[发明专利]一种利用超塑性粘土制备轻质陶粒的工艺

说明书

本发明公开了一种利用超塑性粘土制备轻质陶粒的工艺，是利用超塑性粘土为主料、并以天然泡沫玄武岩和煤粉为辅料，采用简单的成型‑烧结工艺获取。本发明所得成品轻质陶粒的强度标号、堆积密度、表观密度、孔隙率、筒压强度和吸水率达到GBT17431.2‑2010中的国家标准。

技术领域

本发明涉及一种轻质陶粒的制备工艺。

背景技术

轻质性是陶粒诸多优良性能中最重要的一个特性，这一点使其能够取代重质砂石，获得轻质混凝土。陶粒外壳坚硬，且其内部征呈细密蜂窝状微孔，具有封闭特征，有利于隔热、隔声，可以用于墙体保温材料。陶粒的其它性能还包括：质量轻、密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、导热性低、抗冻性良好、抗碱集料反应、抗冲击等。由于陶粒密度小、内部多孔、形态和成分均一、具有一定强度和坚固性、耐腐蚀、抗冻、抗震，因此广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门。在陶粒发明之初，其作为一种新型轻骨料建筑材料用于建材领域。以陶粒为原料制成的轻骨料混凝土空心砌块、梁、板等已成为实心粘土砖的重要替代品，并发展成为一类新型墙体材料的主导产品。随着技术的不断发展和人们对陶粒性能的认识更加深入，其应用早已超过建材这一传统范围。目前，陶粒在建材方面的应用已经由100％下降到80％，在其他方面的应用占20％，尤其是随着城市建设的加快，陶粒在园艺、园林方面的应用也走上了城市美化的舞台。园艺陶粒仍有很大的发展空间，其需求也在逐年地增加，到2015年，我国陶粒在园艺、园林方面的应用量将会达到总产量的10％左右，将成为陶粒主要用途之一。陶粒在园艺、园林方面的应用主要体现在：(1)在花卉无土栽培方面应用。无土栽培是这几年新兴的花卉栽培技术，原来采用的基质原料是珍珠岩、玻璃棉、鹅卵石等，近几年，开始采用陶粒作为栽培基质。这是因为陶粒质轻并有吸水性，还可以供应一定的营养，比其他基质更有优越性。在花盘里装上陶粒就可以种花、种草，干净整洁，可以反复清洗，没有泥土的污染，因此更受人们的欢迎。(2)在树池、花池、花坛、地面覆盖装饰方面的应用。长安街街两边树池和花坛里都覆盖着一层暗红色的圆球，十分壮丽，这就是陶粒覆盖层。它可以使大街显得更漂亮，并可以防止树池和花池被大风扬起尘土。有利于空气的净化，其他城市也开始用陶粒覆盖树池、花池、花坛和地面，其用量将会逐年增加。随着陶粒新品质、新用途的不断开发，它在其他方面的比例将会逐渐增大。

许国仁等人(哈尔滨工业大学学报，2007,39,557)在“污泥作为添加剂制备轻质陶粒的实验研究”一文中污泥用量为100％(与粘土质量比)、粘结剂添加量为20％(与粘土质量比)、烧成温度为950℃、保温时间为20min，最终得到松散容重为519kg/m³、颗粒表观密度为1110kg/m³、吸水率为19.6％、空隙率为53.2％的性能优良的陶粒。刘属兴等人(中国陶瓷，2006,42,38)在“以红粘土、粉煤灰、页岩为主要原料研制多孔球形轻质陶粒滤料”一文中，以红粘土、粉煤灰、页岩为主要原料，加入适当的化工原料，研制出多孔球形轻质陶粒滤料，该滤料强度好、孔隙率大、比表面积、化学稳定性好，且各项指标均满足GBT17431.2-2010标准。郗斐等(功能材料，2010，41，518)在“轻质/超轻粉煤灰陶粒的研制及陶粒膨胀机理的探讨和运用”一文中，通过煤灰和粘土制备轻质/超轻粉煤灰陶粒，并通过能量散射谱(EXD)、差热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及粉末X-射线衍射技术(XRD)分析和推理，最终得到烧制陶粒的骨架成分：成气成分：助熔成分大约为78.5:4.0:16.5。此膨胀机理的物料比例可以用于指导实际陶粒工业生产的化学成分配比。杨丽炫等(中国专利，CN8106748，超轻陶粒及其配制方法)研制了一种用露天煤矿剥离物(黄、红土和泥岩)，不用外加剂或选用硅藻土或粉煤灰、砂为外加剂，加入适量的水后成型，经预热后再经高温焙烧，冷却即可制成松散容重为250～600kg/m³的超轻陶粒或松散容重500～600kg/m³的轻质陶粒。