專利名稱：超強保溫陶粒及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于輕質高性能混凝土中的輕質粗骨料及其生產方法；特別涉及一種強度大、保溫性能好的陶粒材料及其生產方法。
背景技術：
隨著城市化的迅速發(fā)展，帶來了土木建筑業(yè)空前活躍，例如高層(超高層)建筑、交通道路、高鐵、城市軌道、機場的建設。在土木建筑技術迅猛發(fā)展的同時，也將建材在質和量方面推進到較高的水平。輕質高性能混凝土 (既考慮高強度也必須達到耐久性，干表觀密度 < 1950 kg /m3)作為一種綜合性能極佳的材料，就是隨著土木建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展應運而生的，高性能混凝土的發(fā)展也促進了輕質人造粗、細骨料的發(fā)展。骨料作為混凝土的必備原料之一，其性能直接決定著混凝土的綜合性能，因此，高性能混凝土也對骨料的密度、強度、 密實性、耐腐蝕性等各項性能指標提出了更高的要求。因此，需要研制出一種密度低、高強度、耐腐蝕性強、密實性高的骨料及其制造方法，進而保證混凝土的優(yōu)異性能。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是利用城市固體廢棄物為原料，通過科學合理配比，采用動態(tài)燒結工藝生產出輕質、高強度、耐腐蝕性強、抗?jié)B透性低、高耐磨性、高抗凍融性、密實性高、抗震性能好的超強保溫陶粒及其生產方法，進而保證以該超強保溫陶粒為骨料的混凝土的優(yōu)異性能。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種超強保溫陶粒，其配方按重量份包括以下組分粉煤灰干灰95-98，粘土質煤矸石粉2-5。進一步，所述粉煤灰干灰為采用靜電除塵工藝產生的一級粉煤灰干灰、二級粉煤灰干灰和三級粉煤灰干灰的混級粉煤灰干灰。本發(fā)明還提供一種超強保溫陶粒的生產方法，包括以下步驟
第一步，備料混料按照權利要求1所述的配方取料后充分混合攪拌均勻； 第二步，成球將第一步所得的混合料加水攪拌，形成含量> 10%的晶核，然后繼續(xù)通過成球盤生成生料球；
第三步，燒結將第二步所生成的生料球均勻輸入燒結機小車臺面上，進行燒結，燒結過程包括
a,烘干利用50—70°C的熱空氣對生料球進行烘干，使生料球的含水量<5% ；
b,升溫按照140—145°C /min的升溫速度進行勻速升溫，完成料球的初步反應；
c,均燒點火溫度為900—1050°C，溫差范圍< 100°C，均燒溫度為1000 1250 ,均燒時間為6 — 8分鐘；
d,降溫調整負壓管道的控制伐門，將成球降溫至30°C以下出車； 第四步篩分通過鏈條輸送機破碎、輸送，振動篩分、分類，得到成品。
進一步，均燒溫度為1250°C，燒結時間為7分鐘。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的超強保溫陶粒容重輕(900_1100kg/m3)，強度高 (筒壓強度為10-15Mpa)，耐火性好(可耐火4h)，吸水率低，抗凍融性和耐久性好(100次凍融循環(huán)強度損失不大于洲)，化學穩(wěn)定性好(陶粒屬惰性，不存在有害物質和活性成分，沒有堿集料反應)、抗酸堿，抗?jié)B性好(抗?jié)B指標可達S18-25)，綜合性能優(yōu)異，將其替代碎石 (粘土、頁巖陶粒)和清水砂，作為輕質高性能混凝土LC40)粗、細骨料應用在高層、超高層，大跨度建筑的板、梁、墻、柱及結構件等高性能混凝土中，所得高性能混凝土的熱保溫好 (導熱系數(shù)0. 18-0. 6ff/m. k，比同標號普通混凝土低48-86%)，抗震性好(相對抗震系數(shù)為 109)，吸聲性好(全頻帶吸聲系數(shù)> 0. 4，峰值頻率吸聲系數(shù)> 0. 65)；另外，由于100%采用城市固體廢棄物為原料制備本發(fā)明的超強保溫陶粒，不僅成本低廉，質量優(yōu)異，而且環(huán)保， 替代不可再生資源一爍石、砂、粘土，屬于新型綠色材料。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述 附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖，如圖所示。實施例1，取東華熱電廠的一、二、三級混合粉煤灰干灰970kg，石拐礦區(qū)(經(jīng)破碎、 雷蒙磨磨粉、篩分成120目)的粘土質煤矸石粉30kg充分混合，然后加水攪拌(含水率為 8 12%)，形成含量> 10%的晶核，后經(jīng)成球盤生成符合粒徑級配、質量要求的生料球(成核、成球過程共用水160kg)，然后將生料球放入燒結機進行燒結，其間，利用50°C的熱空氣對生料球進行烘干，使生料球的含水量< 5%，以防升溫炸球，脫皮等現(xiàn)象；然后按照140°C / min的升溫速度進行勻速升溫，完成料球的初步反應；之后控制點火溫度為960°C、點火溫差為100°C、燒結時間為7分鐘，此時由于料球的內燃和氧氣作用，燒結溫度繼續(xù)升溫，熔區(qū)最高溫度為1200°C，料球初步熔化，生成氣泡溢去，并在表面形成不通孔的空洞；最后在負壓狀態(tài)下降溫至30°C時下車，經(jīng)過破碎、篩分料球，選擇得到最終產品。本實施例所得的超強保溫陶粒堆積密度1100kg/m3，筒壓強度14. 3Mpa,粒徑范圍5 — 10mm，耐火性好(可耐火 4h)，吸水率低，抗凍融性和耐久性好(100次凍融循環(huán)強度損失為1. 5%)，化學穩(wěn)定性好(陶粒屬惰性，不存在有害物質和活性成分，沒有堿集料反應)、抗酸堿，抗?jié)B性好(抗?jié)B指標可達S18-25)，綜合性能優(yōu)異，將其替代碎石(粘土、頁巖陶粒)和清水砂，作為輕質高性能混凝土OLC40)粗、細骨料應用在高層、超高層，大跨度建筑的板、梁、墻、柱及結構件等高性能混凝土中，所得高性能混凝土的熱保溫好(導熱系數(shù)為0. 4ff/m. k，比同標號普通混凝土低 66%)，抗震性好(相對抗震系數(shù)為109)，吸聲性好(全頻帶吸聲系數(shù)為0.4，峰值頻率吸聲系數(shù)為0. 75)。實施例2，取華電包頭發(fā)電有限公司的一、二、三級混合粉煤灰干灰950kg，石拐礦區(qū)(經(jīng)破碎、雷蒙磨磨粉、篩分成120目)的粘土質煤矸石粉50kg充分混合，然后加水攪拌，形成含量> 10%的晶核，后經(jīng)成球盤生成符合粒徑級配、質量要求的生料球(成核、成球過程共用水160 kg)，然后將生料球放入燒結機進行燒結，其間，利用60°C的熱空氣對生料球進行烘干，使生料球的含水量< 3%，以防升溫炸球，脫皮等現(xiàn)象；然后按照142°C /min 的升溫速度進行勻速升溫，完成料球的初步反應；之后控制點火溫度為1050°C、點火溫差為IOOtlC,燒結8分鐘；此時由于料球的內燃和氧氣作用，燒結溫度繼續(xù)升溫，熔區(qū)最高溫度 1300°C，料球初步熔化，生成氣泡溢去，并在表面形成不通孔的空洞；最后在負壓的狀態(tài)下降溫至30°C時下車，經(jīng)過破碎、篩分料球，選擇得到最終產品。本發(fā)明的超強保溫陶粒容重輕(960kg/m3)，強度高(筒壓強度為IOMpa)，粒徑范圍5— 10mm，耐火性好(可耐火4h )，吸水率低，抗凍融性和耐久性好(100次凍融循環(huán)強度損失為洲)，化學穩(wěn)定性好(陶粒屬惰性， 不存在有害物質和活性成分，沒有堿集料反應)、抗酸堿，抗?jié)B性好(抗?jié)B指標可達S18-25)， 綜合性能優(yōu)異，將其替代碎石(粘土、頁巖陶粒)和清水砂，作為輕質高性能混凝土 O LC40) 粗、細骨料應用在高層、超高層，大跨度建筑的板、梁、墻、柱及結構件等高性能混凝土中，所得高性能混凝土的熱保溫好(導熱系數(shù)0. 18ff/m. k,比同標號普通混凝土低48%)，抗震性好(相對抗震系數(shù)為109)，吸聲性好(全頻帶吸聲系數(shù)為0. 5，峰值頻率吸聲系數(shù)為0. 65)。實施例3，取東華熱電廠的一級粉煤灰干灰980kg，萬利川礦區(qū)粘土質煤矸石(經(jīng)破碎、雷蒙磨磨粉、篩分成160目)的煤矸石粉20kg充分混合，然后加水攪拌，形成含量> 10%的晶核，后經(jīng)成球盤生成符合粒徑級配、質量要求的生料球(成核、成球過程共用水180 kg)，然后將生料球放入燒結進行燒結，其間，利用70°C的熱空氣對生料球進行烘干，使生料球的含水量< 3%，以防升溫炸球，脫皮等現(xiàn)象；然后按照145°C /min的升溫速度進行勻速升溫，完成料球的初步反應；之后控制點火溫度為950°C、點火溫差為100°C，燒結8分鐘；此時由于料球的內燃和氧氣作用，燒結溫度繼續(xù)升溫，熔區(qū)最高溫度1050°C，料球初步熔化， 生成氣泡溢去，并在表面形成不通孔的空洞；最后在負壓的控制下，料球按一定的速度，降溫至30°C時下車，經(jīng)過破碎、篩分料球，選擇得到最終產品。本發(fā)明的超強保溫陶粒容重輕 (1000kg/m3)，強度高(筒壓強度為15Mpa)，粒徑范圍3 — 5mm，耐火性好(可耐火4h)，吸水率低，抗凍融性和耐久性好(100次凍融循環(huán)強度損失為1.洲)，化學穩(wěn)定性好(陶粒屬惰性， 不存在有害物質和活性成分，沒有堿集料反應)、抗酸堿，抗?jié)B性好(抗?jié)B指標可達S18-25)， 綜合性能優(yōu)異，將其替代碎石(粘土、頁巖陶粒)和清水砂，作為輕質高性能混凝土 O LC40) 粗、細骨料應用在高層、超高層，大跨度建筑的板、梁、墻、柱及結構件等高性能混凝土中，所得高性能混凝土的熱保溫好(導熱系數(shù)0. 6ff/m. k，比同標號普通混凝土低86%)，抗震性好 (相對抗震系數(shù)為109)，吸聲性好(全頻帶吸聲系數(shù)為0. 6，峰值頻率吸聲系數(shù)為0. 85)。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或/和等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種超強保溫陶粒，其特征在于其配方按重量份包括以下組分粉煤灰干灰 95-98，粘土質煤矸石粉2-5。
2.根據(jù)權利要求1所述的超強保溫陶粒，其特征在于所述粉煤灰干灰為采用靜電除塵工藝產生的一級粉煤灰干灰、二級粉煤灰干灰和三級粉煤灰干灰的混級粉煤灰干灰。
3.—種權利要求1所述的超強保溫陶粒的生產方法，其特征在于包括以下步驟第一步，備料混料按照權利要求1所述的配方取料后充分混合攪拌均勻；第二步，成球將第一步所得的混合料加水攪拌，形成含量> 10%的晶核，然后繼續(xù)通過成球盤生成生料球；第三步，燒結將第二步所生成的生料球均勻輸入燒結機小車臺面上，進行燒結，燒結過程包括a,烘干利用50—70°C的熱空氣對生料球進行烘干，使生料球的含水量彡5%；b,升溫按照140—145°C /min的升溫速度進行勻速升溫，完成料球的初步反應；c,均燒點火溫度為900—1050°C，溫差范圍< 100°C，均燒溫度為1000 1250°C，均燒時間為6 — 8分鐘；d,降溫調整負壓管道的控制伐門，將成球降溫至30°C以下出車；第四步篩分通過鏈條輸送機破碎、輸送，振動篩分、分類，得到成品。
4.根據(jù)權利要求3所述的超強保溫陶粒的生產方法，其特征在于均燒溫度為1250°C， 燒結時間為7分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超強保溫陶粒，按重量份包括以下組分粉煤灰干灰95-98，粘土質煤矸石粉2-5；其制造方法包括混料、成球、燒結和篩分等步驟；本發(fā)明的超強保溫陶粒，容重輕，強度高，耐火性好，吸水率低，抗凍融性和耐久性好，化學穩(wěn)定性好、抗酸堿，抗?jié)B性好，綜合性能優(yōu)異，將其替代碎石和清水砂及粘土、頁巖陶粒，作為輕質高性能混凝土粗、細骨料應用在高層、超高層，大跨度建筑的板、梁、墻、柱及結構件等輕質高性能混凝土中，所得高性能混凝土的熱保溫好，抗震性好，吸聲性好；另外，由于100％采用城市固體廢棄物為原料制備本發(fā)明的超強保溫陶粒，不僅成本低廉，質量優(yōu)異，而且環(huán)保，替代不可再生資源—礫石、砂、粘土，屬于新型綠色材料。
文檔編號C04B38/00GK102167615SQ20101060431
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權日2010年12月24日
發(fā)明者王乃俊, 范宇泉 申請人:范宇泉