專利名稱：粉煤灰頁巖復(fù)合膨脹陶粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料，涉及一種用于土木建筑工程混凝土的無機輕集料，是一種以粉煤灰和頁巖為原料的復(fù)合膨脹陶粒。
背景技術(shù)：
膨脹陶粒是用于土木建筑工程混凝土的無機輕集料。以膨脹陶粒為骨料制造的混凝土制品具備輕質(zhì)、高強，良好的隔熱、隔音等諸多優(yōu)良性能。在歐美國家已有五十多年的使用歷史。
膨脹陶粒是指以人工方法制造的輕集料。主要品種包括粘土膨脹陶粒，頁巖膨脹陶粒，粉煤灰膨脹陶粒。
粘土膨脹陶粒是以粘土為原料，經(jīng)成球燒脹而成；頁巖膨脹陶粒分為將頁巖粉碎到一定粒度直接煅燒和將頁巖粉碎造粒后再煅燒兩種方法；粉煤灰膨脹陶粒傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法有如下幾種(1)粉煤灰與粘土及助脹劑以一定的比例配料、造粒、煅燒而成。其中粘土起粘結(jié)劑的作用，(2)粉煤灰與紙漿廢液配料，造粒，煅燒而成。其中低漿廢液起粘結(jié)劑、助脹劑的作用。如日本專利特許第288697號即是這種方法。
要制造出適合于工業(yè)上使用的膨脹陶粒，在煅燒陶粒的工藝過程中必須同時具備如下兩個條件(1)在一定溫度下，在陶粒的外層形成一層粘滯的，不透氣的共融物；(2)同時，在陶粒內(nèi)部必須有釋放氣體的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，且能產(chǎn)生足夠的壓力使料球膨脹，不管用什么原料生產(chǎn)膨脹陶粒，都必須通過穩(wěn)定的工藝技術(shù)方法，促使上述兩個條件同時形成。以粘土為原料制備的粘土膨脹陶粒，原料資源很豐富，但在可耕地面積有限的今天，大量使用粘±用于建筑，對人類的發(fā)展是不利的。從節(jié)約土地資源角度上，使用粘土制備膨脹陶粒，不是本領(lǐng)域的發(fā)展方向。膨脹粉煤灰陶粒不但具有膨脹陶粒所有的優(yōu)良性能，更由于它是利用電廠排放的廢渣—電廠粉煤灰為主要原料，對環(huán)境保護及經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。但以往膨脹粉煤灰陶粒的配料當中都離不開以粘土作為造粒的粘結(jié)材料，而且成功的配比中，粘土所占的比例都不低于35％。這樣就需要消耗大量的土地資源，甚至要以占用耕地為代價，這就使膨脹粉煤灰陶粒的環(huán)境保護效應(yīng)大打折扣，因此需要尋找新的粘結(jié)材料代替粘土，從而使膨脹粉煤灰陶粒有更廣闊的發(fā)展前景。
膨脹粉煤灰陶粒的配料中都需要加少量助脹劑，助脹劑的作用就是在高溫狀態(tài)下，當陶粒的外層形成一層粘滯的，不透氣的共融物的同時，在內(nèi)部產(chǎn)生具備足夠壓力的氣體，使陶粒膨脹。在目前已見報道的膨脹粉煤灰陶粒的研究成果中，助脹劑都屬于保密范圍，且由于助脹劑價格較高，盡管其在配料中所占的比例很低，但在原料成本構(gòu)成中仍占較大的比例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以電廠排放的廢渣電廠粉煤灰為原料，以價格低廉、資源廣泛、易獲取的頁巖為助脹劑和粘結(jié)劑，目的是提供一種強度高，陶粒密度和堆積密度小，吸水率高的粉煤灰頁巖復(fù)合膨脹陶粒。
本發(fā)明以發(fā)電廠排放的廢渣粉煤灰為主要原料，以天然礦物頁巖為助脹劑和粘結(jié)劑。將頁巖粉碎后，同粉煤灰按一定比例配料，混合攪拌均勻，然后制成球料，最后予熱、煅燒、冷卻、篩分。在粉煤灰混合和制球過程中，頁巖粉把粉煤灰粘結(jié)在一起，形成球體。在予熱和煅燒時，一定溫度下形成的上述球體的外層生長出一層粘滯的，不透氣的共融物。在上述球體的內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣體，且產(chǎn)生足夠的壓力，使料球膨脹。
在地質(zhì)學(xué)的概念中，頁巖有很多種，本發(fā)明所用的頁巖是從用于膨脹陶粒生產(chǎn)的特性角度進行界定的。頁巖在膨脹頁巖陶粒煅燒的工藝技術(shù)條件下，可分為可燒脹頁巖和不可燒脹頁巖兩大類。本發(fā)明所用的頁巖包含可燒脹頁巖和不可燒脹頁巖兩大類。
本發(fā)明所用的可燒脹頁巖和不可燒脹頁巖，代替其它膨脹陶粒中的粘土起粘結(jié)劑的作用，使本發(fā)明中所用的完全瘠性粉煤灰粘結(jié)在一起，制成形成陶粒所需的球形。
另外，本發(fā)明所用的頁巖在粉煤灰陶粒煅燒過程中，起膨脹劑的作用。用頁巖同粉煤灰以不同比例配料，在一定溫度下，在料球的外層形成一層粘滯的不透氣的共融物，同時在料球內(nèi)部能產(chǎn)生具備足夠壓力的氣體，使料球膨脹，形成適用于建筑工程要求的陶粒。
本發(fā)明所用原料粉煤灰和頁巖的重量配比為粉煤灰30％～80％，頁巖70％～20％。
不同電廠排放的粉煤灰的化學(xué)組成不一樣；不同產(chǎn)地的頁巖的化學(xué)組成也不一樣。兩者的配比要根據(jù)原料的化學(xué)成份及所要生產(chǎn)的陶粒的性能進行確定。
(1)以頁巖作為粘結(jié)劑，頁巖粉與粉煤灰配比分別為4∶6、5∶5進行成球?qū)嶒灒Ч己?，濕球?米高度落下不破裂；濕球從室溫環(huán)境下直接送到300℃、400℃、500℃、600℃的熱環(huán)境中，加熱至絕干，球無爆裂。這說明以頁巖作為粉煤灰陶粒成球的粘結(jié)劑，濕球強度高，抗爆裂性能好，能適應(yīng)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的需要。
(2)以頁巖與粉煤灰配比為11配料，進行粉煤灰陶粒燒脹實驗。按不同熱工制度進行煅燒可制得如下性能的粉煤灰陶粒。

實驗結(jié)果表明，頁巖與粉煤灰配料生產(chǎn)粉煤灰—頁巖復(fù)合膨脹陶粒可以收到良好的燒脹效果．
具體實施例方式按本制備膨脹陶粒方法制造600級粉煤灰—頁巖復(fù)合膨脹陶粒。
1、原料某發(fā)電廠粉煤灰，某產(chǎn)地頁巖。
2、原料化學(xué)成份成份％ SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O K2O 灼減 塑指粉煤灰 65.8621.38 4.191.43 1.51 1.02 2.54 1.92頁巖 59.7616.41 6.132.28 3.21 2.76 3.52 4.88 14.23、原料配比(重量％)粉煤灰50％、頁巖50％4、配合料化學(xué) 成份成份％ SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2O灼減 塑指配合料 62.8l 18.95.17 1.86 2.37 1.89 3.033.405、配合料水份27％6、予熱、煅燒制度(1)濕球400℃入窯予熱、干燥，周期15～20分鐘。
(2)料球入燒成滯溫度1080℃
(3)燒脹溫度1130℃(4)1080℃至1130℃升溫12～20分鐘。
7、燒成后粉煤灰—頁巖復(fù)合膨脹陶料有關(guān)性能指標顆粒密度1.02g/cm3吸水率7.8％堆積密度561kg/m3所得制品為600級粉煤灰—頁巖復(fù)合膨脹陶粒。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰頁巖復(fù)合膨脹陶粒，包含有主料、膨脹劑和粘結(jié)劑，其特征是主料為粉煤灰、膨脹劑和粘結(jié)劑為頁巖；把粉碎成粉狀的頁巖同粉煤灰重量比為粉煤灰30％～80％，頁巖70％～20％的比例混合，形成球料；在一定溫度下，球料外層生長出一層粘滯的不透氣的共融物，內(nèi)部產(chǎn)生氣體且產(chǎn)生足夠的壓力，使球料膨脹，形成具有粉煤灰和頁巖成分的復(fù)合膨脹陶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰頁巖復(fù)合膨脹陶粒，其特征是頁巖可以是可燒脹頁巖，也可以是不可燒脹頁巖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰頁巖復(fù)合膨脹陶粒，其特征是主料粉煤灰和粘結(jié)劑、助脹劑頁巖的重量比為粉煤灰70％，頁巖30％。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料，是一種用于土木建筑工程混凝土的粉煤灰頁巖復(fù)合膨脹陶粒。以粉煤灰為主料，頁巖作為陶粒助脹劑和粘結(jié)劑。將頁巖粉碎成粉末，同粉煤灰按一定比例混合，作成球料，經(jīng)預(yù)熱、煅燒、冷卻、篩分。球料在一定溫度下，外層形成粘滯的不透氣的共融物，內(nèi)部產(chǎn)生氣體，且具有足夠的壓力，使料球膨脹，形成由粉煤灰和頁巖復(fù)合的膨脹陶粒。本發(fā)明的頁巖既是粉煤灰的粘結(jié)劑，又是陶粒的助脹劑，所用原料只有兩種。另外，本發(fā)明濕球強度高，抗爆裂性能好，具有良好的燒脹效果。
文檔編號C04B18/04GK1454870SQ0213268
公開日2003年11月12日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者鄭家瑞 申請人:鄭家瑞