专利名称:超轻陶粒及其配制方法
技术领域：
本发明属于建筑材料，涉及于土木建筑工程保温或结构保温混凝土的人造轻集料；提供一种超轻陶粒及其配制方法。
背景技术：
1913年人造轻集料页岩陶粒在美国问世以来，可以用轻集料取代普通公分砂石集料，以降低普通混凝土自重和改善一系列性能的方法，受到世界各国普遍关注。
众所周知轻集料可分为天然轻集料、工业废料轻集料和人造轻集料。人造轻集料是以粘土、页岩等为主要原料，经加工烧制而成的轻质高强陶粒，由于其原料来源广泛，产品性能可根据用途调节，因此本世间问世以来，其研究开发一直受到人们的重视，人造轻集料的发展已成为一个国家发展轻集料水平的主要标志。
随着人造轻集料工业在全国范围内的蓬勃发展，然而，毁地制砖、毁田造粒、大量使用粘土，耗费土地资源，破坏生态平衡现象随之发生。中国发明专利申请CN1636924，粘土陶粒及其制造工艺(采用73～85％的粘土)；中国专利CN1344697(用10％粘土作添加剂)；中国专利CN1227207A；CN1440955A；CN1548401；CN1373340A等。诸多发明专利技术(产品)都占用了不同比例的粘土作原料或添加剂，损失了宝贵的土地资源，是不符合生态，建材工业持续发展方向的。
发展中的人造轻集料工业应纠正传统陶粒制造需大量使用粘土，耗费人们赖以生存的土地资源现象。开拓新材料和相应的应用技术，制造陶粒新产品，形在必行。
发明内容本发明申请的目的是开辟人造轻集料新技术、新材料和“变废为宝”的新路子；改变用土造粒的蹩病，迎合我国轻集料可持续发展的方向提供一种超轻陶粒及其配制方法；本发明的目的是利用本地区的河道、湖泊、水库中淤集污泥为原料，配以一定比例的页岩为辅料，充分利用二者存在的易熔成分在焙烧过程中释放的热量，控制脱碳温度，时间，优化烧胀工艺条件，生产出超轻陶粒。
本发明是运用下述配制方法来实现的；配制方法原料配料、均化、湿球成型、干燥、脱碳、烧胀、冷却方法组成。
原料配料由原料、辅料组成。
所述原料是来源于河道、湖泊、水库中的淤集污泥，是工业和人们日常生活排放的污水、废渣，经过百年的土表水运、漂流投入，淤积形成次生粘土状的污泥，比绿地原生土更细。由于比重缘故，较为坚硬的砂石等已先行沉积而除去。河道水底沉浮的淤集污泥，显得很有可塑性，并有一定的粘度。
根据地表水运的漂流时间长短，所述淤集污泥的地区分布不同，淤集污泥中含有不规则的不同重量份量的完全属于惰性的细砂。
淤集污泥的矿物成分据分析主要是长石、高岭土、绿泥石、蒙脱石、伊利石、云母和少量有机物粘土矿物质，淤集污泥的化学成分的百分重量平均值为SiO239.81、Al2O315.97、Fe2O38.75％、CaO4.14％、MgO1.11、Na2O0.42、K2O1.46、烧失量24.89％。
所述辅料是页岩，明确地说是一种以伊利石，蒙托石、高岭石、沸石为主的泥状页岩。
页岩的化学成分百分重量平均值为SiO257.65、Al2O315.98、Fe2O37.65、CaO3.7、MgO2.85、Na2O0.79、K2O0.53、烧失量9.84％。
所述原料与辅料的配合重量比是，原料60-80％、辅料20-40％。
所述原料与辅料的化学成分中Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O都是易熔成分。本发明利用了原料与辅料中的有机物(易熔成分)在加热过程中释放的热量，减少燃料使用量，缩短了烧胀时间，提高了陶粒在焙烧时的膨胀率，因而烧失量大，为减轻重量，提高强度，降低陶粒的生产成本提供了有利条件。
所述淤集污泥中夹有不规则的不同重量份的完全属于惰性的细砂，是不可筛选的。破坏了淤集污泥的可塑性和粘结性能，影响湿球成型。本发明搭配页岩为辅料，是利用页岩固有的粘结性能和助熔性能的特性，改善了污泥与细砂的粘结牢度，增强了湿球成型后的整体强度，促进湿球球体在焙烧过程中快速熔解，提高了陶粒的膨胀率。
脱碳的工艺条件是温度300～450℃，时间15～30分种。
烧胀的工艺条件是温度1100～1190℃，时间5～10分种。
配制的产品陶粒松散容重358～457kg/m3，颗粒容重为745.5kg/m3，吸水率为12.4～15.2％完全符合国家GB/T17431.1-1998标准规定的密度等级为400的超轻粗骨料的指标。
本发明采用的淤集污泥，本是阻塞河道，影响生态环境的有害废物。由于本发明的废物利用，将有害污泥“变废为宝”且为河道疏通，节约了昂贵的疏通排污费用；解决了原来河道疏通堆积在河岸沿边上的大量污泥，占用良地的问题。防止了污泥回流造成河道的再次污染。符合国家规定的保护土地资源，保护环境污染的有关政策。是可持续发展的陶粒生产项目。
本方法配制的超轻陶粒，可用于配制保温或结构保温混凝土的轻集料，轻质墙体、轻质混凝土砌块的轻骨料，也可用于污水处理的填料、塑料、橡胶、尼龙的添加剂，其用途十分广泛。
实施例11、原料宁波地区的河道淤集污泥、辅料某产地页岩。
2、原料、辅料化学成份成份％ SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、 Na2O、K2O、烧失量淤集污泥 48.87 15.99 8.03 4.14 1.11 0.42 1.46 19.29页岩 58.1 15.71 7.82 6.36 3.10 0.92 1.53 5.84％3、原料、辅料配比(重量比)原料60％、辅料40％4、配合料化学成份成份％ SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、 Na2O、K2O、烧失量配合料 52.56 15.88 7.94 4.93 1.90 0.62 1.49 13.91
5、配合料水份26％6、工艺条件(1)脱碳温度(湿球入炉窑预热干燥)400℃，脱碳时间25分钟。
(2)烧胀温度(料球入烧成滞温度)1150℃。烧胀时间5分钟。
所得陶粒松散容重358～393kg/m3，颗粒容重为745.5kg/m3。吸水率14.7％。
实施例21、原料宁波风景游览区——东钱湖中淤集污泥，辅料某产地页岩。
2、原料、辅料化学成份成份％ SiO2、Al2O3、Fe2O3、 CaO、 MgO、Na2O、K2O、灼减量淤集污泥 47.42 16.27 7.64 2.98 0.97 0.73 2.01 21.50％页岩 58.10 15.71 7.82 6.36 3.1 0.92 1.53 6.24％3、原料、辅料配比(重量比)原料70％ 辅料30％4、配合料化学成份成份％ SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、 Na2O、K2O、烧失量配合料 53.80 16.10 7.69 3.99 1.61 0.79 1.86 14.01％5、配合料水分27.5％6、工艺条件(1)脱碳温度(湿球入炉窑预热、干燥)300℃，脱碳时间30分钟。
(2)烧胀温度(料球入烧成滞温度)1100℃，烧胀时间5分钟。所得陶粒松散容重381.5kg/m3，颗粒容重为728.4kg/m3。吸水率12.2％。
权利要求
1.超轻陶粒及其配制方法，其配制方法包括原料配料、均化、成型、干燥、脱碳、烧胀、冷却，其特征在于(1)原料配料由原料、辅料组成，原料是河道、湖泊、水库中於集污泥，辅料是页岩，二者的重量百分比是原料60-80％，辅料20-40％。(2)脱碳工艺条件是，温度300～450℃，时间15-35分钟。(3)烧胀工艺条件是，温度1100～1190，时间5～10分钟。
2.根据权利要求
1的超轻陶粒及其配制方法，其特征在于淤集污泥化学成份是SiO239.81％、Al2O315.97％、Fe2O38.75％、CaO4.14％、MgO1.11％、Na2O0.42％、K2O1.46％、烧失量24.89％。
3.根据权利要求
1的超轻陶粒及其配制方法，其特征在于辅料化学成份是SiO257.65％、Al2O315.98％、Fe2O37.65％、CaO3.7％、MgO2.85％、Na2O0.79％、K2O0.53％、烧失量9.84％。
专利摘要
超轻陶粒及其配制方法，属建材生产领域，人造轻集料的研究制造。采用河道、湖泊、水库中百年淤积的淤集污泥为原料，页岩为辅料，通过合理的配比，充分利用了原料辅料中含有的易熔有机成分在培烧过程中释放的热量，缩短了烧胀时间，节约燃料用量；控制脱碳及烧胀工艺条件，生产超轻陶粒。由于采用污泥为原料变废为宝，资源得到再生。产品用于保温或结构保温混凝土的超轻骨料，轻质墙体材料，砌块轻骨料，隔热，保温材料，生物法处理污水的填料等。
文档编号C04B35/622GK1990415SQ200510111983
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月26日
发明者朱平儿, 钱自勇, 胡涌, 虞克夫 申请人:宁波平海建材有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan