[发明专利]一种芯-壳结构固化淤泥免烧陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种芯‑壳结构固化淤泥免烧陶粒及其制备方法，所述陶粒由芯材和壳体材料组成，芯材由磷酸盐、过烧氧化镁、粉煤灰、硅灰、干化淤泥、轻质颗粒、硼砂、萘系减水剂、水组成，各组分质量比例为13.00%～13.49%、11.46%～12.27%、3.07%～5.52%、3.05%～3.68%、33.12%～32.51%、0.012%～0.025%、3.052%～3.078%、1.22%～1.23%、29.44%～30.67%；壳体材料由普通硅酸盐水泥、硅灰、碳酸钠、硫酸钠、HPMC、丙烯酸乳液、萘系减水剂、水组成，各组分质量比例为44.90%～48.79%、5.10%～9.04%、0.51%～0.60%、0.51%～0.60%、0.005%～0.006%、1.015%～3.624%、1.02%～1.20%、36.14%～45.92%。该免烧陶粒通过芯材成球、壳体材料包覆、加热固化得到；该免烧陶粒绿色节能、吸水率低、球形度好，工艺简单，避免了烧结陶粒耗能大、排放高、回转窑炉造价与维护成本高等缺点。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种芯-壳结构固化淤泥免烧陶粒及其制备方法。

背景技术

淤泥会破坏湖泊生态系统、影响航运，疏浚淤泥如不能资源化利用，会导致二次环境污染，目前淤泥资源化利用重要途径是作为陶粒生产的原料。

中国专利2018105188782公开了使用粉煤灰，水厂污泥，造纸厂污泥，污水厂污泥按一定比例加水混合成球，并多段升温加热制成粉煤灰污泥陶粒的方法，该专利有利于解决污泥废弃料处理。中国发明2018106632639公开了使用铝污泥，玻璃粉，鸡蛋壳和粉煤灰等原料，通过干燥，预热，烧结和冷却制成铝污泥陶粒的方法，该发明运用铝污泥和玻璃粉代替黏土，有效得降低了陶粒制作和铝污泥处置成本。申请号2018106762806的中国发明专利申请文件，将废渣胶结材料，工业废石膏，外加剂等按一定比例制得混合原料，通过碾压，养护制得废渣免烧陶粒，在废物利用，节约资源方面做了有益尝试。申请号2018104828315的中国发明专利申请文件公开了使用钢渣，矿渣粉，水泥，铝粉膏为主要组成材料，经配料进行烘干、球磨粉碎，放入成球机，喷雾加水，养护成型制得含钢渣和矿渣的免烧陶粒，有效的资源化利用钢渣和矿渣，节能环保。

现有技术虽然取得了一定的进步，但尚存在以下问题：

(1)烧结陶粒方面，虽然大量采用固体废弃物作为原料、降低了陶粒成本，但陶粒仍然需要高温烧结制备，未能从根本上解决耗能、污染问题。

(2)免烧陶粒避免了耗能、污染问题，但基本上采用将制备好的陶粒进行表面涂抹所需原料，但存在耐水性差，可靠度低问题；

(3)由于普通陶粒具有吸水性，这导致陶粒混凝土体积稳定性差，严重的会导致结构物的开裂，对结构物的使用性、安全性造成潜在危害。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的是提供一种芯-壳结构固化淤泥免烧陶粒及其制备方法，解决淤泥陶粒的环境污染问题、吸水问题与耗能问题。

本发明的技术方案是：一种芯-壳结构固化淤泥免烧陶粒，呈芯-壳结构，由芯材与壳体材料组成，按重量百分比计，其中，芯材包括如下组分：13.00％～13.49％磷酸盐、11.46％～12.27％过烧氧化镁、3.07％～5.52％粉煤灰、3.05％～3.68％硅灰、33.12％～32.51％干化淤泥、0.012％～0.025％轻质颗粒、3.052％～3.078％硼砂、1.22％～1.23％萘系减水剂、29.44％～30.67％水；壳体材料包括如下组分：44.90％～48.79％普通硅酸盐水泥、5.10％～9.04％硅灰、0.51％～0.60％碳酸钠、0.51％～0.60％硫酸钠、0.005％～0.006％HPMC、1.015％～3.624％丙烯酸乳液、1.02％～1.20％萘系减水剂、36.14％～45.92％水。

优选的，所述磷酸盐为磷酸二氢氨或磷酸二氢钾中的任一种。