[发明专利]一种蒸压蛋壳砂的制备方法

说明书

本发明公开了一种蒸压蛋壳砂的制备方法，由大宗工业固废粉煤灰、炉渣、电石渣为原料，经制坯、蒸压反应、整形、干燥后得到。蛋壳砂壳体坚硬、球度好、粒经可控、壳厚可控，能满足未来精密化、轻质化、高强化建材之原料需求。

技术领域

本发明公开了一种蒸压蛋壳砂的制备方法，以粉煤灰、炉渣、电石渣为原料，经制坯、蒸压反应、整形、干燥后得到。属硅酸盐类，蒸压养护轻质建筑材料、人造空芯石、人造空芯砂，属大宗工业固废综合利用。

背景技术

人造莫来石技术衍生的加气混凝土，尤其是加气块，应用极其普遍。满足建筑市场需求同时消化了大量工业固废，是一举两得的建材项目。但伴随建筑节能，装配式建筑，保温与建筑同寿命等新技术推广，加气块已不能满足严寒区自保温砌块的技术指标，落入被迫升级或被迫淘汰的境地。具有空芯和致密壳体的蛋壳结构，具有很好的结构强度，一个孔，一个孔，一个壳，一个壳，制造出类似蛋壳堆砌的加气块，很明显，这样的加气块各项指标均能达标，但同样也很明显，没有可以批量工业化生产的类似技术。如果能够制备具有空芯结构类似于蛋壳的蛋壳砂，不仅上述问题迎刃而解，而且这种蛋壳砂也将成为未来精细化、轻质化、高强化的优良建材原料。

陶粒具有蛋壳砂的某些相似性，但其内部结构浪费了有限的质量，陶粒的比表面积很大，结构酥松。蛋壳砂将所有的质量都集中在质密而坚硬的壳上，蛋壳砂内部干净利落，壳体密实度很高。对于目前市场所需的容重小于350公斤，而强度大于等于5MPa的产品，陶粒基本无法做到，因为上述容重的陶粒已经难以实现5MPa的抗压强度。蛋壳砂以合适的粒径，合理的级配，适当的壳厚度是可以实现上述目标的。

发明内容

以大宗工业固废为原料，经蒸压反应形成莫来石相的人造石技术是成熟的。而要解决的问题是以这种成熟的材料技术，制备出壳体薄而密实，强度高且体积大的内部中空的蛋壳砂，却没有相似的技术，尤其是粒径可控，壳厚度可控的高强蛋壳砂。

硅胶空心球的产业化，为以硅钙材料制备蛋壳砂，提供了可能。硅胶空心球以无机硅凝胶为原料，经挤出造粒，再经高温发泡形成。产品具有球度好，粒经一致性好的特点。特别的该产品主要成份是高活性氧化硅，这种高活性氧化硅在高碱环境中可以缓慢溶解，溶解后形成的硅酸能够与钙质原料迅速反应，生成硅酸钙从而形成早期强度。

实验在滚筒搅拌机中进行，首先将硅胶空心球投入滚桶搅拌机，接着加入混合好减水剂的去离子水，缓慢加入研磨好并过100目筛的硅钙粉料，粉料开始附着在硅胶空心球上形成壳体，继续搅拌一段时间，预制好的蛋壳砂坯体已经有了一定强度。似乎一切顺利。然而，将上述制备好的蛋壳砂装入模箱，送入反应釜开蒸汽加压，蒸养完成后取出模箱，结果却不尽人意，蛋壳砂全部粘在了一起，无法完整的分离。尝试了各种隔离方法，最后选择了以碳酸钙为隔离剂，得到了可以简单分散的蛋壳砂。

在此基础上，研究了各种减水剂，选择了聚羧酸减水剂为优选，明确了去离子水与聚羧酸减水剂的配比关系。进一步优化了壳厚度、粒径、颗粒数量与水、减水剂、硅钙粉体料之间的关系，得到了密实度很高的壳体。得出：粒径之半径r与数量为n的硅胶空心球，加入0.15 nr²～0.25 nr²质量的去离子水与聚羧酸减水剂的混合液体，搅拌同时缓慢加入0.4nr²～0.8nr²质量研磨好的硅钙粉，继续搅拌3min以上裹覆成球壳，之后搅拌同时缓慢加入0.003 nr²～0.006 nr²质量的碳酸钙，上述混合液体是去离子水5质量份与聚羧酸减水剂0.1～0.65质量份的混合液体，研究了硅胶空心球在上述混合物料中溶解并与物料中钙质原料反应的时间，以及形成壳体强度的时间，硅胶空心球在混合液体中并不溶解，在粉体料加入后开始溶解同时反应，其反应速率大于溶解速率，在浆料很稀或搅拌器物料过多时都会垮塌，粉体料加料时间≤6 min而且不能一次性加入，从粉体加料到成坯时间控制在9～12min，此时形成了完整的成坯工艺。