[发明专利]一种无机多层功能性蓄水陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无机多层功能性蓄水陶粒及其制备方法，属于水土保持领域。所述蓄水陶粒具有较大的外孔和较小的内孔，这样吸水后的蒸发过程中，水分不易通过毛细管力渗透到表面，有助于在相同的吸水条件下保持水分，从而提高陶粒的蓄水性能，所述制备方法通过配制原料与不同尺寸碳粉制备不同层原料，再通过逐层包覆的方法成型，然后烧结制备内部孔隙小，外部孔隙大的多层陶粒。由于其吸水性好，蓄水性能优异、失水缓慢、造价低、耐用性好、能重复利用，可被广泛应用。

技术领域

本发明涉及水土保持技术领域，特别是涉及一种无机多层功能性蓄水陶粒及其制备方法。

背景技术

水资源是人类赖以生存和发展的、不可替代的自然资源。由于气候变化及环境承载能力的原因，导致“逢雨必涝、雨后即旱”水资源紧缺等问题频现。特别是干旱地区的储水工作尤其重要，其中蓄水材料的开发与使用，一直是研究热点。但是现有的吸水蓄水材料要么存在成本非常高、易分解等问题，要么存在稳定性和耐盐性较差、使用寿命短等不足。

陶粒作为一种常见的再生骨料，在建材行业中被大量应用，而它本身成本低、耐久性好、强度高、环保型好的特点使其可以被大量应用于别的领域，同时陶粒的多孔结构，使其具有一定的蓄水能力，因此可作为水土保持的吸水保水性材料，有很多的陶粒吸水产品也应运而生。然而这些陶粒往往通过掺和造孔剂增多陶粒的吸水孔，这样虽然可以提高陶粒的吸水性，陶粒吸水多而快，但是失水同样很快，难以真正起到蓄水的作用。目前仍然缺乏一种可以适用于目前中国水土保持对低成本、高效、耐盐耐碱、环保、可循环使用的需求产品。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提出一种无机多层功能性蓄水陶粒及其制备方法。每层原料中添加不同粒径的造孔剂，在烧结制备时，造孔剂在高温下被移除，留下孔隙，这样可以制备出内部孔径小，外部孔径大的多层陶粒；由于该结构具有较大的外孔和较小内孔，这样吸水后的蒸发过程中，水分不易通过毛细管力渗透到表面，有助于在相同的吸水条件下保持水分，从而提高陶粒的蓄水性能。该方法制备的陶粒吸水性好，保水性能优异、失水缓慢、造价低、耐用性好、能重复利用，可用于水土保持领域。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种无机多层功能性蓄水陶粒，所述蓄水陶粒为多层核壳结构，所述蓄水陶粒内部含有孔状结构，所述孔状结构的孔径从核的内部向外逐渐增大。

本发明提供一种所述的无机多层功能性蓄水陶粒的制备方法，包括以下步骤：在多层结构陶粒的制备过程中，每层原料中添加不同粒径的造孔剂，在烧结制备时，制备内部孔隙小，外部孔隙大的多层陶粒。无机多层功能性蓄水陶粒在每层原料中添加不同粒径的造孔剂，在烧结制备时，造孔剂在高温下被移除，留下孔隙，这样可以制备出内部孔隙小，外部孔隙大的多层陶粒；因为该结构具有较大的外孔和较小的内孔，有助于在相同的吸水条件下保持水分，可作为海绵城市、干旱地区地表储水等的基本单元，也可用于需要水分长期缓慢释放的水土保持领域。

进一步的，所述的无机多层功能性蓄水陶粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)选择在高温下可移除材料作为造孔剂，通过筛分得到不同颗粒尺寸的造孔剂；

(2)选用无机材料作为蓄水陶粒的主要材料；

(3)在制备原料时，将准备好的无机材料及筛分后的可移除材料均匀混合，根据可移除材料的粒径不同，分成不同层原料；

(4)按照内部可移除材料粒径小，外部可移除材料粒径大的原则，运用圆盘包覆法将不同层原料逐层包裹成型，制成陶粒坯体；

(5)将陶粒坯体陈化24h；

(6)将陈化好的陶粒坯体进行烧结，最终烧制成无机多层功能性蓄水陶粒。

进一步的，所述高温下可移除材料包括无机可燃物，有机可燃物，有机固废或可升华物质。