一种轻质高强陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及烧结陶粒技术领域，具体公开一种轻质高强陶粒及其制备方法。本发明专利技术提供的轻质高强陶粒，其原料包括煤基固废物62份

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高强陶粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及烧结陶粒
，尤其涉及一种轻质高强陶粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶粒作为一种新型轻质、保温、高强多功能的人造轻骨料，其中主要产品就含有陶粒制品。研究利用固体废弃物制备高强陶粒，可替代传统黏土或页岩原料资源，实现大宗固体废弃物的循环有效利用。现有陶粒通常以黏土作为主要原料，会浪费很多资源，同时，通过将黏土作为主要成分来制备陶粒，还需要添加多种辅助剂，制备过程复杂，且还具有较高的成本。因此，寻找新的材料替代黏土制备陶粒是很重要的。
[0003]近年来，利用粉煤灰制备超轻陶粒是粉煤灰大宗消纳的一个可行途径。但是，现有利用粉煤灰制备陶粒时，粉煤灰用量低，粉煤灰的消纳能力差，此外，还存在焙烧温度高，时间长，能耗高，制得的陶粒的堆积密度大，无法达到超轻级要求等技术不足。因此，提供一种低堆积密度和高强度的陶粒具有重要意义。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种轻质高强陶粒及其制备方法，通过选择特定的煤基固废物、改性玉米芯、改性凹凸棒土、微硅粉和水泥基粘合剂，通过各组分之间的协同作用，所得到的陶粒其内部呈多微孔结构，兼具高强度和低堆积密度，实用性强等优点。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种轻质高强陶粒，其原料包括如下质量份数的组分：煤基固废物62份
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68份，改性凹凸棒土10份
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15份，改性玉米芯12份
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16份，微硅粉4份r/>‑
6份，结合剂10份
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13份，水泥基粘合剂2
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3份和增塑剂1份
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2份；其中，所述煤基固废物为粉煤灰和煤矸石的混合物；所述改性凹凸棒土为十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土；所述改性玉米芯通过微波处理后由碳酸氢钠水溶液改性处理得到。
[0006]相对于现有技术，本专利技术提供的轻质高强陶粒，通过添加煤矸石和粉煤灰作为主要成分，通过两者之间的协同作用，可明显提高陶粒的抗压强度；通过添加特定含量的微硅粉，可极大地提高粉煤灰和煤矸石的膨胀性，从而降低陶粒的堆积密度，使制备的陶粒具有轻质的特点；专利技术人发现，在本专利技术的陶粒中加入改性凹凸棒土，能极大地提高陶粒的抗压强度，还能进一步降低陶粒的堆积密度，同时，特定含量的改性凹凸棒土，还能在减少助剂的用量前提下，促进陶粒的成型，改善陶粒的孔径结构，降低堆积密度；本专利技术通过少量添加水泥基粘合剂，即能明显提高陶粒的成型率，水泥基粘合剂还能与煤基固废物、微硅粉和改性凹凸棒土共同作用，在提高陶粒的筒压强度的同时，进一步降低陶粒的堆积密度；本专利技术还添加了特定含量的改性玉米芯，通过微波处理并利用碳酸氢钠水溶液改性后的玉米芯作为陶粒的原料，可明显降低陶粒的堆积密度，进一步提高陶粒的筒压强度。
[0007]本专利技术原料易得，通过选择特定的煤基固废物、改性玉米芯、改性凹凸棒土、微硅粉和水泥基粘合剂之间的协同作用，所得到的陶粒的内部呈多微孔结构，兼具高强度和低堆积密度，实用性强等优点。
[0008]优选的，所述改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：将凹凸棒土于180℃
‑
200℃下煅烧，得初级改性凹凸棒土；向所述初级改性凹凸棒土中加入十二烷基三苯基溴化膦、十六烷基三甲基溴化铵和水，混合均匀，于50℃
‑
60℃下反应，过滤，干燥，得所述改性凹凸棒土。
[0009]优选的，所述凹凸棒土、十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为12
‑
15:0.5
‑
0.7:0.5
‑
0.7。
[0010]对凹凸棒土先进行高温煅烧处理，改变凹凸棒土的内部结构，提高初级改性凹凸棒土的比表面积，将其应用于陶粒中，能明显降低陶粒的堆积密度；进一步选择十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵对初级改性凹凸棒土进行进一步改性，可充分分散改性凹凸棒土，防止凹凸棒土团聚，在实验过程中，专利技术人通过大量的实验发现，经过对凹凸棒土进行煅烧，然后筛选出特定含量的十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵对初级改性凹凸棒土进行改性处理，能明显提高改性凹凸棒土的强度。
[0011]优选的凹凸棒土、十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵的质量比有利于提高陶粒的筒压强度。
[0012]优选的，所述水的用量超过凹凸棒土、十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵即可。
[0013]优选的，所述煅烧的时间为2h
‑
3h。
[0014]优选的，所述反应的时间为5h
‑
6h。
[0015]优选的，所述改性玉米芯的制备方法包括如下步骤：将含水量为35%
‑
40%的玉米芯于1300W
‑
1400W功率下微波加热45s
‑
55s，得预处理玉米芯；将所述预处理玉米芯浸泡于6.5g/L
‑
7g/L的碳酸氢钠水溶液中，得所述改性玉米芯。
[0016]优选的改性玉米芯首先通过微波处理，使制备的玉米芯具有多孔的特性，进一步，将预处理玉米芯浸泡于特定浓度的碳酸氢钠水溶液中，使碳酸氢钠附着于预处理玉米芯中，将制备的改性玉米芯作为陶粒的原料，利用碳酸氢钠溶液作为改性剂，能解决玉米芯瞬间碳化易导致筒压强度降低的问题，且改性玉米芯还能进一步降低陶粒的堆积密度。
[0017]优选的，所述玉米芯的粒径为150
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200目。
[0018]优选的，所述预处理玉米芯和碳酸氢钠水溶液的质量体积比为1:5
‑
6，质量的单位是g，体积的单位是mL。
[0019]优选的，所述浸泡的温度为25℃
‑
30℃，浸泡的时间为1h
‑
2h。
[0020]优选的，所述微硅粉中二氧化硅的含量为82%
‑
85%。
[0021]优选的，所述煤基固废物中粉煤灰和煤矸石的质量比为7
‑
10:2。
[0022]优选的质量比能充分发挥粉煤灰和煤矸石的协同作用，明显提高陶粒的抗压强度。
[0023]优选的，所述水泥基粘合剂为质量比1.5
‑
2:1的高铝矾土和P.Ⅰ硅酸盐水泥的混合物。
[0024]优选的水泥基粘合剂能提高陶粒的抗压强度和吸水率，还能进一步降低陶粒的堆
积密度。
[0025]优选的，所述高铝矾土中三氧化二铝的含量为55%
‑
60%。
[0026]优选的，所述结合剂为变性淀粉。
[0027]具体的，所述变性淀粉为醋酸酯变性淀粉，所述醋酸酯变性淀粉的取代度为0.5
‑
1.2。
[0028]优选的，所述增塑剂为丙三醇、生桐油、聚乙二醇或蓖麻油中至少一种。
[0029]本专利技术还提供上述轻质高强陶粒的制备方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强陶粒，其特征在于，其原料包括如下质量份数的组分：煤基固废物62份
‑
68份，改性凹凸棒土10份
‑
15份，改性玉米芯12份
‑
16份，微硅粉4份
‑
6份，结合剂10份
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13份，水泥基粘合剂2
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3份和增塑剂1份
‑
2份；其中，所述煤基固废物为粉煤灰和煤矸石的混合物；所述改性凹凸棒土为十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土；所述改性玉米芯通过微波处理后由碳酸氢钠水溶液改性处理得到。2. 如权利要求1所述的轻质高强陶粒，其特征在于，所述改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：将凹凸棒土于180℃
‑
200℃下煅烧，得初级改性凹凸棒土；向所述初级改性凹凸棒土中加入十二烷基三苯基溴化膦、十六烷基三甲基溴化铵和水，混合均匀，于50℃
‑
60℃下反应，过滤，干燥，得所述改性凹凸棒土。3.如权利要求2所述的轻质高强陶粒，其特征在于，所述反应的时间为5h
‑
6h；和/或所述凹凸棒土、十二烷基三苯基溴化膦和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为12
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15:0.5
‑
0.7:0.5
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0.7。4. 如权利要求1所述的轻质高强陶粒，其特征在于，所述改性玉米芯的制备方法包括如下步骤：将含水量为35%
‑
40%的玉米芯于1300W
‑
1400W功率下微波加热45s
‑
55s，得预处理玉米芯；将所述预处理玉米芯浸泡于6.5g/L
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7g/L的碳酸氢钠水溶液中，得所述改性玉米芯。5. 如权利要求4所述的轻质高强陶粒，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建伯，孙海丽，
申请(专利权)人：元素科技服务沧州有限公司，
类型：发明
国别省市：