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1、(10)申请公布号 CN 102329125 A (43)申请公布日 2012.01.25 CN 102329125 A *CN102329125A* (21)申请号 201110172550.8 (22)申请日 2011.06.24 C04B 33/135(2006.01) (71)申请人 淮阴工学院 地址 223001 江苏省淮安市清河区北京北路 89 号 (72)发明人 刘雪梅 杜卫刚 马喜君 蒋金龙 许晨红 (74)专利代理机构 淮安市科翔专利商标事务所 32110 代理人 韩晓斌 (54) 发明名称 水热法改性粉煤灰制备高强膨胀陶粒的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种水热法改性粉。
2、煤灰制备高 强膨胀陶粒的方法, 该方法以粉煤灰为原料, 通过 对粉煤灰进行水热法改性获得粘性及塑性适宜的 粉煤灰泥料, 粉煤灰泥料再经造粒及煅烧制得高 强膨胀陶粒。本发明以水热改性操作替代了传统 工艺中粘结剂、 增塑剂及助熔剂的添加, 节省了原 料成本, 降低了烧成温度, 并在强度、 吸水性及耐 磨性等方面显著提升了膨胀陶粒的性能。该高 强膨胀陶粒除了可制成墙板、 砌块、 砖等墙体材料 外, 还可用作保温隔热材料、 轻质高标号混凝土及 水处理滤料等多种用途, 具有广阔的市场前景。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2。
3、 页 CN 102329133 A1/1 页 2 1. 水热法改性粉煤灰制备高强膨胀陶粒的方法, 其特征在于 : 该方法以粉煤灰为原 料, 通过对粉煤灰进行水热法改性获得粘性及塑性适宜的粉煤灰泥料, 粉煤灰泥料再经造 粒及煅烧制得高强膨胀陶粒 ; 具体步骤为 : (1) 对粉煤灰进行水热法改性 ; (2) 将改性后的粉煤灰中多余水分在 100下蒸除, 得到塑性与粘性适宜的粉煤灰泥 料 ; (3) 将粉煤灰泥料放入挤压滚圆造粒机中, 制备所需粒径的生料球, 自然晾干 24h ; (4) 将生料球放入烧结窑内焙烧, 焙烧温度 950 1050, 焙烧时间 10min 15min。 2. 根据权利要。
4、求 1 所述的水热法改性粉煤灰制备高强膨胀陶粒的方法, 其特征在于 : 水热法改性是指将粉煤灰与35mol/L的NaOH溶液以1:1的质量固液比混合, 80100 水浴加热, 水浴时间 1 3h。 权 利 要 求 书 CN 102329125 A CN 102329133 A1/2 页 3 水热法改性粉煤灰制备高强膨胀陶粒的方法 技术领域 0001 本发明涉及陶粒的制备方法, 特别涉及一种水热法改性粉煤灰制备高强膨胀陶粒 的方法, 属于建筑材料技术领域。 背景技术 0002 众所周知, 膨胀陶粒是用于土木建筑工程混凝土的无机轻集料。以膨胀陶粒为骨 料制备的混凝土具有轻质、 高强、 良好的隔热、。
5、 隔音等诸多优良性能。目前市场上的膨胀陶 粒主要有粘土陶粒、 页岩陶粒及粉煤灰陶粒, 三种产品在性能方面无显著差异, 而粉煤灰膨 胀陶粒因取材于电厂固体废弃物, 兼具环境效益与经济效益, 从而更具发展前景。 0003 现有的粉煤灰膨胀陶粒制备方法主要为 : 以粉煤灰为主要原料, 添加粘结剂、 增塑 剂、 助熔剂及膨胀剂等组分, 或者将粉煤灰与其它具有粘结性、 助熔性及膨胀性的矿物组分 混合, 通过造粒煅烧工艺制得膨胀陶粒。该工艺方法主要存在以下不足 :(1) 所需配料的 添加量较大, 以粘土添加为例, 在较成功的制备配方中, 粘土所占比例不得低于 35%, 专利 CN1454870A 公开的一。
6、种页岩和粉煤灰混合制备膨胀陶粒的制备工艺中, 页岩添加比例为 20% 70%, 配料的大量添加导致粉煤灰用量比例降低, 产品的成本增加, 环保效应也大打 折扣 ;(2) 烧成温度较高, 在现有粉煤灰膨胀陶粒制备工艺中, 烧成温度均在 1100以上, 有的甚至要达到 1350左右, 所需能耗较高 ;(3) 陶粒制品的强度较低, 难以用于制备高性 能的建筑材料。 0004 目前, 采用水热法改性粉煤灰在低于 1100的焙烧温度下制备高强耐磨、 吸水率 低的高性能膨胀陶粒的工艺方法还未见报道。 发明内容 0005 本发明的目的在于 : 提供一种水热法改性粉煤灰制备高强膨胀陶粒的方法, 通过 对粉煤灰。
7、进行水热法改性, 替代粘性剂、 助熔剂和膨胀剂的添加及其它矿物资源的使用, 显 著降低膨胀陶粒的烧成温度, 并全面提升粉煤灰膨胀陶粒的品质。 0006 本发明的技术解决方案为 : 以粉煤灰为原料, 通过对粉煤灰进行水热法改性获得 粘性及塑性适宜的粉煤灰泥料, 粉煤灰泥料再经造粒及煅烧制得高强膨胀陶粒 ; 具体步骤 为 : (1) 对粉煤灰进行水热法改性 ; (2) 将改性后的粉煤灰中多余水分在 100蒸除, 得到塑性与粘性适宜的粉煤灰泥料 ; (3) 将粉煤灰泥料放入挤压滚圆造粒机中, 制备所需粒径的生料球, 自然晾干 24h ; (4) 将生料球放入烧结窑内焙烧, 焙烧温度 950 1050。
8、, 焙烧时间 10min 15min。 0007 其中, 水热法改性是指将粉煤灰与 3 5mol/L 的 NaOH 溶液以 1:1 的质量固液比 混合, 80 100水浴加热, 水浴时间 1 3h。 0008 通过水热改性操作, 一方面可使粉煤灰中硅铝酸盐网络高聚体解聚, 活性组分溶 出, 并与 NaOH 生成硅酸钠及铝酸钠, 使粉煤灰泥料具有适宜的粘性, 另一方面粉煤灰中大 说 明 书 CN 102329125 A CN 102329133 A2/2 页 4 量光滑致密的玻璃微珠结构被破坏, 形状的改变及表面的粗糙化使得泥料的塑性得到加 强 ; 在焙烧过程中, 改性粉煤灰中的 Na+与莫来石。
9、体系中电负性较强的 O 发生作用, 生成低 熔点的霞石矿物, 霞石的生成能够显著降低烧成温度, 提高产品强度。 0009 与现有技术相比, 本发明具有以下优势 : 1、 本发明方法制备的陶粒具有高强度、 低吸水率及超轻密度等多重优良品质, 属于高 性能陶粒。 0010 2、 本发明中膨胀陶粒的烧成温度在 1000左右, 显著低于现有公开的膨胀陶粒的 烧成温度。 0011 3、 通过水热改性可实现增粘、 增塑、 降低熔点及提高强度四种功效, 无需大比例添 加粘土等无机矿物成分, 提高了粉煤灰的利用率, 降低了生成成本。 具体实施方式 0012 下面结合具体的实施例对本发明的技术解决方案做进一步的。
10、描述, 这些实施例不 能理解为是对技术解决方案的限制。 0013 实施例 1 : 首先, 取某发电厂粉煤灰为原料, 其化学组分为 : SiO247.04%、 Al2O333.57 %、 Fe2O37.1%、 CaO5.91%、 MgO2.13%、 Na2O1.27%、 K2O0.55% ; 然后, 将 NaOH 配置成 浓度为 3mol/L 的溶液, 以 1:1 的质量固液比投加粉煤灰, 在 100水浴加热 1h, 并于 100 蒸除多余水分, 得到粘性与塑性适宜的改性粉煤灰泥料 ; 其次, 通过挤压滚圆造粒机制备粒 径为 6mm 左右的生料球, 自然晾干 24h ; 最后, 生料球放入烧结窑。
11、中, 于 1050焙烧 10min。 制备陶粒的膨胀率为 3.01%, 强度为 28MPa, 吸水率为 0.6%, 堆积密度为 430kg/m3。 0014 实施例 2 : 首先, 取粉煤灰原料, 原料与实施例 1 相同 ; 然后, 将 NaOH 配置成浓度为 4mol/L 的溶 液, 以1:1的质量固液比投加粉煤灰, 在90水浴加热2h, 并于100蒸除多余水分, 得到粘 性与塑性适宜的改性粉煤灰泥料 ; 其次, 通过挤压滚圆造粒机制备粒径为 6mm 左右的生料 球, 自然晾干24h ; 最后, 生料球放入烧结窑中, 于1000焙烧 12min。 制备陶粒的膨胀率为 3.36%, 强度为 2。
12、6MPa, 吸水率为 0.2%, 堆积密度为 392kg/m3。 0015 实施例 3 : 首先, 取粉煤灰原料, 原料与实施例 1 相同 ; 然后, 将 NaOH 配置成浓度为 5mol/L 的溶 液, 以1:1的质量固液比投加粉煤灰, 在80水浴加热3h, 并于100蒸除多余水分, 得到粘 性与塑性适宜的改性粉煤灰泥料 ; 其次, 通过挤压滚圆造粒机制备粒径为 6mm 左右的生料 球, 自然晾干 24h ; 最后, 生料球放入烧结窑中, 于 950焙烧 15min。制备陶粒的膨胀率为 3.22%, 强度为 27MPa, 吸水率为 0.4%, 堆积密度为 407kg/m3。 说 明 书 CN 102329125 A 。