[发明专利]一种免烧轻质砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型建筑材料技术领域，具体地说涉及一种免烧轻质砂及其制备方法。

背景技术

结构自重大、保温隔热性能差是影响普通混凝土发展的重要阻碍，自从1913年美国制造出轻集料页岩陶粒后，工程界开始使用轻集料取代普通砂石集料，以此来降低普通混凝土自重、改善混凝土保温隔热等一系列性能。轻集料具有结构自重轻、保温性能好以及节能环保等优点特点，使得以它为原料制成的轻骨料混凝土空心砌块、梁、板等新型建筑材料在高层建筑、大跨度结构工程、墙体材料领域应用广泛。

轻集料作为一种新型建筑材料，一般是利用天然粘土、泥质岩石、浮石、火山渣等为主要原料，掺加少量粘结剂、附加剂、添加剂等，经加工成粒或粉磨成球，最后通过煅烧等工艺过程而制成的一种人造轻集料。在原料选取上，目前国内外主要利用粉煤灰、页岩和膨胀粘土等生产人造轻集料。但随着可持续发展战略的实施，人们环境资源保护意识逐渐加强，建筑节能与环保作为整个节能工作的重要组成部分，受到越来越多的关注。而粘土质轻集料和页岩质轻集料的生产需消耗大量自然资源，生产成本高，不能成为我国人造轻集料的主导产品。而发展以非粘土和非页岩为主要原料的新型再生轻集料，积极推广节能建材，是有效保护耕地资源环境，促进资源节约型社会建设的有效途径。

目前我国生产的再生轻集料的原料主要有粉煤灰、淤泥、建筑废料等。普通的再生轻集料一般都是经过粉碎、造粒、成球、煅烧等工艺制得，如中国专利200810072095.2公开的一种淤泥陶粒生产方法，通过将淤泥陈化、造粒、预热烘干、高温胀烧得到产品。该种轻集料制备过程中预热温度为900℃，煅烧温度更是高达1250℃，消耗大量的热能、电能，与如今提倡的节能环保理念相悖。此外普通轻集料普遍存在颗粒强度低、吸水率高问题，导致轻集料砂浆混凝土强度低，工作性能差，难以满足工程中承重结构对砂浆混凝土强度和施工性能的要求。针对轻集料吸水率的问题，目前主要采用表面釉化处理的方法以降低吸水率，改善轻集料砂浆混凝土工作性能。但釉化处理将会降低轻集料与水泥石之间的界面粘结性能，引起混凝土强度下降。在提高再生轻集料强度方面，目前主要通过掺加硅灰、使用高标号水泥、增加水泥用量等法方来弥补轻集料本身颗粒质量的不足，但以上方法不仅增加成本，而且会降低轻集料混凝土的工作性能。此外较为工程界认可的方法是一种采用复合结构处理的方法，即在轻集料颗粒表面包裹一层水泥硬壳，如中国专利98122922.0公开的一种复合轻集料生产技术，利用包壳原理，经过二次成球在陶粒表面形成一层坚固的外壳，再经过煅烧或自然养护得到产品，从而提高轻集料的筒压强度。该种复合结构法可以在一定程度上提高轻集料的强度，但烧结法高温煅烧耗能大，成本高；免烧法由于外层只为单一的水泥硬壳，此外由于薄壳厚度非常薄，自然养护条件下，得到的陶粒性能不稳定，强度提高效果也不明显。其中轻集料的强度更是影响我国轻集料推广应用的主要因素。

发明内容

为了解决现有技术存在的轻集料普遍需要高温煅烧得到，成本高、强度不够的问题，本发明提供了一种免烧轻质砂及其制备方法，采用废弃加气混凝土为原料，不需高温煅烧即可大幅度提高轻集料颗粒强度、显著降低轻集料吸水率。

本发明的技术方案为：一种复合结构免烧轻质砂，内芯为建筑废弃加气混凝土，在内芯外包裹一层0.05～0.1mm厚的高强硅酸盐硬化外壳，所述免烧轻质砂的粒径≤5mm，堆积密度≤1200kg/m³。

所述的高强硅酸盐材料，原料按重量份计组成为：1～60份水泥、1～40份含硅材料、0.5～2份已吸水饱和的蓄水材料；

所述的含硅材料为石英、河砂、江砂、海砂中的任意一种，含硅材料的粒径为5～30μm；

所述的饱和蓄水材料为凹凸棒土或膨润土；

本发明提供的免烧轻质砂的具体制备步骤如下：

第一步，将建筑废弃加气混凝土破碎至粒径≤5mm的颗粒；

第二步，将水泥、含硅材料、吸水饱和的蓄水材料搅拌均匀后配制成表面包壳粉体材料；

第三步，建筑废弃加气混凝土颗粒预吸水至含水量(质量百分比)为15%，放入成球盘，在成球盘内连续滚动，喷洒适量表面改性剂溶液是颗粒表面润湿后，在成球区均匀撒入上述包壳粉体材料，成型为球形颗粒，静置1小时后进行二次包壳成球，最终成球；

第四步，将成型好的球形颗粒静停2～10小时后，于80℃～190℃和1atm～15atm条件下压蒸养护8～12小时再经1.5小时降温至室温，即可制得产品。