[发明专利]一种免烧高强粉煤灰陶粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种免烧高强粉煤灰陶粒的制备方法，包括混合碱性激发剂制备、激发剂和原料混合均匀、成球盘成球、养护成型四个阶段；其中，混合碱性激发剂为烘干后的脱硫石膏、粉煤灰、生石灰按一定比例混合粉碎制得。本发明具有造价低廉、制备方便、工艺简单、轻质高强等多重优点，可以取代部分砂石配制轻集料混凝土，及预制构件生产；本发明以粉煤灰为主要原材料，水泥、生石灰和脱硫石膏为混合碱性激发剂和固化剂，水玻璃为粘结剂，本发明在制备免烧高强粉煤灰陶粒的同时，也拓展了工业固废粉煤灰和工业副产石膏的综合利用途径，增强了绿色循环经济和可持续发展的建筑材料理念。

技术领域

本发明属于陶粒制备领域，具体是涉及一种免烧高强粉煤灰陶粒的制备方法。

背景技术

陶粒，一种陶质的颗粒。其外观特征多为圆形和椭圆形球体，也存在不规则碎石状，陶粒内部为多孔蜂窝结构，表面是一层坚硬的外壳，呈现陶质或者釉质，具有保气隔水作用并且为陶粒提供强度。陶粒在发明之初主要用于建筑材料领域，随着陶粒的发展，及人们对陶粒的不断研究，陶粒的应用领域也不断扩展，目前陶粒的主要应用于建筑、园林绿化、水处理、饮食卫生、工业过滤等领域。

粉煤灰也称飞灰，是来源自火电厂的燃煤发电后的固体废弃物，也是一种潜在价值的人工火山灰。宏观下的粉煤灰通常情况下为灰白色或者灰黑色的粉体，颜色随着粉煤灰中未完全燃烧炭含量的增加而加深，微观下的粉煤灰，呈现为在高温和表面张力作用下，SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃熔融形成的表面光滑的球体，由于煤炭来源、燃烧方式及锅炉炉型等因素的差异，粉煤灰各化学成分占比也有差异，其通常可分为F级和C级，若SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃＞70%为F级，若SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃＞50%为C级，此球体也是粉煤灰活性的主要来源。

目前国内的高强粉煤灰陶粒制备技术主要以烧结为主，对于免烧高强粉煤灰陶粒的探索较少。如中国专利CN201810518878.2、CN201410654069.6、CN201610826984.8公开了几种粉煤灰陶粒的制备方法，但陶粒的制备成型均需要高温烧结，需要耗费大量的能量，且制备技术及设备复杂。

中国专利CN201711283767.X公开了一种烧结粉煤灰超轻陶粒及其制备方法，该方法添加了10%~30%膨润土作为原料，粉煤灰质量占比仅为35%~60%，且需要在1150~1250℃的高温条件下烧结成型，该方法粉煤灰的质量占比较低，且需要必要的高温条件，制备出的超轻粉煤灰陶粒筒压强度仅为1.5~2.0MPa。

中国专利CN201811309791.0公开了一种轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法，该方法的膨润土质量占比达到了40~55%，并使用了玻璃粉作为添加剂，且需要在1200~1350℃的高温条件下煅烧成型，综合造价较高。

对于免烧型粉煤灰陶粒也存在一些问题。

中国专利CN201811191425.X公开了一种免烧结粉煤灰陶粒的制备方法，该方法需要将原料形成多孔浆料后，再经行喷雾造粒，制备方法繁琐，不易得到目的粒径的陶粒，养护成型后的粉煤灰陶粒筒压强度仅为5.345MPa，该方法使用质量分数为5~20%氢氧化钠，作为碱性激发剂，氢氧化钠在极易和空气中的二氧化碳发生反应，生成碳酸钠，从而使粉煤灰失去碱性环境，不易激发出玻璃微珠的活性，使陶粒的后期强度得不到增长。