专利名称：：轻质骨料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种小球状或颗粒状形式的轻质骨料，更具体地说是用于建筑工业上的一种小球状或颗粒状形式的轻质骨料。这种小球状骨料，用来制作结构的或非结构的建筑砌块，作轻质填料，以及作为轻质混凝土，例如轻质混凝土板的填充物是合适的。本发明更重要地是还在配料中掺入了磨成粉末的粉煤灰，这种粉煤灰是来自燃煤电厂的一种废弃物。业已表明，在轻质混凝土，水泥以及石膏混合物中掺入泡沫聚苯乙烯小珠可制成轻质建筑材料。JP-60176976给出了这种由无机粘结剂，轻质骨料，诸如聚苯乙烯小珠和加强纤维混合而成的轻质建筑材料产品。GB-1118621A叙述了包含水泥或石膏、泡沫聚苯乙烯填充料和悬浮剂的水泥或石膏的混合物。GB-2095227A给出了一种由水泥，泡沫状聚苯乙烯，沙土，水和一种表面活化剂组成的轻质混凝土的制造方法。US-3764357A揭示了一种轻质混凝土和石膏的配制方法，这个方法包括几个步骤，以确保轻质骨料与水泥质材料以及其它比较重的混合物配料的均匀混合。GB-2100244A披露了由水泥，填充物以及轻质材料，如聚苯乙烯等搅拌而成的保温建筑砌块产品，在这里，聚苯乙烯占砌块体积达到25%。为了制造一种由磨成粉末的粉煤灰和相当小比例的石灰或水泥制成的小球状形式的轻质骨料，合适的粉煤灰含量也是已知的。然而，人们从未考虑过把大量的泡沫状聚苯乙烯小珠掺入这种成小球状材料中，这是因为人们认为聚苯乙烯的存在会防碍粉煤灰/水泥混合料的压实，以及在成形时聚苯乙烯会向这些小球状材料表面移动，从而使这些球形材料形成一个固态材料硬芯，而大量的聚苯乙烯则在表面形成一软层。现已发现，含有大量泡沫聚苯乙烯小珠的轻质骨料是能够成功制造出来的。按照本发明所提供的制造轻质骨料的方法，包括把磨成粉末的重量占80%至99%的粉煤灰，重量占1%至20%的水泥，以及适量的颗粒直径小于2.5mm的泡沫聚苯乙烯小珠搅拌在一起，使聚苯乙烯小珠的体积为最终混合物总体积的15%至80%，形成可制成小球状的混合物，将混合材料制成直径小于15mm的小球体并将这种小球体放在低于聚苯乙烯小珠内的任何膨化剂沸点温度之下的潮湿环境中进行养护。在混合物中，水泥的最佳比例按重量为10%至15%，聚苯乙烯小珠的最佳直径应小于1mm，而小球体的最佳直径为3至9mm。为了把球状材料聚集在一起，所需的水泥最小量按重量为1%。最好使小球状材料处在不高于50℃的温度下进行养护，根据养护温度，一般经过1至2天，小球状材料就完全变硬了。在制做过程中，如果从发电厂所产生的成粉末的粉煤灰保持有余热，则能够提高球状材料的养护速率。用于本发明的配制轻质骨料的粉煤灰最好是由燃烧硬煤的燃煤电厂所产生的废料，例如英国的燃煤电厂所产生的。粉煤灰的状态最好是干燥的或大约含水12%至15%的粘性混合物。在制备骨料时所使用的粉煤灰是潮湿的，例如成粘稠混合状的，在形成可成球状的混合物时不需要再另外加水。当使用干粉状煤灰或不含足够多水的情况下，在制做可成球状混合物时，在把固态批料成份和聚苯乙烯小珠进行搅拌时需要另外加水。在制作过程中，所用的水泥最好为普通硅酸盐水泥。在本方法中，所用的成粉末的粉煤灰最好为飞灰。按形成小球状材料(除聚苯乙烯外)的重量计算，所添加的惰性填充料可达20%。这些填充料应使用非常精细材料，其颗粒尺寸最好小于20微米。这些惰性填充料的实例是燃炉底灰，渣粉，沙土或精细磨碎的采石场废料，例如岩石粉末。如果需要的话，在球状材料经养护并硬化工序之后，还可用加热方法除去小球体表面露出来的聚苯乙烯小珠。对完全封在球体内部的那些聚苯乙烯小珠，要在大约300℃时才开始熔化。变硬后的球体的强度足以经受由于在加热中聚苯乙烯小珠进一步膨胀所产生内力的作用。这些“燃尽”的小球状材料，除去了暴露在小球体表面上的聚苯乙烯小珠，由此增加了材料的密度，并且也增强了其热性能。把聚苯乙烯小珠从表面上除去的那些“燃尽”球状材料，比起那些把聚苯乙烯小珠保留在那里的小球状材料在建筑工业上更受欢迎。本发明的另一个实施例为一种制备轻质骨料的方法，其中，可用按重量高达15%的粉状炭灰液来代替在混合物中等量的水泥。带有夹杂物的液体或粉状炭灰所制成的球状材料在800℃至1400℃的温度范围中经烧结而硬化。这个加热过程由于烧尽了球状体的可燃(有机)成份而进一步提高了球状体材料的孔隙率。在这样的温度范围内，小球体内部所包含的聚苯乙烯小球中的湿气蒸发并形成一个个砂眼，成粉末状的粉煤灰中的二氧化硅熔化，成玻璃状物并在冷却时绕小球体形成一套层。在本发明任一个实施例的制备过程中，都可用按重量为1%至6%的熟石灰来代替混合物中的相同数量的水泥。按照本发明，制备可成小球状的混合物，最好是称出所需量的煤灰和水泥，或粉煤灰，液态或粉末状炭灰粉和水泥，量出所需相应体积的聚苯乙烯小珠，使小珠表面加湿并用小量的至少称出的成份之一涂镀经加湿的小珠，再把余下的称好重量的成份与这些小珠搅拌混合起来。给聚苯乙烯小珠加湿有助于成粉末的粉煤灰和/或其它成份在搅拌时粘到聚苯乙烯小珠上并破坏小珠的静电性能。仅仅需要用所需总水量的一部分来对小珠进行最初的加湿处理。为了提高聚苯乙烯小珠与小球状体中其它配料的相溶性，用表面活化剂或其它表面处理剂对聚苯乙烯小珠进行预处理可能是必要的。如果需要另外加水，则小球体最好放在一带有喷雾器的槽形制粒机中来形成。按照本发明所产生的小球状材料具有每立方米200至750千克(200-750Kg/M3)范围的整体干燥密度。那些整体干燥密度为300Kg/m3或低于这个值的小球状材料适合于制作热(保温)砌块，而那些整体干燥密度在400Kg/m3或高于此值的小球状材料用于制做“标准”建筑砌块。根据本发明任一实施例所配制的小球状材料都可以用标准的方式将之加入到一种结合料中并用浇注法使它们成形而制成建筑砌块。最好的结合料混合物是由水泥、成粉末的飞灰和水构成的。按本发明小球状材料制做出来的建筑砌块具有接近于充气混凝土砌块的功能。习惯上，术语“热建筑砌块”指的是包括整体干燥密度为500Kg/m3或低于此值的建筑砌块，而术语“标准建筑砌块”指的是包括整体干燥密度为600Kg/m3或高于此值的建筑砌块。参照以下例子对本发明作进一步说明。例1称出包含按重量计为12.5%的水泥和87.5%的飞灰的一次批量投料量并估算出该批料的总体积。按体积计，就每100份的该批量配料量出185份的直径小于1mm的聚苯乙烯小珠。将聚苯乙烯小珠用水喷湿并与随便取自该批量配料的足够的材料混合使小珠上形成一层薄薄的粘着层。然后，将该批料的剩余部分和小量的水加入并继续搅拌以形成由飞灰，水泥和聚苯乙烯小珠构成的均匀混合物。聚苯乙烯小珠占该混合物体积的65%。将这种混合物投入一个带水喷头的1米抖动槽制粒机中。调节好抖动槽的倾斜角度，深度和抖动速度以及水喷头的水量，使成小球状的材料在离开抖动槽时足够硬以经受住搬运处理，且大部分小球体的尺寸在3至9厘米之间。将球状材料送至一个湿度很高的贮藏室中，在环境温度下用两天使它们硬化。经硬化的小球状材料整体密度为450至550Kg/m3，平均抗碎强度超过150N/cm2。以上数据是在Schleuniger试块试验机上测得的，测试时在被测物两边放上过滤衬纸，以避免球状材料上受到点压负荷而造成测试值不准确。将该批量的小球状材料与占20%重量的按水泥和飞灰为1∶4的混合物混合起来，再加入足够的水以获得良好的可塑性而最后形成标准的100mm的建筑砌块。根据BSS874，第二部份，第2.1节(1986)所规定方法，测出这种砌块具有640Kg/m3的平均密度，至少2.8Ncm2的抗碎强度和0.15W/m.K.的导热度。例2使用来自不同的燃煤电厂废料的磨成粉末的粉煤灰，按照例1的方法来制备轻质骨料。固态的一次批量材料和聚苯乙烯小珠的用量按下述为用总量500ml的固态一次批量材料和1500ml的聚苯乙烯小珠来制备各种骨料。按每种骨料最终混合物体积计，聚苯乙烯小珠占75%。表1给出了用来自各个发电厂的磨成粉末的粉煤灰所制的骨料的整体密度值。表1</tables>具有表1中整体干燥密度值的骨料适合于制造热建筑砌块。权利要求1.一种制造轻质骨料的方法，包括把重量占80%至99%的粉煤灰，重量占1%至20%的水泥，以及适量的颗粒尺寸小于2.5mm的泡沫聚苯乙烯小珠搅拌在一起，以使聚苯乙烯小珠所占体积为最终混合物总体积的15%至80%，形成可制成小球状体的混合物，将该混合物制成直径小于15mm的小球状体材料，并将该小球状体材料置于温度低于聚苯乙烯小球内任何膨化剂沸点的潮湿环境中进行养护。2.按权利要求1所限定方法，其中聚苯乙烯小珠的粒径小于1mm。3.按权利要求1或2所限定的方法，其中，将混合物制成直径在3至9mm范围之内的小球状体。4.按前述任一权利要求所限定方法，其中，在与该混合物的各种固态成份进行混合之前，要先用表面活化剂，其它表面处理剂，或它们的两种或多种组合物对聚苯乙烯小珠进行预处理。5.按前述任一权利要求所限定方法，还包括加水以形成能制成球状体的混合物的步骤。6.按前述的任一权利要求所限定方法，其中，占该材料(除聚苯乙烯外)重量达20%的是一种惰性填充物。7.按前述任一权利要求所限定方法，其中，小球状体材料是用一个抖动槽制粒机来使之成形的。8.按前述任一权利要求所限定方法还包括，在养护之后，将小球状体材料加热到250℃以上的温度。9.按前述任一权利要求所限定方法，其中，用重量达15%的流质或粉末状煤灰来代替混合物中同量的水泥。10.按权利要求6所限定方法，还包括将小球状体材料放在800℃至1400℃温度范围下进行烧结。11.按前述任一权利要求所限定方法，其中，用重量占1%至6%的熟石灰来代替混合物中相同量的水泥。12.按权利要求1至7所限定之任一种方法所制备的轻质骨料。13.一种如权利要求11所限完的轻质骨料，具有200Kg/m3至750Kg/m3的整体干燥密度。14.一种如权利要求11所限定的轻质骨料，最好具有300Kg/m3或低于300Kg/m3的整体干燥密度。15.一种由权利要求12至14之一所限定的轻质骨料制备的建筑砌块。16.一种如权利要求15所限定的建筑砌块，具有400Kg/m3或高于400Kg/m3的砌块密度。全文摘要本发明涉及一种成小球状或颗粒状形式的轻质骨料，更具体地说是用于建筑工业上的成小球状或颗粒状形式的轻质骨料。本发明提供了一种制造轻质骨料的方法，它包括把重量占80％至99％的磨成粉末的粉煤灰，重量占1％至20％的水泥，以及适量的粒径小于2.5mm的泡沫聚苯乙烯小珠搅拌在一起，以使聚苯乙烯小珠所占体积是形成能制成小球状体的混合物的最终混合物总体积的15％至80％，将该混合物制成直径小于15mm的小球状体材料，并将该小球状体材料放在低于聚苯乙烯小珠内的任何溶剂蒸发温度的温度下的潮湿环境中进行养护。文档编号C04B18/02GK1062888SQ9110758公开日1992年7月22日申请日期1991年12月6日优先权日1990年12月7日发明者B·沃尔克申请人:国家电力有限公司