[发明专利]一种轻质高强淤泥陶粒及其制备方法

说明书

本发明涉及轻质高强淤泥陶粒及其制备方法，S100、将污泥、粉煤灰、水玻璃、超细复合造孔剂和辅助分散剂混合，并进行超声陈化，得到生料；S200、将生料造粒成型,并控制成型的生料颗粒含水量＜0.5％；S300、对S200中所得生料颗粒进行焙烧硬化，得到轻质高强淤泥陶粒。选用超细颗粒的超细复合造孔剂作为发气组分，并采用辅助分散剂辅以超声分散的方式使得超细复合造孔剂均匀弥散至材料内部，通过控制焙烧制度使得超细复合造孔剂中的不同发气组分产生大小不一、均匀密布的气孔，形成微细孔隙“填充”大孔隙间隙的孔隙结构形式，轻质高强淤泥陶粒表观密度小、强度高，解决了陶粒制备过程中密度与强度难以兼顾的问题。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种轻质高强淤泥陶粒及其制备方法。

背景技术

陶粒是一种在回转窑中经发泡生产出来的轻骨料，具有密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗震吸能效果好、抗碱集料反应性优异等优点，利用其制备的轻集料混凝土具有比强度高、耐久性好、保温耐火性好、抗震吸能效果好、抗碱集料反应性优异等优点，在工业与民用建筑及其他工程实现了大规模应用，工程应用效果表明，使用轻集料混凝土替代普通混凝土用于建筑工程，可以减轻结构自重、提高结构抗震性能、缩减结构尺寸、节约材料用量、提高构件的运输与吊装效率、减少地基荷载及改善建筑功能(保温隔热和耐火等)。

然而，将陶粒作为骨料制备建筑材料时，又存在着一些难以解决的问题，主要体现在陶粒的低密度与高强度的矛盾关系上：为了使得陶粒拥有较低的密度，往往通过在生料内增加引气组分含量、升高焙烧温度使得陶粒内部发气量增大，制得的陶粒内部孔隙增多，密度则随之降低，但此时由于陶粒内部发气量较大、焙烧温度较高，形成的孔隙容易相互连通，陶粒内玻璃相物质被连通气孔阻断，力学性能显著下降；而为了使陶粒拥有较高的强度，则往往需要增加生料熔融后玻璃相的含量与致密程度，需要降低发气组分含量、降低焙烧温度，此时制得的陶粒力学性能得到提升，但密度较大。对陶粒的这一问题进行分析，主要成因是陶粒焙烧过程中高发气量时发气组分在微细观尺度内分布不均匀，所释放出的气体极易在陶粒内部形成连通气孔，这是造成陶粒强度降低的主要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轻质高强淤泥陶粒及其制备方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种轻质高强淤泥陶粒制备方法，包括如下步骤：

S100、将污泥、粉煤灰、水玻璃、超细复合造孔剂和辅助分散剂混合，并进行超声陈化，得到生料；

S200、将生料造粒成型,并控制成型的生料颗粒含水量＜0.5％；

S300、对S200中所得生料颗粒进行焙烧硬化，得到轻质高强淤泥陶粒。

在上述方案中，S100具体如下：

S110、按各组分质量比为：污泥：粉煤灰＝(42～72):(28～53)分别称取污泥和粉煤灰，并混合均匀，得到生料主材混合物；

S120、按各组分质量比为：水玻璃：超细复合造孔剂：辅助分散剂＝(1～5)：(7～15)：(0.5～2)，分别选取水玻璃、超细复合造孔剂及辅助分散剂，并混合均匀，得到生料辅材混合物；

S130、将生料主材混合物置于刚性容器中，并在刚性容器外壁施加超声波发生装置，启动超声波发生装置后将生料辅材混合物以污泥：水玻璃＝(42～72)：(1～5)的质量比例加入生料主材混合物中，并向其中加水至总混合物含水率8％～12％，持续搅拌直至混合均匀，超声波发生装置产生的超声波频率为25kHz～45kHz，对刚性容器内混合料的体积功率密度为0.3cm³～0.5w/cm³，得到混合料；

S140、让混合料在刚性容器中陈化30min～60min，在整个陈化过程中超声波发生装置保持开启状态，对刚性容器内的混合料持续施加超声波，得到生料。