专利名称：轻质高强度玄武岩陶粒及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻质高强度玄武岩陶粒及其制备方法。
背景技术：
玄武岩在自然界中分布最广泛，但目前的开发利用不够，利用率极低，玄武岩只是用作一些低附加值的建筑及道路用的填料石子，较高附加值的矿物棉原料，另外，也有少量用于制造铸石和玄武岩纤维。陶粒作为一种新型的建筑材料，具有潜在的发展前景。轻质高强混泥土是最常用的建筑材料，它具有重量轻、强度高的特点，特别是在大型建筑和高层普通工程中具有推广应用价值，但是当前生产的页岩、粘土和粉煤灰陶瓷都属于中低等强度陶粒，无法实现轻质高强度(抗压强度大于30MPa)陶粒混泥土的配制。经过检索，中国专利局已经公布了名为《玄武岩烧结砖》(公开号CN1600729A)、《用玄武岩替代粘土制砖的方法》(公开号CN1605691)和《玄武岩免烧砖》(公开号CN1M9064)等多项专利，但是关于轻质高强度玄武岩陶粒的专利还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻质高强度玄武岩陶粒及其制备方法，以满足轻质高强度陶粒混泥土的配制。本发明是通过以下技术方案来实现的即一种轻质高强度玄武岩陶粒，其特征在于包括主料、辅料和分散剂，所述主料为粒度< Imm的玄武岩粉料，辅料为高岭土、碳酸钙、碳酸钡、烧滑石、白云石和钾长石，上述各原料的重量百分比为玄武岩87-98%
高岭土0.4-5%
碳酸钙0.3-1%
碳酸钡0.4-1%
白云石0.3-3%
烧滑石0.3-2%
钾长石0.3-1% ο一种轻质高强度玄武岩陶粒的制备方法，其特征在于步骤如下1)制浆料将玄武岩原料打碎磨成粉料，粉碎粒度< 1mm，然后将玄武岩粉料、辅料和分散剂装入球磨机，分散剂为三聚磷酸钠，占整个体系的0. 4-0. 8%，加水，加球，料 球水等于1:2: 0.5，进行球磨；2)制坯料出磨后，将料浆过120目筛，再将其放入干燥箱干燥，等料干后，再通过行星磨干磨，然后过180目筛备用；3)成球成球前，将低温粘结剂与水以1 2的重量比配成混合液，将其逐渐喷入成球机的坯料中，达到水分含量5-8 %，然后采用成球机成球，直径5-10mm ；
4)干燥将成好的球放入干燥箱在80-100°C干燥；5)烧结将干燥好的坯体陶粒，在高温电阻炉中烧结。烧成温度为 IlOO0C -1140"C。3、根据权利要求2所述的轻质高强度玄武岩陶粒的制备方法，其特征在于所述的低温粘结剂为羧甲基纤维素、硅酸钠和聚乙烯醇中的任一种或二种以上任意比的混合。本发明的关键技术是采用天然玄武岩来制备轻质高强度陶粒。众所周知，玄武岩由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。表1为山东省章丘市祖营坞致密状玄武岩化学成分表1祖营坞玄武岩化学成分(wt% )
Al2O3SiO2CaOMgONa2OK2OFe2O3FeOTiO214. 0245. 29. 438. 641. 770. 645. 596. 672. 31本专利是利用玄武岩制备轻质高强度陶粒，此方法既降低生产成本，提高资源利用率，又制备出轻质、高强度和耐腐蚀的玄武岩陶粒。与现有技术相比，本发明方法的优点就在于使用廉价的天然玄武岩为原料，来制备高强度玄武岩陶粒。玄武岩当前市场价格处于20-50元/t。所以，此方法不仅具有降低生产成本，而且还能起到提高资源利用率的作用，同时能为企业带来了较好的经济社会效益。此外，采用本发明，粘土使用量少，这样有利于保护土地不可再生资源。制备的玄武岩陶粒具有高强度、耐磨和耐腐蚀的优点，可广泛用于建筑材料和新型墙体材料。经实验测定，本发明配制的玄武岩陶粒重量轻，强度高，陶粒的筒装压强度大于7. 5MPa,以玄武岩陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度大于40MPa。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步描述实施例1—种玄武岩陶粒的制备方法，按以下原料重量配比和工艺步骤进行玄武岩87%
高岭土5%
碳酸钙1%
碳酸钡1%
白云石3%
烧滑石2%
钾长石1%
工艺步骤1)将玄武岩原料打碎磨成粉料，粉碎粒度< 1mm。然后将玄武岩粉料、各种辅料和分散剂，装入球磨机，分散剂为三聚磷酸钠，占整个体系(主料、辅料、分散剂的总和)的 0.4%，加水，加球，料球水等于1 2 0.5，进行球磨，时间为Mh;2)出磨后，将料浆过120目筛，再将其放入干燥箱干燥Mh，等料干后，再通过行星磨干磨池，然后过180目筛备用；
3)成球前，将低温粘结剂与水以1 2的重量比配成混合液，将其逐渐喷入成球机的坯料中，达到水分含量5-8%，然后采用成球机成球，直径为5-10mm;所述的低温粘结剂为羧甲基纤维素(CMC)；4)将成好的球放入干燥箱在80_100°C干燥，5h ；5)将干燥好的坯体陶粒，在高温电阻炉中烧结，烧成温度为1100°C，时间为4h。在煅烧炉中先以< 6°C /min的速度升温到950°C，保温1_池后，排除水分和有机粘结剂，再以3°C /min升至上述保温温度。烧结完毕后，在炉中自然冷却，即可得到玄武岩陶粒，体积密度为2. 42cm3/g,陶粒的筒装压强度为7. 7MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为 42Mpa。实施例2一种玄武岩陶粒的制备方法，按以下原料重量配比和工艺步骤进行玄武岩 95%高岭土2%碳酸钙0.5%碳酸钡白云石0.5%烧滑石0.5%钾长石0.5%工艺步骤低温粘结剂为硅酸钠，分散剂为三聚磷酸钠，占整个体系(主料、辅料、分散剂的总和)的0.6%，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 38cm7g，陶粒的筒装压强度为7. 6MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为41Mpa。实施例3一种玄武岩陶粒的制备方法，按以下原料重量配比和工艺步骤进行玄武岩98%
高岭土0.4%
碳酸钙0.3%
碳酸钡0.4%
白云石0.3%
烧滑石0.3%
钾长石0.3%工艺步骤低温粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为三聚磷酸钠，占整个体系(主料、辅料、分散剂的总和)的0.8%，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 35cm7g，陶粒的筒装压强度为7. 5MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为40Mpa。实施例4如实施例1所述，除烧成温度为1120°C外，其它与实施例1相同，这里不再重复。
制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 64cm3/g,陶粒的筒装压强度为7. 9MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为45Mpa。实施例5如实施例2所述，除烧成温度为1120°C外，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 60cm3/g,陶粒的筒装压强度为7. 8MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为44Mpa。实施例6如实施例3所述，除烧成温度为1120°C外，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩体积密度为2. 58cm3/g,陶粒的筒装压强度为7. 7MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为44Mpa。实施例7如实施例1所述，除烧成温度为1140°C外，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 81cm3/g,陶粒的筒装压强度为8. OMPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为46Mpa。实施例8如实施例2所述，除烧成温度为1140°C外，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 76cm3/g,陶粒的筒装压强度为7. 9MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为45Mpa。实施例9如实施例3所述，除烧成温度为1140°C外，其它与实施例1相同，这里不再重复。制得的玄武岩陶粒体积密度为2. 70cm3/g,陶粒的筒装压强度为7. 8MPa,以该陶粒为骨料配制的混泥土抗压强度为44Mpa。本发明不局限于以上实施例，如低温粘接剂可以采用羧甲基纤维素、硅酸钠和聚乙烯醇中的任意两种以上任意比的混合。
权利要求
1. 一种轻质高强度玄武岩陶粒，其特征在于包括主料、辅料和分散剂，所述主料为粒度 ^ Imm的玄武岩粉料，辅料为高岭土、碳酸钙、碳酸钡、烧滑石、白云石和钾长石，上述各原料的重量百分比为玄武岩87-98%高岭土0. 4-5%碳酸钙0. 3-1%碳酸钡0. 4-1%白云石0. 3-3%烧滑石0. 3-2%钾长石0. 3-1% ο
2.一种轻质高强度玄武岩陶粒的制备方法，其特征在于步骤如下1)制浆料将玄武岩原料打碎磨成粉料，粉碎粒度<1mm，然后将玄武岩粉料、辅料和分散剂装入球磨机，分散剂为三聚磷酸钠，占整个体系的0. 4-0.8%，加水，加球，料球 水等于1 2 0.5，进行球磨；2)制坯料出磨后，将料浆过120目筛，再将其放入干燥箱干燥，等料干后，再通过行星磨干磨，然后过180目筛备用；3)成球成球前，将低温粘结剂与水以1 2的重量比配成混合液，将其逐渐喷入成球机的坯料中，达到水分含量5-8 %，然后采用成球机成球，直径5-10mm ；4)干燥将成好的球放入干燥箱在80-100°C干燥；5)烧结将干燥好的坯体陶粒，在高温电阻炉中烧结，烧成温度为1100°C-1140°C。
3.根据权利要求2所述的轻质高强度玄武岩陶粒的制备方法，其特征在于所述的低温粘结剂为羧甲基纤维素、硅酸钠和聚乙烯醇中的任一种或二种以上任意比的混合。
全文摘要
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻质高强度玄武岩陶粒及其制备方法，其特征在于包括主料、辅料和分散剂，所述主料为粒度≤1mm的玄武岩粉料，辅料为高岭土、碳酸钙、碳酸钡、烧滑石、白云石和钾长石，上述各原料的重量百分比为玄武岩87-98％；高岭土0.4-5％；碳酸钙0.3-1％；碳酸钡0.4-1％；白云石0.3-3％；烧滑石0.3-2％；钾长石0.3-1％。制备方法，其特征在于步骤如下1)制浆料；2)制坯料；3)成球；4)干燥；5)烧结。本发明既降低生产成本，提高资源利用率，又制备出轻质、高强度和耐腐蚀的玄武岩陶粒。采用本发明，使用粘土量少，这样有利于保护土地不可再生资源。
文档编号C04B38/00GK102180697SQ201110033819
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者刘淑良, 杨全明, 王盟, 田修营, 苏佰新, 陈兵 申请人:山东博润工业技术有限公司