[发明专利]一种花岗岩石粉陶粒的微波烧结方法

说明书

本发明公开了一种花岗岩石粉陶粒的微波烧结方法，花岗岩石粉陶粒的原料组成按质量百分比计为：花岗岩石粉60%~80%，赤泥10%~30%，海泥0%~29%，高碳煤渣0%~20%，微波感应剂0.15%~0.3%。制出的高性能陶粒，堆积密度为430~1200kg/m³，表观密度为850~1700kg/m³，吸水率为5%~19%，筒压强度3.5MPa~9.5 MPa。本发明采用的原料为石材加工厂所产生的废弃花岗岩石粉、海洋清淤和地铁施工所产生的海洋污泥以及铝厂排出的工业固体废物赤泥等，废弃物利用率达到95%以上；采用微波烧结方法，烧结效率高，且可节省烧结能耗20%~30%，具有较好的社会和经济效益。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种以花岗岩石粉为主料，利用微波烧结法烧结高性能球形陶粒的方法。

背景技术

近年来，随着大跨度、高层建筑的快速发展，高性能轻集料混凝土的研究越发引起关注与重视，同时给轻集料带来了前所未有的市场前景。正是由于轻集料多孔、质轻的独特结构，赋予了轻集料混凝土轻质高强、保温隔热等一系列优良特性。而陶粒因其自身的许多优异性能，使其具有了其他材料不可替代的作用，在轻集料中脱颖而出，广泛应用于轻集料混凝土中。特别是轻质性这一重要性能，是其能够取代重质砂石的主要原因。目前，我国生产陶粒主要是黏土和粉煤灰为原料，且采用的是传统的高耗能、高污染的燃料型回转窑，不符合可持续发展战略。陶粒的生产原料和生产设备受到限制，成为高性能陶粒生产的瓶颈。

另一方面，随着建筑石材加工行业的迅速发展，我国已成为世界最大的石材生产、消费和出口大国，石材开采、加工过程产生的废弃石粉也日益增多、堆积成山，造成了严重的环境污染问题，同时反向制约着石材业的可持续发展。关于废弃石粉的综合利用，国内外已有不少研究，主要是用废弃石粉制作陶瓷、板材、涂料以及石粉砖方面的研究（梁月清，让废弃石粉变为新型建材[J].福建建材，2006(1):9-11.），而用其制作陶粒却鲜有研究，尤其是花岗岩石粉利用率极低。用花岗岩石粉取代黏土、粉煤灰等生产高性能陶粒具有巨大的市场潜力，既实现了废弃石粉的资源化利用，又促进了高性能陶粒的生产。

微波加热是从物料内部各部分同时加热，是一种内加热。微波烧结作为一种新型高效的烧结方式，具有清洁，高效、低能耗及加热均匀等优点（Loupy A.Microwaves inOrganic Sythesis. New York:John Wiley,2002,61-63），在陶瓷工业已得到广泛应用，但在陶粒生产上才刚刚起步。2013年天津城建大学刘汉桥等以医疗垃圾焚烧灰飞为集料采用微波烧结技术，发明了“一种医疗垃圾焚烧灰飞微波烧制陶粒的方法（ZL201310642646.5）”，2015年武汉理工大学蹇守卫等以湖泊底泥和城市污泥采用微波烧结发明了“利用湖泊底泥和城市污泥微波烧结制备轻质陶粒的方法（ZL 201510406696.2 ）”，加快了微波技术烧结陶粒的步伐。但目前以微波法烧结花岗岩石粉陶粒的研究，在国内外文献上未曾见到。

利用微波烧结花岗岩石粉制备得到绿色、环保、节能的高性能陶粒，可广泛应用于轻骨料混凝土、自密实保温混凝土等现浇和预制的构件中。

发明内容

本发明的目的在于微波法烧结花岗岩石粉提供一种高性能陶粒，其同时具有高强、轻质、保温隔热、防水、耐火、抗震、抗冻和抗碱集料反应等优良性能，且其级配优异，可广泛应用于轻骨料混凝土、自密实保温混凝土等现浇和预制的构件中。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种花岗岩石粉陶粒的微波烧结方法包括材料组份和制备工艺两个方面：

高性能陶粒原材料组成即各组分用量按质量百分比计为：花岗岩石粉60%~80%，赤泥10%~30%，海泥0%~29%，高碳煤渣0%~20%，微波感应剂0.15%~0.3%；所述高碳煤渣中碳含量大于20wt%；所述微波感应剂为纳米级ZrO₂。