[发明专利]一种高强煤矸石陶粒的制备

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料及其制备方法，具体涉及一种高强煤矸石陶粒及其制备方法。

背景技术

煤矸石是煤炭开采过程中，伴随煤炭而生产的一种材料，这种材料在经过选煤后被淘汰的一种废料，这种废料开采后堆积在矿山周边，占据大片土地，并经过常年的风吹雨淋日晒破坏了周边的自然环境。为解决这些煤矸石造成环境资源的破坏，亟待解决煤矸石的利用问题。目前，很多科研工作者都在积极研究利用这些煤矸石，但多以煤矸石作为骨料替代混凝土中的石子，生产建筑用混凝土，也有利用煤矸石生产陶粒，但是，大多数都是把煤矸石直接进行烧结，生产出碎石型陶粒，或者生产强度较低的煤矸石陶粒，这些陶粒虽然均符合GB/T17431-2010《轻集料及其试验方法》的标准，但是用煤矸石生产高强陶粒是煤矸石利用的关键问题。这个问题亟待解决。

中国专利CN01141408.1公开了“一种煤矸石陶粒及其制备方法”其中采用75-85%煤矸石掺入粘土、页岩、无烟煤粉烧结制备陶粒。中国专利CN1872783A公开了30-95%煤矸石，长石5-70%，石英0-5%，铁尾矿0-10，烧结制备陶粒。本发明涉及到的陶粒，采用自燃煤矸石和煤泥为主要原料，掺入粉煤灰、发泡剂和助剂等物质，烧结制备的陶粒在强度均优于前人成果，筒压强度可达到8.28MPa。

发明内容

本发明的目的在于克服现有煤矸石陶粒生产技术存在的不足，通过研发改进，提供一种以煤矸石为主要成分的高强煤矸石陶粒及其制备方法。该陶粒可以提高现有煤矸石陶粒的技术性能。

本发明的技术方案是：一种高强煤矸石陶粒，其特征是：其组分及其重量份为：煤矸石粉70-90%，粉煤灰粉煤灰：6-22%%，发泡剂3-7%，助剂0.5-1%；烧结温度制度为：烘干105°C土5°C下干燥1h , 预热450-550°C下预热15min,   烧结1150°C快速冷却。本发明的配方是经过反复试验取得的，其配方对实现本发明很重要。

首先把煤矸石磨细，用0.16mm筛子进行过筛，然后按所述重量份称取煤矸石、粉煤灰、碳酸钠、二氧化锰；首先将各种原材料按比例称重后混匀加水润湿成球，然后放在105土5℃烘干，干燥后将样品放入炉内烧结，预烧450-550℃，保温10-20min,再然后快速升温至1050-1200℃，快速冷却后即制成样品。

本发明的优点是：

本发明涉及到的陶粒，采用自燃煤矸石和煤泥为主要原料，掺入粉煤灰、发泡剂和助剂等物质，烧结制备的陶粒在强度均优于前人成果，筒压强度可达到8.28MPa。

具体实施方式

实施例1

称取煤矸石粉7.0kg,粉煤灰2.5 kg，发泡剂0.4 kg，助剂0.1 kg；烧结温度制度为：烘干105°C土2°C下干燥1h , 预热500°C下保温15min,   烧结1100°C快速冷却到。

  实施例2

称取煤矸石粉7.6kg,粉煤灰1.8 kg，发泡剂0.5 kg，助剂0.1 kg；烧结温度制度为：烘干105°C土2°C下干燥1h , 预热500°C下保温10min,   升温烧结1150°C，快速冷却。

实施例3

称取煤矸石粉8.2kg,粉煤灰1.0 kg，发泡剂0.6 kg，氧化锰0.1 kg；烧结温度制度为：烘干105°C土5°C下干燥1h , 预热450°C下保温20min,  升温烧结1150°C，快速冷却。

实施例4

    称取煤矸石粉8.6kg,粉煤灰1.0 kg，发泡剂0.3 kg，助剂0.1 kg；烧结温度制度为：烘干105°C土5°C下干燥1h , 预热450°C下预热15min,  升温烧结1120°C，快速冷却。

试验标准按照GB/T17431-2010《轻集料及其试验方法》

表1  煤矸石陶粒性能

根据试验结果可知，实验方案4当按照煤矸石86%,粉煤灰10%，发泡剂3% kg，助剂1% kg；制备陶粒，并按照烘干105°C土5°C下干燥1h , 预热450°C下预热10min,  升温烧结1120°C，快速冷却的烧结制度生产的煤矸石陶粒，其筒压强度为8.28 MPa，吸水率为2.8%，堆积密度1096 Kg/m³。