[发明专利]非烧结粉煤灰陶粒及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于轻混凝土的非烧结粉煤灰轻骨料及其制造方法，特别是非烧结粉煤灰陶粒及其制造方法。

1989年6月14日，中国专利局发明专利公报上公告了一名称为《非煅烧粉煤灰轻骨料制作方法》的发明专利申请，申请号：86106928，审定号：CN1004482B。该专利申请是一种利用粉煤灰为主要原料，外加粉煤灰硅铝酸盐水泥熟料和二水石膏制造混凝土轻骨料的方法，用这种方法制造轻骨料，使用粉煤灰多，有利于对工业废料粉煤灰的综合利用，保护环境，并且使用这种方法不必进行烧结，节约能源。但是，用这种方法制造的轻骨料碱度低、表面密实度低、强度低、耐磨性差、表面易起砂、不抗碳化，影响它在砼中与其它组分的粘结。另外，这种轻骨料的混合料的细度在8％(0.08mm方孔筛余量)以下，研磨时生产效率低、耗电量大，增加了生产成本。

本发明的目的是提供一种碱度高、强度高、抗碳化并且成本低的非烧结粉煤灰陶粒。

本发明的另一目的是提供一种制造非烧结粉煤灰陶粒的方法，该方法节省能源、降低成本、提高生产效率。

本发明的目的是这样实现的，用于混凝土的非烧结粉煤灰陶粒，它的特殊之处是，它具有球形内核1和附着在内核1外面的外壳2。其中：

a.内核1的组成(重量％)为：

84-90粉煤灰

8-13普通硅酸盐水泥

1-2.2石膏

1-1.2混凝土外加剂

b.外壳2采用普通硅酸盐水泥。

粉煤灰的化学成份比较复杂，但它们有一个共同点，即除去碳外，成份中主要为氧化硅(SiO₂)和氧化铝(Al₂O₃)，一般占总量的65-85％，这是粉煤灰产生化学属性的主要成份。粉煤灰中的活性SiO₂、Al₂O₃本身无活性，必须在碱性介质条件下，受激发而水化，硬化具有胶凝性能。普通硅酸盐水泥中C₃S含量较多，选用普通硅酸盐水泥作碱性激发剂，C₃S在粉煤灰中Si-O(硅氧四面体)周围水化生成CSH(B)或C₂SH.C₂SH₂(A)的同时析出较多Ca(OH)₂。C₃S越多，水化时形成C₂SH₂.C₂SH越多，同时析出Ca(OH)₂也多，构成高碱性介质，对粉煤灰中硅氧四面体Si-O键的溶蚀激发的机率也多，使硅氧四面体逐步受到破坏。在生成新水化物的同时，溶出Al₂O₃等。为更进一步使粉煤灰活性激发，需要有与碱性激发剂相适应的硫酸盐激发。石膏中具有可容性CaSO₄，可以作为硫酸盐激发剂。石膏在碱性激发剂的介质中，溶出SO₃^--，它与介质中的Ca(OH)₂、Al₂O₃(粉煤灰中的Al₂O₃)共同化合生成水化硫铝酸钙(即E盐)，同时析出Al(OH)₃铝胶，并迅速连接新生成的CSH，使水化体很快致密，发挥强度作用。碱性激发剂、硫酸盐激发剂加入量越多，陶粒的胶凝性能越好，尤其是碱性激发剂的加入量对其性能影响更明显。但是，过多的加入碱性激发剂普通硅酸盐水泥，会增加陶粒的成本。为了更多地利用粉煤灰，降低成本，本发明中内核1的材料中加入了混凝土外加剂作为活性剂，它可以对陶料起到早强、增强的作用。本发明在粉煤灰、普通硅酸盐水泥、石膏和混凝土外加剂之间选择了一个合理的配比范围，使本发明陶粒在满足各种性能指标的前提下，降低了成本。内核1的外面包一层普通硅酸盐水泥外壳2，一方面外壳2的水泥对内核1表面的粉煤灰有强烈的激发作用，另一方面，在陶粒的养护过程中，外壳2的水泥迅速水化，其反映简式为：，在水泥硬化过程中，生成网状结构的同时，放出Ca(OH)₂，这些C₂SH₂、Ca(OH)₂和水泥中的C₃A、C₄A₃S、C₁₁AT.CaF₂可进一步水化硬化，充填于网状结构之中，改变了陶粒表面的组成和结构，形成密实、坚硬的薄壳。这层薄壳大大提高了陶粒表面碱度和密实度，提高了强高，增强了抗碳化、耐磨损等能力。