【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料领域，尤其涉及一种双体系复合型高强免烧轻骨料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、轻骨料(也叫做轻集料)是指堆积密度不大于1200kg/m3的轻细骨料和轻粗骨料的总称，因具有质轻、保温隔热、耐久性好、价格低等优点，在制备建筑材料、环境功能材料及保温隔热材料中发挥着越来越重要的作用。
2、轻骨料多以页岩等天然原料通过烧结法高温焙烧而成，该生产方式存在污染大、能耗高，不利于环境保护与节能减排等缺点，极大的限制了轻骨料的推广应用和发展。因此，近年来，有学者研究通过自然养护来制备免烧轻骨料，与传统烧结轻骨料相比，其具有节能环保、价格低廉等优势。但现有的免烧轻骨料多以普通硅酸盐水泥体系作为胶凝材料和粘结剂，存在高污染、高能耗问题；产品性能较差，多辅以早强剂、纤维等提高早期强度，生产成本高；固废原料多以粉煤灰为主，存在固废利用单一和利用率低等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种双体系复合型高强免烧轻骨料及其制备方法和应用。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、一种双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)取硫脲渣、脱硫石膏、粉煤灰作为混料，混料和水混合并搅拌均匀，加入外加剂再次搅拌，得到半浆体混合料；
5、(2)将步骤(1)所述半浆体混合料造粒，形成内核坯料；
6、(3)在步骤(2)所述内核坯料的表面均匀制备外壳混合剂层，得到轻
7、(4)将步骤(3)所述轻骨料圆球进行自然养护后预干燥，最后加压碳化养护，得到所述双体系复合型高强免烧轻骨料。
8、优选的，步骤(1)中，脱硫石膏使用前进行粉磨活化预处理，粉磨时间为5～10min。
9、优选的，步骤(1)中，硫脲渣、脱硫石膏、粉煤灰的质量比为20～30：20～40：30～40。
10、优选的，步骤(1)中，水和混料的质量比为0.2～0.3:1。
11、优选的，步骤(1)中，外加剂为氢氧化铝、水玻璃和氢氧化钠中的至少一种。
12、优选的，外加剂由氢氧化铝、水玻璃和氢氧化钠按照1～2：1～3：1～3的质量比混合制得。
13、优选的，外加剂由氢氧化铝和水玻璃按照1～2：1～2的质量比混合制得。
14、优选的，步骤(1)中，外加剂与混料的质量比为0.05～0.2：1。
15、优选的，步骤(2)中，造粒采用圆盘造粒机，其造粒机倾角为35～70°，转速为35～70转/分钟。造粒过程中，会存在物料过干不成形或过湿黏度太大的情况，此时，通过给予步骤(1)所述的混料或水的方式，来完成造粒。
16、优选的，步骤(3)中，菱镁尾矿重烧氧化镁粉、磷酸二氢钾、硼砂的质量比为70～85：15～30：6～10。
17、优选的，步骤(3)中，水与菱镁尾矿重烧氧化镁粉、磷酸二氢钾和硼砂的总质量比为0.15～0.18:1。
18、优选的，步骤(3)中，外壳混合剂层的厚度为1～2mm。
19、优选的，步骤(4)中，自然养护的方式为：在室温下养护12～48h。
20、优选的，步骤(4)中，预干燥的方式为：在相对湿度40～60％、20～30℃的环境中预干燥24～48h。
21、优选的，步骤(4)中，加压碳化养护的方式为：在50～80％的湿度、50～100％co2浓度以及0.1～0.5mpa压力下养护24～72h。
22、上述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法制备得到的双体系复合型高强免烧轻骨料。
23、上述双体系复合型高强免烧轻骨料在制备桥梁、楼房和隧道用轻骨料混凝土中的应用。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
25、(1)本专利技术以硫脲渣-脱硫石膏-粉煤灰作为碱性-硫酸盐-硅铝质三元固废体系，粉煤灰中的活性硅铝物质会在oh-和so42-的共同协同作用下快速溶解，使其反应生成钙矾石、无定形凝胶等物质，因此通过三者复合协同、互相促进激发的方式来增强胶凝材料水化过程中的反应活性，改善其微观结构，提高产品的整体强度。
26、(2)在外加剂下，内核坯料的内部活性物质发生了缩聚、解聚等一系列的地聚合物反应，并使其反应程度逐渐增高，形成明显的三维结构，使其内部结构致密，孔隙率降低，提高了产品的强度和耐水性。
27、(3)外壳混合剂在喷洒过程中处于成型状态，会快速粘结在内核坯料表面，与内核坯料紧密结合在一块，同时迅速硬化并获得高强度，使轻骨料在早期就能够获得一个较高的筒压强度，具有更高的体积破碎抗力和更低的吸水率。其次，内核坯料中粉煤灰里存在的sio2会与mgo发生反应生成mgsio3，这可以增强系统中的固相结合，同时硅铝酸盐玻璃相会与磷酸盐反应生成四面体铝硅酸盐水化物，水化产物结构稳定，增强了系统的机械性能。
28、(4)轻骨料圆球在经过co2固化养护后，会在表面形成致密的碳酸镁层，优化轻骨料的微观结构，提高轻骨料的力学性能，降低轻骨料的吸水率。同时利用碳化加压技术能使碳化效果更明显，碳化深度更高，使内核材料中的ca2+与co32-反应生成碳酸钙层，使其性能提升更明显。
29、(5)本专利技术解决了免烧轻骨料以硅酸盐水泥作为胶凝材料而存在的高污染、高能耗问题；不以早强剂、纤维等提高早期强度，降低了生产成本；固废利用率高，其固废利用率在85％以上，在资源化利用废料的同时实现固废协同互补，且产品性能稳定，整体性能优越，其产品筒压强度高达15.8mpa。
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1.一种双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硫脲渣、脱硫石膏、粉煤灰的质量比为20～30：20～40：30～40。
3.根据权利要求1所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述外加剂为氢氧化铝、水玻璃和氢氧化钠中的至少一种。
4.根据权利要求3所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，所述外加剂由氢氧化铝、水玻璃和氢氧化钠按照1～2：1～3：1～3的质量比混合制得；
5.根据权利要求1～4任一项所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水和混料的质量比为0.2～0.3:1；
6.根据权利要求1所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述菱镁尾矿重烧氧化镁粉、磷酸二氢钾、硼砂的质量比为70～85：15～30：6～10；
7.根据权利要求6所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述脱硫石
8.根据权利要求1～4任一项所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述自然养护的方式为：在室温下养护12～48h；
9.权利要求1～8任一项所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法制备得到的双体系复合型高强免烧轻骨料。
10.权利要求9所述双体系复合型高强免烧轻骨料在制备桥梁、楼房和隧道用轻骨料混凝土中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硫脲渣、脱硫石膏、粉煤灰的质量比为20～30：20～40：30～40。
3.根据权利要求1所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述外加剂为氢氧化铝、水玻璃和氢氧化钠中的至少一种。
4.根据权利要求3所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，所述外加剂由氢氧化铝、水玻璃和氢氧化钠按照1～2：1～3：1～3的质量比混合制得；
5.根据权利要求1～4任一项所述双体系复合型高强免烧轻骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水和混料的质量比为0.2～0.3:1；
【专利技术属性】
技术研发人员：段文涵，穆广杰，韩云云，孙晓光，马晓刚，李亚慧，张童鑫，郭延兴，宗红亚，
申请(专利权)人：山东京博环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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