[发明专利]一种超轻高强粉煤灰轻集料

说明书

本发明现提供一种超轻高强粉煤灰轻集料，包括内核原料和外壳原料，内核原料和外壳原料的重量分数比为5‑10：1，内核原料包括内核固体原料和内核液体原料，内核液体原料为水，内核液体原料的重量为内核固体原料的3‑8%；内核固体原料包括：粉煤灰100重量份；辅料100重量份；增塑剂1‑10重量份；外壳原料包括外壳固体原料和外壳液体原料，外壳液体原料为水，外壳液体原料的重量为外壳固体原料的3‑8%；外壳固体原料包括：粉煤灰100重量份；增塑剂1‑10重量份；助熔剂2‑10重量份。本发明制备的产品轻质高强，密度等级为300‑600kg/m³，筒压强度可达4‑8Mpa，远超现有市场同等级陶粒。

技术领域

本发明涉及粉煤灰处理及资源化利用技术领域，具体地涉及一种超轻高强粉煤灰轻集料。

背景技术

粉煤灰是燃煤发电的固体废弃物，我国2015年产量6亿多吨，综合利用率约为70%，累计积存量30多亿吨，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。而将粉煤灰资源化利用受到国家和各地方政府的大力支持；

2、陶粒具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小，内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点。利用陶粒这些优异的性能，可以将它广泛应用与建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门，应用领域越来越广，还在继续扩大；

3、粘土作为陶粒生产最优原料之一，但因为破坏耕地，已经被国家明令禁止；页岩为原料生产工艺比粘土陶粒和粉煤灰陶粒复杂，页岩需要进行开采然后粉磨，烧胀温度要高出粘土陶粒200 ℃甚至更高，因此页岩陶粒生产成本最高；其次烧结陶粒浪费能源，而且在烧制过程中排放燃料废弃物，造成环境污染。以粉煤灰为原料生产免烧高强陶粒，能够节约资源、降低成本；

4、截至2011年，中国城市固体生活垃圾存量已达70亿吨，可推算建筑垃圾总量为21亿至28亿吨，每年新产生建筑垃圾超过3亿吨。然而，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费。同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。

5、申请号为200110012911的中国专利《具有表面反应活性的高强轻集料及其制备方法》中提出利用石灰石粉、黏土、萤石粉和石膏粉等原料制作出粒径为5-25mm的轻集料，堆积密度为850kg/m3，筒压强度达到6MPa，堆积密度/筒压强度为141.67。该方法制作的轻集料使用了黏土，筒压强度较高，但不轻质。

6、申请号为201210282957.0的中国专利《一种陈腐垃圾渣粉、粉煤灰陶粒及其制造方法》中提出利用陈腐垃圾粉料粉煤灰和煤粉等原材料制出轻集料，堆积密度759kg/m³，筒压强度5.2MPa，堆积密度/筒压强度为145.96。该方法制作的轻集料堆积密度偏高，筒压强度较低，烧结温度在1200—1280℃，烧结时间2-3小时，浪费能源。

7、申请号为2015096493.1的中国专利《一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法》中提出以污泥为原材料，以页岩、长石粉、发泡剂为辅料制备污泥陶粒，采用包覆的方式防止陶粒粘结，堆积密度554-800kg/m³，筒压强度3-6MPa，堆积密度/筒压强度为133.33—184.67。该方法制作陶粒，筒压强度偏低。

引用专利：

1、申请号为201110143190.9的中国专利《复合、保温、防火墙体材料用轻骨料及其生产方法》中提出一种包覆的生产方法，包括骨核，骨核外面包覆有中间层，中间层外面包覆有壳层。

目前陶粒存在的问题有：