[发明专利]一种轻骨料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种轻骨料，其主要由按重量份计的以下组分制备：污泥35‑52份；粉煤灰14.4‑19.5份；页岩33.6‑45.5份；膨胀剂0.1‑0.2份；其中所述污泥的含水率为60‑75％。本发明还提供了所述轻骨料的制备方法，包括以下步骤：1)对污泥进行自然干化至所需含水率；2)按比例加入步骤1)中干化后的污泥以及粉煤灰、页岩和膨胀剂，搅拌均匀，形成塑性泥料；3)将步骤2)中所述的塑性泥料制成料球并进行干燥；4)对所述的料球进行预热和焙烧，制成轻骨料，其中所述焙烧的最终温度为1160‑1175℃。本发明可以直接使用含水污泥制备轻骨料，节约干化污泥的成本；本发明制备的轻骨料轻质、高强、低吸水。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种轻骨料及其制备方法。

背景技术

根据《中国污泥处理处置市场分析报告(2013版)》，到2015年，全年城镇污水处理厂湿的污泥(含水率80％)产生量将为3359万吨[1]。大部分污泥采用的是填埋或简易填埋，非法倾倒时有发生，污染隐患大，因此污泥资源化利用是当务之急。直接利用湿污泥与粉煤灰-页岩混合制泥料，不仅消纳了污泥，还可以减少用水量和热耗。但出厂污泥含水率一般在80％左右，直接用来制球，其消纳量不足20％。如将污泥稍做干化处理，使含水率降至70％或60％时，其污泥质量就能减少近1/3或1/2，利用这种半干化污泥，仍然可以混合成为塑性泥料，是提高污泥消纳量有效方法。

轻骨料可以使混凝土轻质化，随着建筑业的发展，对高性能轻骨料的需求越来越多，而我国高性能轻骨料的产量较低。国内外已有很多关于利用污泥制备轻骨料的先例，其均为先将污泥干燥后再进行制备，直接使用污泥进行制备的工艺尚未报道。而本领域技术人员知晓，污泥的干燥十分困难，消耗人力物力较大，因此，直接使用具有较高含水量的污泥进行轻骨料的制备可以有效地节约时间和经济成本。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种轻骨料，所述的轻骨料由自然半干化的污泥直接制备，具有强度高、吸水率低等优点。

本发明的第二目的在于提供一种所述轻骨料的制备方法，该方法采用特别的处理工艺，尤其是在预热和焙烧料球时特别注重升温速率的调控，能够制备出高强度、低吸水率的轻骨料。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明的一个方面涉及一种轻骨料，所述轻骨料主要由按重量份计的以下组分制备：

其中，所述污泥的含水率为60-75％。

本发明所采用的污泥含水率较高，以该含水率的污泥作为原料，大大提高了污泥的消纳量，而又不会因为需要对污泥进行充分干燥而造成经济和时间成本的浪费。

本发明采用特定的组分配比，利用污泥制备轻骨料，该配比有助于提高成品轻骨料的强度。

使用含水率较高的污泥制备轻骨料时，轻骨料内部孔少，由于烧结不充分，强度较低；而干化程度过高，含水率过低时，污泥烧失量较大，致使轻骨料内部有较大的空洞，且孔分布不均匀，因而强度降低。选取合适含水量的污泥可以使得烧结充分，孔壁较厚，从而得到高强度的轻骨料。

此外污泥的掺量选择也对轻骨料的性质至关重要，掺量提高时，料球组成中熔剂氧化物和烧失量提高，焙烧时产生液体含量高、且粘度低，使烧结性能提高，但污泥掺量过高将会导致轻骨料疏松，强度下降。

优选地，所述轻骨料主要由按重量份计的以下组分制备：

其中，所述污泥的含水率为65-71％；

所述轻骨料的膨胀率为21.43-21.7％，颗粒强度为8.5-8.9Mpa，1h吸水率1.0-3.0％，颗粒表观密度为970-1090kg/m³。