[发明专利]一种轻质骨料的制备方法

说明书

本发明提出了一种轻质骨料的制备方法，涉及固废制备免烧轻质骨料或轻质集料技术领域，包括以下步骤：将固废材料、粉煤灰、偏高岭土、发泡剂和重金属吸附剂混合并碾磨均匀；加入水玻璃溶液造粒成球型颗粒；将球型颗粒经过蒸汽养护，烘干，所述养护温度为40‑180℃；将树脂、粉煤灰、固化剂、稀释剂混合制备而成的复合浆体采用喷射工艺在球形颗粒表面形成外壳。本发明以工业固废为基础，通过粉煤灰、偏高岭土基铝硅酸盐材料制备多孔内核，结合树脂‑无机复合材料裹壳工艺，在免煅烧条件下制备结构用轻质高强骨料。无水泥等高能耗胶结材料，采用免煅烧制备工艺，所制备轻质骨料吸水率极低、筒压强度高、密度低，综合性能显著。

技术领域

本发明涉及固废制备轻质骨料或轻质集料技术领域，尤其涉及免烧轻质骨料。

背景技术

当前我国大宗工业固废年产量约35亿吨，历史累计堆存量超过600亿吨，不仅大量占用土地，同时对环境造成恶劣影响。粉煤灰是燃煤电厂生产过程中产生的一种固体废弃物，产量约占燃煤总量的5～20％。我国粉煤灰年排放量约5亿吨，目前我国粉煤灰堆放量20亿吨以上，储灰场占用土地约4×10⁴km²，这不仅严重污染环境，也占用了大量的土地资源。粉煤灰中含有大量的硅铝氧化物，如果将粉煤灰中的主要成分加以利用，就可以“变废为宝”，达到保护环境的目的。

传统砂石材料，大量开采，浪费土地资源、破坏生态，同时密度大，难以降低建筑物自重。目前陶粒主要由粘土、页岩、粉煤灰等原料制造，且绝大部分采用煅烧工艺制备，煅烧法生产陶粒存在建厂投资大，工艺技术复杂，生产能耗高的问题，不仅产生大量的碳排放，同时严重限制企业的发展；而且大量使用粘土会导致耕地毁坏，不利于国家可持续发展；页岩陶粒受原材料地域限制影响较大，生产工艺复杂，生产成本高；粉煤灰陶粒主要以煅烧工艺制备为主，陶粒成本较高。因此有必要开发利用工业固废制备结构用免烧轻质骨料，对企业经济效益和环境保护均具有重要意义。

目前利用泥类、废渣类固废制备的骨料大部分筒压强度较低(4MPa)，无法用于结构混凝土。而制备高强骨料的方法主要分为两类：煅烧制备类和激发增强类。专利CN103159483B、CN103922698A、CN108821621A等均采用高温煅烧工艺制备，生产能耗高，工艺复杂。CN104193248B，CN111170710A，CN105036691B，CN105130235B，CN111205061A，CN1241554A，CN102351557B，CN103496866B等采用水泥或者碱性激发剂、硫酸盐激发剂等化学激发方式提高骨料强度，该种方式存在如下问题：(1)水泥属于高污染高能耗产品，而且水泥在普通硅酸盐、铝硅酸盐类材料中密度偏大，制备的陶粒密度等级较高，不利于降低陶粒重量；(2)化学激发由于碱度高，制备的骨料表面容易出现泛碱现象，耐水性较差，直接暴露空气中耐久性欠佳，影响骨料整体性能。

陶粒由于内部多孔结构，具有一定的吸水性能，如粘土陶粒吸水率20％，高强粉煤灰陶粒吸水率10％，过高的吸水率不仅会降低湿润陶粒的力学性能，同时影响其在混凝土中的应用。

因此，开发以大量利用固废为基础，无水泥、免煅烧工艺制备高强结构用低吸水轻骨料，具有重要的环境效益和社会效益。

发明内容

本发明以工业固废为基础，通过粉煤灰、偏高岭土基铝硅酸盐材料制备多孔内核，结合树脂-无机复合材料裹壳工艺，在免煅烧条件下制备结构用轻质高强骨料。不仅解决了工业固废的利用问题，同时无水泥等高能耗胶结材料，采用免煅烧制备工艺，能够减少大量碳排放，环境效益显著，所制备轻质骨料吸水率极低、筒压强度高、密度低，综合性能显著。

一种轻质骨料的制备方法，包括以下步骤：

(1)多孔内核制备：将固废材料、粉煤灰、偏高岭土、发泡剂和重金属吸附剂混合并碾磨均匀；

(2)造粒成球：加入水玻璃溶液直至形成球型颗粒；