一種污泥陶粒和陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊及砌塊的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污泥陶粒和陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊及砌塊的制備方法， 屬于綠色建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國環(huán)境保護(hù)的任務(wù)極其艱巨，其中如火力發(fā)電、采礦業(yè)的工業(yè)廢棄物、江湖淤泥 和城市生活污泥、建筑工程廢渣的處理都極為棘手。另一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加 快和人民生活水平的提高對房屋建筑的需求在迅速擴(kuò)張。而在建筑業(yè)中，磚混結(jié)構(gòu)和框剪 框架結(jié)構(gòu)依然是主要的建筑體系，粘土實心磚和其他輕質(zhì)材料。在墻體材料中依然處于霸 主地位，這類建筑砌體材料不僅抗震能力低，容易出現(xiàn)滲水、開裂、空鼓，而且耗費(fèi)工時，造 價高，保溫效果差，還要消耗寶貴的粘土資源和大量燃煤造成了對環(huán)境的污染。為了解決國 計民生中這些重大問題，建筑節(jié)能降低能耗是一項極其重要的任務(wù)，在十一五期間建筑行 業(yè)能耗占到全社會總能耗的45 %~50%，隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國城鎮(zhèn)將新建50~60 億平方米的建筑，到十二五期間國家提出全國范圍內(nèi)嚴(yán)格按達(dá)到65%的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制 性執(zhí)行，而市場上輕質(zhì)墻體材料無疑符合這一項指標(biāo)，其可提供優(yōu)良的具有自保溫、隔音、 抗震、防火、防滲水、輕質(zhì)高強(qiáng)等耐久性好的產(chǎn)品，并不盡如人意，因此需要創(chuàng)新和進(jìn)一步改 進(jìn)，而本發(fā)明方法制作的產(chǎn)品完全能達(dá)到現(xiàn)行的國家和地方建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范要求。中國 專利（公開號為CN 104556859 A)公開了一種含再生骨料的輕質(zhì)墻體材料制作工藝，該工 藝主要是將廢棄混凝土、廢棄磚即廢棄陶瓷等粉碎作為骨料，用于制備一種料重量輕、保溫 隔熱性能優(yōu)良、強(qiáng)度耐久性好，對能源消耗較小，對環(huán)境無污染的墻體材料。但是其再生骨 料實為實心材料，密度相對較大，至少是在800kg/m 3以上，制成的輕質(zhì)墻體材料質(zhì)量相對較 大，保溫效果不算理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的輕質(zhì)墻體材料存在的缺陷，本發(fā)明的一個目的是在于通過污泥 及建筑廢棄材料等通過膨化獲得一種成本低、密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐腐蝕性強(qiáng)的 污泥陶粒。
[0004] 本發(fā)明的另一個目的是在于提供一種基于改性陶粒獲得的密度小、強(qiáng)度高、隔熱 保溫性能優(yōu)、收縮率小、吸水率低、抗?jié)B性能強(qiáng)、抗凍性好、防火和耐久性優(yōu)、隔音吸音效果 好、抗震減震性好的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊。
[0005] 本發(fā)明還有一個目的是在于提供一種工藝簡單、低成本制備所述陶粒增強(qiáng)泡沫混 凝土自保溫砌塊的方法。
[0006] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種污泥陶粒，該污泥陶粒由建筑垃 圾、粉煤灰和石粉中的至少一種與污泥混合造粒后在11〇〇 °C~1300 °C高溫下膨化得到。
[0007] 優(yōu)選的污泥陶粒由建筑垃圾、粉煤灰和石粉中的至少一種與污泥按質(zhì)量比20~ 40:30~50混合造粒后高溫膨化得到；其中，建筑垃圾、粉煤灰和石粉及污泥的含水量均在 20wt % ~45wt % 之間。
[0008] 優(yōu)選的污泥陶粒粒徑為15~25mm。
[0009] 優(yōu)選的污泥陶粒密度為250~300kg/m3。
[0010] 本發(fā)明采用的污泥根據(jù)來源可以為生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥或給水污泥，這 些污泥的主要成分大體相同都滿足本發(fā)明陶粒的制備要求。
[0011] 本發(fā)明的污泥陶粒的制備必須要控制好溫度條件，在合適的高溫條件下，一方面 有利于水分的快速揮發(fā)和膨脹，進(jìn)行內(nèi)部造孔，另一方面使污泥陶粒原料在高溫條件下閉 孔，形成閉微孔結(jié)構(gòu)，賦予了陶粒質(zhì)輕、高強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低的特點。在高溫作用下，污泥陶粒 原料外表玻璃質(zhì)化，導(dǎo)致外表堅硬，且在自身的表面張力作用下，進(jìn)行收縮閉孔。采用本發(fā) 明的陶粒制成的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊密度僅為普通混凝土切塊密度的40%~ 50% ;導(dǎo)熱系數(shù)為普通混凝土切塊的1/5~1/3。
[0012] 本發(fā)明的污泥陶粒的制備必須要將污泥配合建筑垃圾、粉煤灰和石粉等使用，污 泥起到很好的粘結(jié)作用，有效增強(qiáng)污泥陶粒的強(qiáng)度，同時大大降低污泥陶粒的密度。
[0013] 本發(fā)明獲得的污泥陶粒具有較為標(biāo)準(zhǔn)的橢球形或球形或碎石形，顏色為棕色或褐 色。
[0014] 本發(fā)明的建筑垃圾破碎到粒徑為2~5mm范圍內(nèi)再使用。
[0015] 本發(fā)明的粉煤灰和石粉的粒度都在70~90目范圍內(nèi)。
[0016] 優(yōu)選的污泥陶粒通過如下方法制備得到：將建筑垃圾、粉煤灰和石粉中的至少一 種與污泥混合，平衡水分含量至30wt %~45wt %后，通過造粒機(jī)造粒，造粒所得顆粒物置 于陶?；剞D(zhuǎn)窯中，在ll〇〇°C~1300°C溫度下膨化，即得。
[0017] 本發(fā)明的污泥陶粒的制備最好控制污泥陶粒原料的水分含量在30wt%~45wt% 之間，可以有效調(diào)節(jié)污泥陶粒的孔結(jié)構(gòu)，水分在高溫條件下快速揮發(fā)、膨脹，使污泥陶粒內(nèi) 部形成發(fā)達(dá)的孔系結(jié)構(gòu)。
[0018] 本發(fā)明提供了一種陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊，該陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保 溫砌塊由包括以下質(zhì)量百分比組分在內(nèi)的原料，通過物理發(fā)泡、模具成型得到：污泥陶粒 20%~30%，低鈣二級粉煤灰15%~25%，普通硅酸鹽水泥15%~25%，碎硝3%~8%， 微晶無機(jī)材料3 %~8 %，水20 %~30 %。較優(yōu)選的原料配方是：污泥陶粒25 %~30 %， 低鈣二級粉煤灰18%~20%，普通硅酸鹽水泥20%~25%，碎硝3%~8%，微晶無機(jī)材料 3%~8%，水 25%~30%。
[0019] 優(yōu)選的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊中碎硝粒度為25~35目。
[0020] 優(yōu)選的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊中微晶無機(jī)材料粒度為70~100目。
[0021] 優(yōu)選的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊中所述的原料中包括活性增韌助劑、納米 增強(qiáng)促進(jìn)劑和保水劑。
[0022] 較優(yōu)選的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊中原料還包括活性增韌助劑、納米增強(qiáng) 促進(jìn)劑和保水劑。
[0023] 較優(yōu)選的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊中原料活性增韌助劑、納米增強(qiáng)促進(jìn)劑 和保水劑的用量與水的質(zhì)量比例為〇. 5~1. 5:0. 5~1. 5:0. 5~1. 5:30。
[0024] 本發(fā)明的活性增韌助劑、納米增強(qiáng)促進(jìn)劑和保水劑都為市售常助劑。如活性增韌 助劑可購買于東莞市樟木頭丹盛塑膠原料經(jīng)營部的改性PE M-521、納米增強(qiáng)促進(jìn)劑可購買 于上海漢達(dá)化工技術(shù)有限公司和保水劑可購買于山東一藤的CMC。本發(fā)明不局限于這些廠 家生產(chǎn)的產(chǎn)品，本領(lǐng)域的其它活性增韌助劑、納米增強(qiáng)促進(jìn)劑和保水劑也適用于本發(fā)明。
[0025] 本發(fā)明采用的普通硅酸鹽水泥為普通硅酸鹽水泥325R/425R。
[0026] 本發(fā)明還提供了一種制備所述的陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊的方法，該方法 包括以下步驟：
[0027] 步驟一：制備污泥陶粒
[0028] 將建筑垃圾、粉煤灰和石粉中的至少一種與污泥混合，平衡水分含量至30wt%~ 45wt%后，通過造粒機(jī)造粒，造粒所得顆粒物置于陶粒回轉(zhuǎn)窯中，在1100°C~1300°C溫度 下膨化，即得污泥陶粒；
[0029] 步驟二：制備陶粒增強(qiáng)泡沫混凝土自保溫砌塊
[0030] 將步驟一所得污泥陶粒與其它原料混合均勻后，置于攪拌速率維持在40~70r/ min范圍內(nèi)的攪拌機(jī)中進(jìn)行低速攪拌，同時通過