[发明专利]一种污泥陶粒增强混凝土自保温砌块及其制备方法

说明书

本发明提供了一种污泥陶粒增强混凝土自保温砌块及其制备方法，污泥陶粒为双层结构，包括芯层和壳层，芯层内部形成通孔，壳层内部形成闭孔。包括以下步骤：取硅酸盐水泥20份，污泥陶粒60‑70份，生石灰4份、砂13份和水15份，混合搅拌均匀；砌块压振成型；标准养护28d即得。本发明制备的污泥陶粒增强混凝土自保温砌块采用双层结构的污泥陶粒，芯层结构为以聚苯乙烯网膜为填料，烧结后在陶粒芯层内部形成通孔，这些通孔在靠近热量后，空气受热向上方运动，到达陶粒壳层的闭孔受冷受阻又向下运动，热量在这些通孔中形成一个个内部环流层，从而能够增强砌块的保温性能。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种污泥陶粒增强混凝土自保温砌块及其制备方法。

背景技术

近年来，随着工业的发展和人口的增加，城市污泥的产量与日俱增，污泥的无害化和资源化综合处理成为国内外共同努力的目标.随着人们对污泥理化性质研究的不断深入，通过采用污泥低温干化技术，在使污泥首先实现减量并使污泥中有害物质得到稳定的基础上，开辟了污泥资源化利用的多种途径，如利用干化后的污泥颗粒烧制成污泥陶粒，并将其应用于建筑材料中，或者作为燃煤的辅助燃料等，这些综合利用使污泥得到了彻底的处理。其中，污泥陶粒最早由Nakouzi等提出，陶粒是以SiO₂和Al₂O₃为主成分的原材料、经过高温焙烧而成的堆积密度＜1200kg/m³的多孔轻集料，具有体轻、强度高、隔音、保温耐火、耐化学、耐细菌腐蚀和抗震、抗冻等性能，应用领域十分广泛，是世界各国普遍开发应用的新型混凝土轻骨料。目前的研究主要集中在将污泥作为陶粒烧制的有机添加剂，使用量少，并不能大规模使用，同时，目前的研究大都集中在用量和联合使用上，很少有对其结构进行探讨，从而提高保温效果的研究。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种污泥陶粒增强混凝土自保温砌块的制备方法，采用双层结构的污泥陶粒，芯层结构为以聚苯乙烯网膜为填料，烧结后在陶粒芯层内部形成通孔，这些通孔在靠近热量后，空气受热向上方运动，到达陶粒壳层的闭孔受冷受阻又向下运动，热量在这些通孔中形成一个个内部环流层，从而能够增强砌块的保温性能。

技术方案：一种污泥陶粒增强混凝土自保温砌块，所述污泥陶粒粒径为2-5mm，为双层结构，包括芯层和壳层，所述芯层内部形成通孔，壳层内部形成闭孔。

优选的，所述芯层粒径为1-2mm；所述壳层厚度为1-3mm。

优选的，所述污泥陶粒的制备方法如下：

S1：取污泥，将其低温脱水干化至含水率为20-40％，加入聚苯乙烯网膜，搅拌均匀，获得芯层模原料；

S2：取污泥，将其低温脱水干化至含水率为20-40％，加入聚苯乙烯微球，搅拌均匀，获得壳层模原料；

S3：采用双模柱状挤压造粒机，将芯层模原料和壳层模原料复合挤压造粒成双层生料球；

S4：生料球在烧结炉焙烧，以2℃/min的速率升温至1050-1100℃，保温60min；

S5：以2℃/min的速率降温至110℃，置于干燥器内冷却至室温即得。

优选的，所述聚苯乙烯网膜的制备方法为：

S11：取30份聚苯乙烯溶解于800份N,N-二甲基甲酰胺中，静置脱泡，获得静电纺丝液；

S12：将静电纺丝液转移到喷丝嘴内径为0.2mm的注射器中，喷丝嘴与接收板之间的距离为10cm，流速为1.0mL/h，在相对湿度为40-50％，温度为22-28℃的条件下，调节两极电压至15kV，获得纺丝薄膜；

S13：烘干，粉碎过200目筛，获得聚苯乙烯网膜。

优选的，所述聚苯乙烯微球的制备方法为：

S21：将苯乙烯单体和水在室温下超声分散10min，获得浓度为4.2％的苯乙烯分散液；

S22：置于80℃水浴锅中恒温搅拌，通氮20min后，加入浓度为0.2％的过硫酸钾水溶液，在氮气保护下，恒温聚合反应6h获得聚苯乙烯微球。