[发明专利]一种高效利废的低能耗轻质碱渣陶粒的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种高效利废的低能耗轻质碱渣陶粒的制造方法。

背景技术

碱渣是工业上用氨碱法生产纯碱过程总排出的一种废渣，由于其含水量高、含有大量的氯化物而成为一种难以处理的固体废弃物，长期以来碱厂排出的碱渣占用了大量的耕地，已经对环境造成了很多大的污染。碱渣的综合治理已经成为当今社会的一个重大科研课题。在当前自然资源日益贫乏的形势下，利用碱渣制造建筑材料的研究已经成为一个热点。但目前碱渣利用于烧结建材中的应用还处于研究阶段，并且掺量很少，主要原因是所得到的烧结建材中的氯离子释放给建材带来不良影响。在聚苯乙烯板生产和利用过程中会产生大量的废聚苯乙烯板，由于近些年来对有机保温材料的大量利用，未来也会产生大量的聚苯板建筑废物，如果不加以回收利用，就会对环境产生极大的危害，形成大量的白色污染。

王晴(王晴.碱渣粉煤灰高强型陶粒的研制.混凝土.2000，(06))等得到碱渣和粉煤灰的最佳工艺配比为：粉煤灰63％，碱渣27％，水玻璃10％，水固比0.3，烧成温度为1160℃，得到强度高、吸水率低、密度较低的陶粒。该制备方法销纳的碱渣并不高，尤其是没有对该碱渣陶粒在工程上应用其氯组分对混凝土钢筋的影响等进行研究。实际上，利用碱渣来烧制建材其烧制成品中氯组分对钢筋混凝土和环境都有着一定程度的危害。

发明内容

本发明为解决现有技术中陶粒应用于混凝土中释放出氯离子，对钢筋产生危害的问题，从而提供一种高效利废的低能耗轻质碱渣陶粒的制造方法。

为解决上述问题，本发明采用三层包裹结构，通过将含有碱渣的成分包裹于闭孔结构的硬壳层中，可很好的抑制碱渣中氯离子的逸出，改善了以碱渣为原料的陶粒在混凝土中的应用性能。

本发明为一种碱渣陶粒，该陶粒呈三层复合结构，其中包括占位多孔芯层(3)、中间发泡层(2)和硬壳层(1)，其粒径优选为5-15mm。占位多孔芯层由碎化的聚苯颗粒混合碱渣并加入界面剂VAE乳液和水搅拌成球，其中碱渣用量为60-80wt％、废玻璃粉为20-40wt％，碱渣和玻璃粉总和为100wt％，碎聚苯颗粒为碱渣和废玻璃粉总量的0.02-0.04wt％；中间发泡层由废玻璃、页岩、碳粉及甲基纤维素醚组成，其重量组成为：废玻璃60-80wt％，页岩20-40wt％，废玻璃和页岩的总和为100wt％，碳粉为废玻璃粉和页岩总量的0.2-0.4wt％，甲基纤维素醚为废玻璃粉和页岩总量的1-3wt％；硬壳层由玻璃粉、页岩、硼酸组成，废玻璃粉用量为10-30wt％，页岩为70-90wt％，废玻璃粉和页岩的总量为100wt％，硼酸为废玻璃粉和页岩总量的3-5wt％。

上述碱渣陶粒的制备方法：按上述占位多孔芯层配比将碎化的聚苯颗粒首先加入界面剂处理其表面，使表面形成一层薄膜，然后混合碱渣、废玻璃粉并加水搅拌，造粒成球，然后将所成的芯层圆球放入装有中间发泡层层干料的成球盘中，启动成球托盘，使得干料完全包裹住芯层；将包裹好的圆球取出，喷湿表面，继续置于装有壳壳层干料的成球盘中，继续成球，最终形成三层包裹结构的陶粒生坯；将陶粒生坯在105℃的温度下烘干2-2.5小时；将干燥后的陶粒生坯进行焙烧，第一阶段在900℃之前，升温速率为10℃/min，第二阶段900℃-1050℃之间，升温速率6℃/min，第三阶段在烧结点温度1050℃保温10min，然后自然冷却，完成碱渣陶粒的烧制。

按照上述制备方法所得碱渣陶粒中，占位多孔芯层质量百分比为40-60wt％，中间发泡层质量百分比为20-30wt％，硬壳层质量百分比为20-30wt％。

本发明的功能要点有四个方面，其一是多孔占位芯层处理大量的碱渣及废弃聚苯板等废弃物，其二占位多孔芯层形成轻质空心结构，其三是利用发泡中间层发泡时对内、外层的膨胀力，有利于密实，促进该复合结构层与层之间很好的匹配，其四是硬壳层，有利于提高陶粒的强度，降低陶粒吸水率。本发明引入中间发泡层，使其发泡而使得层与层之间的紧密结合，一定程度使得碱渣与外界环境隔离。壳层引入硬质烧结体材料，形成密实并附有一定强度的壳层，更进一步使得碱渣中的氯化物不易溶出。从而制造具有大量处理碱渣和聚苯颗粒并抑制碱渣中氯离子溶出的特点的轻质高强陶粒。

附图说明

图1为碱渣陶粒的结构示意图，其中1、硬壳层，2、中间发泡层，3、占位多孔芯层。

具体实施方式