[发明专利]一种高性能陶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶粒，尤其涉及一种高性能陶粒及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

陶粒具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高等性能方面，特别由于陶粒密度小，内部多孔，形态、成份较均一，且具有一定强度和坚固性，因而具有质轻，耐腐蚀和良好的隔绝性等特点。利用陶粒的这些优异的性能，可以将它广泛应用在建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料等方面。

陶粒按其密度和强度的不同可以分为超轻陶粒(堆积密度≤500kg/m³、陶粒混凝土强度5～15MPa)、普通陶粒(堆积密度500～700kg/m³、陶粒混凝土强度15～35MPa)、高性能陶粒(堆积密度700～900kg/m³、陶粒混凝土强度30～60MPa)。其中高性能陶粒是指强度较高、吸水率较低、密度较小的焙烧或免烧陶粒，国外一般称为高性能轻集料，而在我国也可称为高强陶粒。而在我国上述各种陶粒的应用比例情况为，陶粒混凝土小型砌块占75％左右，多数采用超轻陶粒和普通陶粒；陶粒混凝土板材(包括空心隔墙条板、复合保温墙板、楼板等)占11％左右，主要采用普通陶粒和超轻陶粒；而现浇高强陶粒混凝土(超高层框架建筑、大型桥梁工程等)占2.4％左右，全部采用高强陶粒，高强陶粒在结构工程中的应用，可降低构件自重25％左右，节约钢筋5％、降低综合造价3％～4％。另外，高强陶粒在桥梁工程中的应用，尤其是在软土地基、大跨度桥梁上的应用，更能体现出其技术经济的优势，可降低造价成本5％～15％。因此，高性能陶粒的优越性能，早已引起世界各国的关注。

目前，现有的高性能陶粒基本上是采用粘土、页岩等天然原料和粉煤灰烧制而成的。其中的粘土原料大部分取自耕地，不符合可持续发展的战略；另一方面，随着粉煤灰的综合利用率的大幅度提高，其价格也随之提高，相应的增加了陶粒的生产成本。而采用页岩烧成的页岩陶粒，虽然采用的页岩不占用耕地，但是由于各地区的页岩的化学组成情况不同，很难保证页岩陶粒的性能，也相应的增加了工艺难度，页岩陶粒的烧胀温度要高出粘土陶粒的烧胀温度200℃甚至更高，增加了生产能耗；另外，如果跨地区选用页岩，同样增加了生产成本，也不利于实际工业生产。为此，现有技术中有利用污泥中含有大量的有机质，可有效降低陶粒的烧胀温度，提高陶粒的烧胀系数，通过在页岩粉中掺入一定量的污泥或淤泥改善混合料的组成成份，从而使其烧制的陶粒成品具有更优良的性能，但是国内现有技术中利用污泥页岩烧制的陶粒，主要趋向于超轻陶粒的研究，其污泥的掺入量不超过10％(干基)，而页岩的掺入量在50％～95％，主要还是以页岩为主原料制成陶粒。其工艺过程中污泥的掺入量少，不能大量的消耗城市污泥，从而不能达到污泥资源化的最大化利用，且其工艺过程中的烧成温度也较高，介于1175℃～1225℃，大大的增加了生产能耗，不符合节能生产。

现有技术中也有采用淤泥、污泥为主原料制成陶粒及其陶粒的制备方法。如中国专利申请(公开号：CN：101747050A)一种利用城市污泥烧制高性能陶粒的方法，该方法包括以城市污泥、粉煤灰和河底淤泥为原料，将城市污泥、粉煤灰和河底淤泥按如下质量百分比进行混合，城市污泥30.0％～45.0％，粉煤灰20.0％～40.0％，河底淤泥20.0％～40.0％，将各原料按上述比例加入到预混搅拌机中搅拌，并以每100g混合料掺加45～50g水的比例加水搅拌至粘稠状后，制成生料球，充分干燥备用。然后将干燥后的生料球放入电阻炉中在700℃～800℃的温度下预热40～45分钟，再迅速转移至高温炉中，在1200℃～1250℃的温度下烧制30～35分钟，然后在15～20分钟内均匀降温至1130℃～1180℃，出炉冷却，即获得高性能陶粒成品。该方法虽然部分的解决了淤泥、污泥的综合利用问题，但是由于该方法采用粉煤灰原料，生产成本较高，而且其烧胀高温也较高，相应的增加了生产能耗，同样也增加了生产成本，不利用于工业化生产。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种高性能陶粒及其制备方法，具有陶粒原料组成合理、得到的陶粒性能好，而且该方法具有工艺过程简单、能耗低的目的。

本发明的目的之一是通过下列技术方案来实现的：一种高性能陶粒，该陶粒包括以下成份的重量百分数组成的原料制成：

淤泥：40％～60％；污泥：10％～20％；页岩：30％～40％；所述的生物污泥为脱水污泥。