【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种轻质颗粒及利用其制备的蒸压水泥砖。
技术介绍
1、随着国家“双碳”发展战略的实施，烧结红砖类产品逐渐被更节能环保的蒸压砖产品取代。与蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖类蒸压产品比，蒸压水泥砖对原材料品质要求低，可以大量处置工业固废。蒸压水泥砖一般采用静压成型方式成型，高温饱和水蒸气养护，但受原料密度和成型方式的影响，导致产品容重高，运输、施工成本高。
2、磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的废弃物，采用未经处置的粉状原状磷石膏制备水泥砖，虽然可以节约原料成本、降低容重，但目前主要存在三个问题：1)so42-溶出以及可溶磷、可溶氟等杂质会降低水泥水化反应速率；2)磷石膏中的磷酸、硫酸盐会与水泥水化产物反应，降低砖坯强度；3)石膏类材料掺入会降低砖坯耐水性能。通常需要对磷石膏进行改性，以实现在水泥砖的有效应用。
3、有报道通过在磷石膏表面包覆水泥和硅质/钙质材料，利用高温高压水蒸气环境的水化反应和硅钙反应制备核壳结构磷石膏基轻集料。然而，上述改性过程中，磷石膏内核中的磷酸会与外壳中的氢氧化钙反应，降低外壳结构中的有效成分含量，一定程度影响外壳硅钙反应产物含量；此外，石膏内核中的so42-、可溶磷、氟离子随着蒸压养护过程的水分迁移至颗粒表面，会减缓外壳中水泥水化速率并破坏水泥水化产物，不利于保证改性强度等。进一步探索适用于制备蒸压水泥砖的磷石膏基骨料具有重要的研究和应用意义。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的问题和
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种轻质颗粒的制备方法包括以下步骤：
4、1)按照重量份数计，将3～10份生石灰与80～100份原状磷石膏混合均匀，陈化(1～3h)，得改性磷石膏；
5、2)按照重量份数计，将0～5份水、70～90份改性磷石膏、10～25份矿山剥离土干粉及0.2～0.5份转晶剂混合均匀，置于对辊挤压造粒机中，制备直径3～8mm的球状颗粒；
6、3)按照重量份数计，将80～100份碳化原料、30～40份硅酸钠溶液、0.1～0.3份增粘剂混合均匀，制备浆料；
7、4)将步骤2)所制备球状颗粒置于步骤3)所得料浆中，浸泡后取出，得直径5～10mm球状核壳颗粒；
8、5)将步骤4)所得球状核壳颗粒置于50～70℃，压力为0.3～0.6mpa，co2浓度50～100vol％，相对湿度70～90％的环境养护1～3h，得轻质颗粒。
9、上述方案中，所述原状磷石膏中二水石膏含量大于90％，含水率为30～40％。
10、上述方案中，步骤1)所得改性磷石膏的含水率为15～20％。
11、上述方案中，步骤2)所述矿山剥离土干粉中黏土矿物的含量为14～30wt％；其粒径小于350um；自由膨胀率小于20％。
12、上述方案中，步骤2)所述转晶剂为无机盐转晶剂、有机酸转晶剂、大分子转晶剂、表面活性剂中一种或几种。
13、进一步地，所述无机盐转晶剂可选用硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝、硫酸铁等中的一种或几种；有机酸转晶剂可选用柠檬酸钠、异丁酸钠等中的一种或几种；大分子转晶剂可选用明胶、透明质酸等中的一种或几种；表面活性剂可选用十二烷基磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯等中的一种或几种。
14、优选的，所述转晶剂由无机盐转晶剂和有机酸转晶剂按1：1～3的质量比复掺。
15、上述方案中，步骤3)所述碳化原料由钢渣、水洗除盐窑灰、电石渣等中的一种以上组成，其粒径小于150um的。
16、进一步地，所述钢渣中c2s的含量为40～50％；水洗除盐窑灰中氢氧化钙的含量为30～50％；电石渣中氢氧化钙的含量大于90％。
17、优选的，所述碳化原料由钢渣、水洗除盐窑灰、电石渣按1～3：5～7：2～4的质量比复掺；其主要矿物组成及其所占质量百分比包括：c2s10～25％，ca(oh)2 30～50％。
18、上述方案中，步骤3)所述硅酸钠溶液由模数2.0～3.5、固含量30～50％的水玻璃加水稀释100～200倍制得。
19、上述方案中，所述增粘剂为纤维素醚、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或几种组成。
20、优选的，所述增粘剂为甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚中的一种；其粘度5～15万。
21、上述方案中，步骤3)所得料浆的流动度为90～110mm。
22、上述方案中，步骤4)所述浸泡步骤中，浸入到取出时间间隔小于30s。
23、一种基于上述轻质颗粒的蒸压水泥砖，各原料及其所占重量份数包括：轻质颗粒30～50份，普通硅酸盐水泥8～12份，石粉40～55份，水5～8份。
24、进一步地，所述普通硅酸盐水泥为强度等级不低于42.5等级的普通硅酸盐水泥；所述石粉中碳酸钙占总矿物组成90％以上，其粒径100～300目。
25、上述方案中，所述蒸压水泥砖，通过将各原料混合均匀，得砖坯混合料；再经成型、蒸压养护得到。
26、上述方案中，所述成型步骤采用静压成型工艺，其成型压力为8～12mpa，时间为2～5s。
27、上述方案中，所述蒸压养护工艺采用的蒸汽温度为170～190℃，压力为0.6～1.3mpa，恒温恒压时间为4～6h。
28、根据上述方案制备的轻质免烧砖，其表观密度1750～1850kg/m3，抗压强度满足mu15等级要求，软化系数大于0.8。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
30、1)本专利技术所述轻质颗粒以磷石膏为主要原料，首先利用生石灰对磷石膏进行改性，生石灰与原状磷石膏混合后消解生成ca(oh)2，可与可溶磷、可溶氟反应，生成难溶性氟化钙和磷酸钙，可有效消除轻质颗粒中的可溶性有害杂质；然后与矿山剥离土干粉、转晶剂和水混合，利用剥离土塑性造粒得磷石膏基球状颗粒(内核)；有利于在后续砖坯蒸压养护过程中，促进二水石膏在转晶剂和高温高压水蒸气环境中转变为α半水石膏，并蒸压养护结束α半水石膏会吸水重结晶，进而有效提高所得轻质颗粒的硬度等。
31、2)以碳化原料、硅酸钠溶液和增粘剂为主要原料制备料浆，增粘剂的加入可确保不同密度原料在料浆中不泌水、离析；对磷石膏基球状颗粒进行包覆后，并结合优化的碳化工艺(调控co2浓度、养护温度等)，可促进生成链状碳酸钙和交联网状结构的硅酸凝胶，并相互交错生长形成较致密的外壳，有效避免改性磷石膏中so42-等可溶性离子扩散至水泥颗粒表面降低砖坯中水泥水化反应速率及破坏水化产物结构稳定性等问题；通过控制碳化时间保证轻质颗粒密度，避免碳酸化程度过高造成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轻质颗粒，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的轻质颗粒，其特征在于，所述原状磷石膏中二水石膏含量大于90％，含水率为30～40％。
3.根据权利要求1所述的轻质颗粒，其特征在于，步骤1)中各原料及其所占重量份数包括：生石灰3～10份，原状磷石膏80～100份。
4.根据权利要求1所述的轻质颗粒，其特征在于，步骤2)中矿山剥离土干粉中黏土矿物的含量为14～30％；其粒径小于350um，自由膨胀率小于20％。
5.根据权利要求1所述的轻质颗粒，其特征在于，步骤2)中各原料及其所占重量份数包括：水0～5份，改性磷石膏70～90份，矿山剥离土干粉10～25份，转晶剂0.2～0.5份。
6.根据权利要求1所述的轻质颗粒，其特征在于，步骤3)所述碳化原料由钢渣、水洗除盐窑灰、电石渣中的一种以上组成，其粒径小于150um。
7.根据权利要求1所述的轻质颗粒，其特征在于，步骤3)中各原料及其所占质量份数包括：碳化原料80～100份，硅酸钠溶液30～40份，增粘剂0.1～0.3份。
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