种煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备方法，所述制备方法包括：一、原料的配制二、锅式造粒机滚动成型（1）将粉料与水按比例加入造粒机，5
‑
8分钟至80%左右的粒子直径增大到13—14mm；（2）分离出小于8目的粒子，将大于8目的粒子倒入圆盘造粒机中，按料水比为8:1
的质量份同时喷雾加水，直至粒子长到15—16mm，取出粒子放入圆盘机中，加入白色炉膛渣粉末，喷雾加水约2—3分钟，至粒子表面覆盖一层薄的白色粉；（3）把成型好的粒子置入恒温干燥箱中干燥，至粒子含水率≤0.3%；三、烧成（1）将炉膛渣粗渣放入窑中，加入成型后的粒子，调节窑的温度只1200℃
‑
1300℃进行烧结；（2）烧成粒子烧结后自动进入导环，冷却至600℃
‑
700℃，即制得轻质骨料。
[0012]进一步的，所述一中的原料的配制包括：（1）把配制好的原料单独放入搅拌桶中，搅拌15分钟，把搅拌桶边、角的料铲起，混入主料中，再启动搅拌10分钟，保证混料均匀；（2）配制1.35％电解质水溶液，水溶液内的溶质为三聚磷酸钠。
[0013]进一步的，所述二中的锅式造粒机滚动成型包括：（1）先加入5kg备好的粉料，启动造粒机旋转，用喷壶加水的同时，逐渐加入粉料，最终要保证料与水的质量比为5:1至约有50％的粒子成型到11—12mm左右时停止喷水，改而用喷雾壶喷水，尽量保证料与水的质量比为7:1，继续滚动5
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8分钟，至80%左右的粒子直径增大到13—14mm，停机，倒出全部粒子；（2）用8目筛过筛，分离出小于8目的粒子，小粒子倒回锅式造粒机中转动8分钟，取出8目以上的粒子倒入已启动圆盘造粒机中缓慢加入粉料，按料：水≈8:1的质量份同时喷雾加水，直至50%粒子长到15—16mm时，停止加料、加水，圆盘机继续旋转15—20分钟，取大粒子，表面无裂纹及不易掉渣为合格，加入适量白色炉膛渣粉末，喷雾加水约2—3分钟，粒子表面有一很薄的白色粉即可，继续转动3分钟停止；（3）把成型好的粒子分批次置入120℃恒温干燥箱中干燥，保证大粒子含水率≤0.3%为合格，并全部干燥好。
[0014]进一步的，所述三中的烧成步骤包括：（1）启动回转窑升温至1000℃时，取调节好含水约15—16%的炉膛渣粗渣,并以约6kg/分钟的量开始匀速加入窑中；炉膛渣加入完毕后即加入已制好的粒子，约3kg/分钟匀速加入粒子，回转窑调整参数至转速0.6转/分钟，温度保持在1250℃
±
3℃，粒子全部加入后继续以约4kg/min加入炉膛渣约5分钟；（2）回转窑开始出白色炉膛渣时，烧成粒子烧结后自动进入导环，用风扇吹冷风，并冷却到700℃为控制范围，使用转速为2.1转/分钟缓冷回转器冷却，出缓冷器粒子温度小于150℃，即制得轻质骨料。
[0015]本专利技术一种用煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备及生产方法的有益之处：本专利技术利用低品位煤矸石的特性，结合工厂周边锂矿尾渣，花岗岩采矿场废料，工厂产生的钾钠长石水洗渣，污水处理出的压榨泥为主要原料，生产出符合C40、C50标号混凝土用的轻质骨料，粗骨料（Φ8.0—Φ28.5mm）的平均密度为1200—1400kg/m
³
，堆积密度为780—820 kg/m
³
，其堆积密度仅为传统石子骨料的50—52%左右，同时产出的Φ2.0—Φ6.0的小粒子为瓷粒砂，堆积密度为840—880 kg/m
³
，经过高温烧结已完全瓷化，可以作为替代混凝土中使用的石英砂，粗骨料和瓷粒砂有机结合后可以大大降低混凝土密度，提高在高
层和超高层建筑物中的混凝土用量，同时可有效降低建筑物的自重。
[0016]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料，其特征是：所述混凝土骨料由内至外依次为空心层、无序层，部分瓷化层和完全瓷化层，所述无序层为冰凌状的半结晶半玻璃态；所述部分瓷化层为先还原气氛后氧化气氛烧结层，部分瓷化，且残留气孔。2.根据权利要求1所述的煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料，其特征在于：所述混凝土骨料由如下重量的组分组成：煤矸石：20
‑
30份锂矿石尾渣：14
‑
18份水磨长石水洗渣：8
‑
12份花岗岩尾矿渣：8
‑
12份污水压榨泥：7
‑
11份钠长石：10
‑
15份滑石泥：3
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7份膨润土：4
‑
8份炉膛渣：2
‑
4份。3.根据权利要求2所述的煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料，其特征在于：所述煤矸石由如下重量的组分组成：Al2O3：32
‑
40份SiO2：40
‑
18份固定碳：6
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12份Fe2O3：0.3
‑
2.5份MgO：0.1
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0.3份CaO：0.01
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2份K2O：0.05
‑
1.5份Na2O：0.05
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1.5份TiO2：0.5
‑
1份LOI：4
‑
7份。4.根据权利要求1所述的煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料，其特征在于：所述混凝土骨料由如下重量的组分组成：煤矸石：28份锂矿石尾渣：16份水磨长石水洗渣：10份花岗岩尾矿渣：10份污水压榨泥：9份钠长石：13份滑石泥：5份膨润土：6份炉膛渣：3份。5.根据权利要求2所述的煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料，其特征在于：
所述煤矸石由如下重量的组分组成：Al2O3：37份SiO2：41份固定碳：11份Fe2O3：0.4份MgO：0.20份CaO：1份K2O：0.2份Na2O：0.3份TiO2：0.7份LOI：7份。6.一种煤矸石烧结型高强度轻质混凝土骨料的制备方法，其特征是：所述混凝土骨料具有权利要求1
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5任一项所述的结构或组分，所述制备方法包括：一、原料的配制二、锅式造粒机滚动成型（1）将粉料与水按比例加入造粒机，5
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8分钟至80%左右的粒子直径增大到13—14mm；（2）分离出小于8目的粒子，将大于8目的粒子倒入圆盘造粒机中，按料水比为8:1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚月文，白春燕，蔡宇伟，邹晓峰，
申请(专利权)人：内蒙古建亨能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：