[发明专利]一种双层免烧陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双层免烧陶粒，主要由填充层和加强层构成，所述填充层主要由微珠球组成，所述微珠球采用微珠和界面剂制成，所述加强层主要由不锈钢渣、外加剂和水组成。该双层免烧陶粒能消耗掉大量不锈钢渣，还能固化部分二氧化碳，可以实现不锈钢渣的高值化利用和节能减排，且各项性能满足国家标准的相关要求。本发明还公开了上述双层免烧陶粒的制备方法，该制备方法工艺简洁，能耗和生产成本低，生产周期短。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种双层免烧陶粒及其制备方法。

背景技术

免烧陶粒是一种人造轻质骨料，不需要经过高温烧结，主要依靠其原料自身的性质，经养护后，发生一系列的物理化学变化，生产的产物使各分子连接起来，形成稳定的化合物，具有容重轻、保温隔热、强度高、导热性低等优点，符合节能减排、绿色生产的要求。近些年，免烧陶粒所需要的原材料逐步涉足于工业废料以及垃圾废料的领域当中，应用范围逐渐扩展建筑领域、环保材料、饰品领域等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层免烧陶粒，该双层免烧陶粒能消耗掉大量不锈钢渣，还能固化部分二氧化碳，可以实现不锈钢渣的高值化利用和节能减排，且各项性能满足国家标准的相关要求。

本发明的目的还在于提供上述双层免烧陶粒的制备方法，该制备方法工艺简洁，能耗和生产成本低，生产周期短。

本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种双层免烧陶粒，主要由填充层和加强层构成，所述填充层主要由微珠球组成，所述微珠球采用微珠和界面剂制成，所述加强层主要由不锈钢渣、外加剂和水组成。

优选的，所述微珠为玻化微珠、膨胀珍珠岩和聚苯颗粒的一种或几种，所述微珠粒径范围为0.5～2mm，堆积密度为80～150kg/m³。

优选的，所述界面剂为三乙醇胺、聚苯乙烯和聚合醇胺的一种，其掺量为微珠总质量的5～10％。

优选的，所述微珠球的粒径在4.75mm以下。

优选的，所述不锈钢渣为冶炼不锈钢过程中排放的工业固体废弃物，排放过程中未采用急冷工艺，在排放过程中有大量的β-C₂S转化为γ-C₂S，同时伴有粉化现象，矿物组成中γ-C₂S含量不低于70％，且粒径低于45μm占比不低于90％。

优选的，所述外加剂为聚乙烯醇，其用量为不锈钢渣总质量的0.5～1.5‰。

优选的，所述水的用量为不锈钢渣总质量的13～16％。

优选的，所述双层免烧陶粒的粒径为20～30mm。

本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：上述双层免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)预处理：首先选取微珠，将界面剂喷洒在微珠表面混合均匀后，依次过9.5mm、4.75mm的圆孔套筛，制得微珠球备用，然后将不锈钢渣进行陈化处理，称取不锈钢渣，加入部分水置于水泥搅拌机搅拌均匀后陈化12～24h后备用；

(2)制球：将步骤(1)中的微珠球、陈化处理后的不锈钢渣粉料投入圆盘造粒机中，固定好造粒机的倾斜角和转速，并向混合料中纳米喷雾用余量水配制的外加剂溶液，使成球粒径达到20～30mm；

(3)养护：将制备的陶粒置于碳化反应釜中进行碳化养护，二氧化碳分压控制在0.1～0.3MPa，碳化时间为3～7d，陶粒碳化后干燥至恒重，即制得双层免烧陶粒。

在该双层免烧陶粒的制备方法中：优选的，步骤(1)中部分水的用量占不锈钢渣总质量的9～11％；步骤(2)中圆盘倾斜角为45°，圆盘转速控制在30～35r/min。