[发明专利]一种轻质高强陶粒及其制备方法

说明书

本发明现提供一种轻质高强陶粒，原料包括固体原料和激发剂，重量份数分别为：固体原料100份，激发剂1‑15份，所述固体原料包括：粉煤灰100份，高铝粉煤灰、铝矾土和赤泥6‑18份；硅灰1‑5份；表面活性剂0.1‑3份；增塑剂6‑24份；所述激发剂包括碱金属氢氧化物5‑20份，碱金属硅酸盐80‑95份。本发明的轻质高强陶粒产品强度轻质高强，密度等级为700‑1100kg/m³，筒压强度可达10‑20MPa，不易受损；可制备轻骨料高性能混凝土，作为一种承重结构，可应用于建筑墙板、桥梁、管道等，具有极大的应用价值。

技术领域

本发明环保建筑、建材以及固体废弃物处理及资源化利用技术领域，具体涉及一种轻质高强陶粒及其制备方法。

背景技术

1、粉煤灰是燃煤发电的固体废弃物，我国年产粉煤灰约6亿吨，综合利用率约70％，每年都有大量积存，如果对这些粉煤灰不加以处理，会产生扬尘，直接污染大气，对人类的呼吸系统带来威胁；此外，如果粉煤灰被排入水系中，其中的有毒化学物质会污染生活用水，进一步地威胁人体的健康，因此将粉煤灰资源化利用受到国家和各地方政府的大力支持。

2、陶粒是一种人造轻质骨料，具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等，因而具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点。利用陶粒这些优异的性能，其可作为建材用基础材料，用于替代砂石作为混凝土原料生产轻质高强混凝土，或生产轻质墙板、陶粒自保温砌块、污水处理滤料、种植基质等，应用领域广泛。

3、传统陶粒生产大多采用粘土、页岩为主要原料经烧结而成，这势必会消耗大量的粘土等矿土，不利于保护山林植被和耕田，不符合可持续发展的原则。寻找一种废弃物作为原料来生产陶粒，成为当下研究的热点。

4、粉煤灰中含有较为丰富的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂0₃、CaO，与粘土中的化学成分相似，因此可烧制陶粒。如果利用粉煤灰作为原料来制备陶粒，能充分利用固体废弃物，变废为宝。

5、申请号为201510273757.2的中国专利《一种轻质高强陶粒及其制备工艺》中提出利用高岭土尾矿、煤矸石、粉煤灰作为原料制备轻质高强陶粒，其中粉煤灰用量为20-40份，筒压强度为10MPa以上，堆积密度为800-900g/cm³，但该方法粉煤灰用量低。

6、申请号为201410507652.4的中国专利《一种污泥粉煤灰高强陶粒及其制备方法》中提出利用污泥和粉煤灰为主要原料制备高强陶粒，其中粉煤灰用量为30-55份，筒压强度为3-6.3MPa，堆积密度为500-650kg/m³，该方法粉煤灰用量不高，且筒压强度较低。

7、申请号为200610086665.4的中国专利《轻质高强度粉煤灰陶粒配方》中提出由粉煤灰、粘结剂、外加剂制备轻质高强度粉煤灰陶粒，其中粉煤灰用量为55-70％，筒压强度可达7.3MPa，该方法粉煤灰用量较高，但筒压强度较低。

8、申请号为201510320491.2的中国专利《一种生物陶粒及其制备方法》中提出由粉煤灰、增塑剂、矿渣、造孔剂和液体激发剂制备生物陶粒，其中粉煤灰用量85％-95％，筒压强度为9-14MPa，该方法粉煤灰用量较高，但筒压强度较低，且液体激发剂具有强碱性，对设备和人体均会有不良影响。

目前高强陶粒存在的问题有：

1、筒压强度较低；

2、粉煤灰用量较低；

3、液体激发剂较为危险。

发明内容

本发明的目的提供一种筒压强度高，粉煤灰用量高的轻质高强陶粒及其制备方法。