一种地聚物核壳结构轻骨料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种地聚物核壳结构轻骨料及其制备方法，方法包括：将矿渣、硅灰、粉煤灰、石膏、速溶硅酸钠按比例配置成煅烧粘土基绿色环保胶凝材料；将内核材料颗粒放进轻骨料造粒装置内，然后投放煅烧粘土基绿色环保胶凝材料，倒入生石灰浆体，同时倒入混合剂进行造粒，形成初生冷粘骨料；对初生冷粘骨料采用自然养护(12h)

【技术实现步骤摘要】
一种地聚物核壳结构轻骨料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料制备领域，具体涉及一种地聚物核壳结构轻骨料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统陶粒使用不可再生资源页岩与黏土作为主要原料，消耗自然资源；而固废陶粒使用固废作为主要原料，不消耗或者极少消耗页岩黏土资源，同时消纳大量固废，解决固废堆存带来的问题。
[0003]按照陶粒的制备及生产工艺进行分类，可分为烧结型陶粒、烧胀型陶粒、免烧陶粒。传统的生产工艺是采用黏土、粉煤灰、石灰石粉等原材料，通过回转窑的高温烧结技术来生产人造轻骨料。虽然焙烧型陶粒具有强度高、堆积密度低等优点，但其制备工艺相对较为复杂，能源消耗巨大，且易对自然环境造成污染。
[0004]为了减少了黏土、页岩等自然资源的使用，并以建筑垃圾、固体废弃物、河道底泥等为资源化，故在生产工艺上，逐渐推广使用冷粘成粒技术、轻烧陶粒技术来代替高温烧结技术来生产骨料。免烧陶粒即不用经过烧制成型的陶粒，是采用各种活性固体废弃物、胶结材料、固化剂以及其他辅助材料，经过造粒，然后经自然养护(蒸汽养护、蒸压养护)而成的人造轻集料。但是现有的免烧轻质骨料堆积密度偏高，筒压强度较低，保温效果差，所需原材料多，经济效果较差。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种地聚物核壳结构轻骨料及其制备方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。
[0007]一种地聚物核壳结构轻骨料，由以下原料制备得到：以重量份数计，矿粉：24～30份、粉煤灰：4～5份、硅灰：12～15份、石膏：1～5份、速溶硅酸钠：0.02～0.025份、水：12.3～16.5份、质量分数为5％的氢氧化钠溶液：7.38～9.9份；还包括与矿粉、粉煤灰、硅灰、石膏和速溶硅酸钠组成的混合物的质量比为1.1:2.1的内核颗粒；还包括生石灰质量为粉煤灰质量的2.5％的水灰比为390:75的生石灰浆液。
[0008]一种地聚物核壳结构轻骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1，按上述重量份数，分别称取矿粉、粉煤灰、硅灰、石膏和速溶硅酸钠，投入到搅拌机中搅拌均匀，得到混合物A；按上述重量份数，水和氢氧化钠溶液；按上述质量比，称取内核颗粒和生石灰浆液；
[0010]步骤2，启动造粒装置，转速设置为70r/min；先将混合物A、内核颗粒、水、氢氧化钠溶液投入造粒装置，再将生石灰浆液投入造粒装置；
[0011]步骤3，在生石灰浆液投入后，造粒装置先以70r/min的转速运行5min，再以77r/min的转速运行6min，最后以70r/min的转速运行4min，得到初生冷粘骨料；
[0012]步骤4，先对初生冷粘骨料进行12h的自然养护，再将初生冷粘骨料进行12h的保湿养护，最后将初生冷粘骨料进行12h的蒸汽养护；
[0013]自然养护为以混凝土标准进行洒水养护；
[0014]保湿养护为将初生冷粘骨料放入混凝土标准养护室进行养护；
[0015]蒸汽养护为将初生冷粘骨料放入混凝土快速养护箱进行养护，混凝土快速养护箱内部温度设置为100℃；
[0016]步骤5，得到地聚物核壳结构轻骨料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：具有良好的抗压强度、较低的吸水率、良好的保温隔热性能和良好的疏水性能。用该骨料生产出来的轻骨料混凝土具有良好的力学性能。采用冷粘成粒技术制备，工艺简单、经济，易于工业化制备轻骨料。同时，所制备的骨料单颗承载力高，粒型好，吸水率低，具有良好的疏水性能。核壳材料与液体的物理作用过程提供了胶凝材料内养护的条件，促进内部水化反应形成水化凝胶产物(C
‑
S
‑
H)填充骨料内部孔隙，有助于减少甚至消除毛细应力，从而降低骨料的开裂和收缩风险。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0019]图1为本专利技术地聚物核壳结构轻骨料的制备方法的流程图；
[0020]图2为本专利技术地聚物核壳结构轻骨料的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术地聚物核壳结构轻骨料的疏水原理示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。
[0023]一种地聚物核壳结构轻骨料，由以下原料制备得到：以重量份数计，矿粉：24～30份、粉煤灰：4～5份、硅灰：12～15份、石膏：1～5份、速溶硅酸钠：0.02～0.025份、水：12.3～16.5份、质量分数为5％的氢氧化钠溶液：7.38～9.9份；还包括与矿粉、粉煤灰、硅灰、石膏和速溶硅酸钠组成的混合物的质量比为1.1:2.1的内核颗粒；还包括生石灰质量为粉煤灰质量的2.5％的水灰比为390:75的生石灰浆液。
[0024]所述内核颗粒为具有轻质和明显粒型特征的固体废弃物颗粒。
[0025]所述内核颗粒为膨胀珍珠岩颗粒或聚苯乙烯泡沫颗粒或采矿废石或冶炼废渣或煤矸石或炉渣。
[0026]所述粉煤灰为二级粉煤灰。
[0027]所述石膏为脱硫石膏，烘干后过公称直径0.0075mm筛子筛分处理
[0028]一种地聚物核壳结构轻骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0029]步骤1，按上述重量份数，分别称取矿粉、粉煤灰、硅灰、石膏和速溶硅酸钠，投入到搅拌机中搅拌均匀，得到混合物A；按上述重量份数，水和氢氧化钠溶液；按上述质量比，称取内核颗粒和生石灰浆液；
[0030]步骤2，启动造粒装置，转速设置为70r/min；先将混合物A、内核颗粒、水、氢氧化钠溶液投入造粒装置，再将生石灰浆液投入造粒装置；
[0031]步骤3，在生石灰浆液投入后，造粒装置先以70r/min的转速运行5min，再以77r/min的转速运行6min，最后以70r/min的转速运行4min，得到初生冷粘骨料；
[0032]成核阶段，转盘转速为70r/min，物料在成球盘转动的过程中，随着成球盘的转动，物料之间和物料与挡板之间碰撞，滚动成球，如果成球盘转速过快，物料中的游离水在离心力和外力的共同作用下快速渗出，导致物料之间相互碰撞黏附成较大块体。所以，在成球的初始阶段，采用低转速，使湿物料与内核材料颗粒相互黏附，滚动形成较小的核体。
[0033]成球阶段，转盘转速为77r/min，使物料黏附在已经形成的核体表面，随着成球盘转动核体滚动，而形成较大球体。
[0034]分离强化阶段，转盘转速为70r/min；实验中发现，在成球阶段，在离心力的作用下，球体表面会渗出少量水分，导致球体与成球盘粘结性增强，球体滚落速度低于成球盘转动速度，出现球体聚拢现象，故应降低成球盘转速，并向球体撒入一定量的干粉煤灰，使聚拢的球体分离，使分离后的球体继续滚动，可使陶粒更加密实。
[0035]步骤4，先对初生冷粘骨料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地聚物核壳结构轻骨料及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将矿渣、硅灰、粉煤灰、石膏、速溶硅酸钠按比例配置成煅烧粘土基绿色环保胶凝材料；(2)将内核材料颗粒放进轻骨料造粒装置，然后投放步骤(1)配置成的煅烧粘土基绿色环保胶凝材料，倒入生石灰浆体以及混合剂进行造粒，形成初生冷粘骨料；(3)将步骤(2)形成的所述初生冷粘骨料进行自然养护(12h)
‑
保湿养护(12h)
‑
蒸汽养护(12h)相结合的养护工艺。2.如权利要求1所述的冷粘法制备地聚物核壳结构轻骨料的制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉状速溶硅酸钠是模数为2.87的液体硅酸钠调整后经喷雾干燥脱水而制成。3.如权利要求1所述的地聚物核壳结构轻骨料的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，所述内核材料颗粒为具有轻质和明显粒型特征的固体废弃物颗粒，包括：膨胀珍珠岩颗粒、聚苯乙烯泡沫颗粒、采矿废石、冶炼废渣、各种煤矸石炉渣。4.如权利要求1或2所述的地聚物核壳结构轻骨料的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，所述轻骨料造粒装置为圆盘轻骨料造粒装置，其转速调控设置为三个阶段：(1)成核阶段，转盘转速为70r/min，前文介绍到，本发明采用在干物料混合阶段添加定量水，制备成湿物料的加水工艺方式，然后将内核材料颗粒以及混合均匀的湿物料放入成球盘，该工艺成球机理是，湿物料在成球盘转动的过程中，随着成球盘的转动，物料之间和物料与挡板之间碰撞，滚动成球，如果成球盘转速过快，物料中的游离水在离心力和外力的共同作用下快速渗出，导致物料之间相互碰撞黏附成较大块体。所以，在成球的初始阶段，采用低转速，使湿物料与内核材料颗粒相互黏附，滚动形成较小的核体。(2)成球阶段，转盘转速为77r/min，提高转速，使物料黏附在已经形成的核体表面，随着成球盘转动核体滚动，而形成较大球体。(3)分离强化阶段，转盘转速为70r/min，实验中发现，在成球阶段，在离心力的作用下，球体表面会渗出少量水分，导致球体与成球盘粘结性增强，球体滚落速度低于成球盘转动速度，出现球体聚拢现象，此时，降低成球盘转速，并向球...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永亮，刘喜，谢卫东，钱凯，李青胜，李治，王驰，罗喻之，
申请(专利权)人：长安大学桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：