[发明专利]一种吸音陶粒及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种吸音陶粒及其制备方法和应用，属于建筑技术领域。本发明的吸音陶粒具有轻质、高强、孔径小且均匀、成本低等特点，堆积密度为600～1100kg/m³，圆度和球度均≥0.8，筒压强度为5～10MPa，孔隙率＞40％，平均孔径为0.1～500μm，显孔率为5～65％，1h吸水率为5～35％。本发明的吸音陶粒中，90％以上的原料为工业固废或建筑固废，制备成本低，本发明的吸音陶粒吸音性能优异，可制作高性能陶粒吸音板或轻骨料高性能混凝土，为工业固废和建筑废料的资源化利用提供了有效途径。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种吸音陶粒及其制备方法和应用。

背景技术

陶粒是一种人造轻骨料，具有轻质、高强、耐腐蚀、抗震性好、空隙率高和保温性能好等特点，因而被广泛应用于建材、化工过滤、石油开采等领域。目前，用于建材的陶粒占陶粒总产量的70％以上，传统生产陶粒的原材料紧缺，价格昂贵，致使陶粒产业的附加值低，产业规模萎缩，急需寻找新的原材料及高附加值制备工艺，提高陶粒产业的附加值。

随着陶粒材料性能的不断研究，其应用扩大至声学降噪领域。陶粒的吸音性能在于通过一定的成球工艺，使陶粒由内至外产生大量连通的微小孔隙。根据小孔吸音的原理，入射声波进入微小孔隙内部，引起空气振动，使得空气摩擦与粘滞，声波由动能不断转化为热能，使声波能量逐步衰减，达到降低噪声的目的。因此，陶粒的孔隙率及孔形状对于陶粒的降噪性能具有很大影响。

近些年来，由于现有降噪措施无法满足相关标准，高铁、地铁等交通工程开始逐渐使用陶粒吸音板、声屏障，使得轨道噪音大大降低，陶粒吸音板大有逐渐推广之势。在高铁和地铁建设工程中，陶粒用于声屏障和吸音板用量巨大，每公里道路的声屏障或吸音板需陶粒200方。相对于以往陶粒主要用作建材，将陶粒用于生产吸音板使得陶粒具有更高的产业附加值。

然而，现有陶粒的性能存在以下主要问题：一是无法做到轻质高强，现有大部分陶粒可达到规范对轻集料低密度的要求，但筒压强度较低，仅为2MPa左右，不仅不能保证混凝土建筑物的耐久性，更加不能抵抗轨道高强气流的冲击力；二是现有陶粒均为普通轻质陶粒，一般都不具有大量微小连通的空隙，显孔率偏低，孔大小不等，均匀性差，陶粒的降噪性能十分有限，无法满足建筑吸音产品的相关要求；三是现有陶粒的球度和圆度不够，大都为椭球状或者是棱角状，对降噪效果有较大影响。因此，急需研发出一种价格低廉且轻质高强的吸音陶粒，满足建筑工程，特别是轨道交通工程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸音陶粒及其制备方法和应用，该吸音陶粒显孔率高，孔径均匀，具有优异的吸音性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种吸音陶粒，包括以下质量百分含量的制备原料：赤泥15～45％，煤矸石30～70％，废弃石膏粉0.1～30％，建筑废料0～50％，废弃石粉0.1～30％，废弃木屑1～30％，碳酸氢铵0.01～10％；

所述吸音陶粒的制备方法，包括以下步骤：

将赤泥、煤矸石、废弃石膏粉、建筑废料、废弃石粉、废弃木屑和碳酸氢铵混合，得到混合物料；

将所述混合物料依次进行成球、烘干和烧结，得到吸音陶粒；

所述烧结包括：自室温第一升温至300～500℃，恒温10～60min；第二升温至700～900℃，恒温10～60min；再第三升温至900℃～1300℃，恒温10～150min。

优选的，所述赤泥中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO₂5～40％，Al₂O₃5～30％，CaO 1～50％，Fe₂O₃5～30％，MgO 0.01～10％，TiO₂0.01～20％。