一种环保型高强度再生建筑陶粒
阅读说明：本技术 一种环保型高强度再生建筑陶粒 (Environment-friendly high-strength regenerated building ceramsite ) 是由 苏瑜 苏培 杨松 孙俊 朱子璇 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种环保型高强度再生建筑陶粒,包括以下重量份数组分原料：污泥50-80份、陶粒混凝土废料15-30份、石棉废料6-10份、改性矿石粉8-18份、粘土15-35份、复合纤维8-15份,本申请合理选配原料,采用工业或建筑废料,改性优化,自制再生陶粒,具有优异的力学性能和结构稳定性,流变性好,共混均匀度高,用于混凝土制品,与组分间具有优异的结合效果和强化性能,有效改善了制品的性能参数,符合绿色环保的发展理念,综合实用性强,制得推广应用。(The invention provides an environment-friendly high-strength regenerated building ceramsite which comprises the following raw materials in parts by weight: 50-80 parts of sludge, 15-30 parts of ceramsite concrete waste, 6-10 parts of asbestos waste, 8-18 parts of modified mineral powder, 15-35 parts of clay and 8-15 parts of composite fibers, the raw materials are reasonably selected and matched, industrial or building waste is adopted, the modified and optimized regenerated ceramsite is prepared, and the modified and optimized ceramsite has excellent mechanical property and structural stability, good rheological property and high blending uniformity, is used for concrete products, has excellent combination effect and strengthening performance with components, effectively improves the performance parameters of the products, accords with the development concept of green environmental protection, has strong comprehensive practicability, and is prepared, popularized and applied.)
技术领域
本发明涉及中纤板生产加工技术领域，具体的为一种环保型高强度再生建筑陶粒。
背景技术
混凝土材料是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称，用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料，复合外加剂和矿物掺合料，与水按一定比例配合经搅拌而得。混凝土种类很多，分类方法也很多，例如有普通混凝土、高性能混凝土、高强混凝土、再生混凝土、轻骨料混凝土、泡沫混凝土等。
再生混凝土是指将建筑固体废弃物块体经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然集料，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。通过再生骨料取代天然砂石骨料制备再生混凝土，可以将建筑垃圾制备成再生骨料，作为资源使用，降低天然砂石资源的消耗，符合可持续和绿色环保的国家发展政策。
据统计，我国污泥无害化处置率仍然较低，或为20%-30%，部分地区更低。主要污泥处理处置方法中，污泥农用和填埋都受制于处置污泥用的土地及污泥的泥质等，而污泥干化焚烧可利用本身有机物燃烧产生的热量，能完全杀死病原微生物，并最大限度地减少污泥体积，焚烧后无机物则变成了极少量的灰烬，其中焚烧灰的无机成分与黏土接近。由于焚烧残渣在性质上发生了根本改变，烧结干化的污泥可用作陶粒的混合料球，市场需求量大。污泥干化焚烧是一种最彻底的污泥处理处置方法，因此污泥进行干化焚烧且焚烧后的灰渣用于建筑材料已为大势所趋。同时，我国的固体废料(如建筑垃圾等)、农业秸秆等废弃物也亟待消耗。而现有技术中的陶粒制备技术不能直接利用污泥、固体废料和农业秸秆等做原料。
基于此，本申请致力于研究一种新型再生陶粒，优化配制以满足发展需求和应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保型高强度再生建筑陶粒，合理选配原料，采用工业或建筑废料，改性优化，自制再生陶粒，具有优异的力学性能和结构稳定性，流变性好，共混均匀度高，用于混凝土制品，与组分间具有优异的结合效果和强化性能，有效改善了制品的性能参数，符合绿色环保的发展理念，综合实用性强，制得推广应用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保型高强度再生建筑陶粒，包括以下重量份数组分原料：污泥50-80份、陶粒混凝土废料15-30份、石棉废料6-10份、改性矿石粉8-18份、粘土15-35份、复合纤维8-15份。
作为本发明进一步优选，改性矿石粉原料选自质量比1:0.3-0.6：0.2-0.5的蛭石、玄武岩和萤石。
作为本发明进一步优选，改性矿石粉制备方法为，按质量比取原料，清洗后粉碎过200目筛，然后向其中加入聚乙烯醇水溶液搅拌混匀，再在酸性气氛性保温搅拌30-150min，取出，干燥即得。
作为本发明进一步优选，聚乙烯醇水溶液质量浓度为8-10wt%，添加量为矿石粉原料质量的15-20wt%。
作为本发明进一步优选，酸性气氛为1-1.5M酒石酸或盐酸溶液。
作为本发明进一步优选，保温搅拌具体为50-80℃、60-300rpm。
作为本发明进一步优选，复合纤维选自聚丙烯纤维和植物纤维的混合物，植物纤维选自秸秆、稻壳、废弃纸张中任意一种或多种混合物。
作为本发明进一步优选，复合纤维中聚丙烯纤维与植物纤维取用质量比为1:0.8-1.5。
基于上述组分选配和制取，在此提供一种环保型高强度再生建筑陶粒制备方法：
1）按重量份数取料，将陶粒混凝土废料破碎至粒径为1-5mm、石棉废料破碎至粒径为0.5-3mm，备用；将污泥与改性矿石粉共混，然后烘干至含水量小于5%，破碎至粒径小于5mm，备用；
2）将步骤1）中破碎的陶粒混凝土废料、石棉废料、污泥和改性矿石粉共混，快加入适量的水，搅拌成糊状，然后将粘土和复合纤维加入其中，持续搅拌10-60min，然后造粒，得陶粒胚料；
3）对陶粒胚料进行煅烧，煅烧温度为400-1100℃，期间以20℃/min升温，并于每个整百温度值时保温10min；
4）以25℃/min降温至250℃，保温10-30min，取出自然冷却即得。
本发明的有益效果在于：本发明环保型高强度再生建筑陶粒，合理选配原料，采用工业或建筑废料，改性优化，自制再生陶粒，具有优异的力学性能和结构稳定性，流变性好，共混均匀度高，用于混凝土制品，与组分间具有优异的结合效果和强化性能，有效改善了制品的性能参数，符合绿色环保的发展理念，综合实用性强，制得推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种环保型高强度再生建筑陶粒，包括以下重量份数组分原料：污泥60份、陶粒混凝土废料20份、石棉废料6份、改性矿石粉12份、粘土15份、复合纤维15份。
改性矿石粉原料选自质量比1:0.5：0.3的蛭石、玄武岩和萤石。
改性矿石粉制备方法为，按质量比取原料，清洗后粉碎过200目筛，然后向其中加入聚乙烯醇水溶液搅拌混匀，再在酸性气氛性保温搅拌120min，取出，干燥即得。
其中，聚乙烯醇水溶液质量浓度为10wt%，添加量为矿石粉原料质量的15wt%。酸性气氛为1.5M酒石酸或盐酸溶液。保温搅拌具体为60℃、100rpm。
进一步的，复合纤维选自质量比为1:1聚丙烯纤维和植物纤维的混合物，植物纤维选自秸秆、稻壳、废弃纸张中任意一种或多种混合物。
基于上述组分选配和制取，在此提供一种环保型高强度再生建筑陶粒制备方法：
1）按重量份数取料，将陶粒混凝土废料破碎至粒径为1-5mm、石棉废料破碎至粒径为0.5-3mm，备用；将污泥与改性矿石粉共混，然后烘干至含水量小于5%，破碎至粒径小于5mm，备用；
2）将步骤1）中破碎的陶粒混凝土废料、石棉废料、污泥和改性矿石粉共混，快加入适量的水，搅拌成糊状，然后将粘土和复合纤维加入其中，持续搅拌10-60min，然后造粒，得陶粒胚料；
3）对陶粒胚料进行煅烧，煅烧温度为400-1100℃，期间以20℃/min升温，并于每个整百温度值时保温10min；
4）以25℃/min降温至250℃，保温10-30min，取出自然冷却即得。
实施例2：
一种环保型高强度再生建筑陶粒，包括以下重量份数组分原料：污泥80份、陶粒混凝土废料20份、石棉废料10份、改性矿石粉15份、粘土15份、复合纤维8份。
改性矿石粉原料选自质量比1:0.6：0.5的蛭石、玄武岩和萤石。
改性矿石粉制备方法为，按质量比取原料，清洗后粉碎过200目筛，然后向其中加入聚乙烯醇水溶液搅拌混匀，再在酸性气氛性保温搅拌60min，取出，干燥即得。
其中，聚乙烯醇水溶液质量浓度为10wt%，添加量为矿石粉原料质量的20wt%。酸性气氛为1M酒石酸或盐酸溶液。保温搅拌具体为50℃、100rpm。
进一步的，复合纤维选自质量比为1:1聚丙烯纤维和植物纤维的混合物，植物纤维选自秸秆、稻壳、废弃纸张中任意一种或多种混合物。
本实施例再生建筑陶粒制备方法同实施例1。
实施例3：
一种环保型高强度再生建筑陶粒，包括以下重量份数组分原料：污泥50份、陶粒混凝土废料15份、石棉废料8份、改性矿石粉18份、粘土20份、复合纤维10份。
改性矿石粉原料选自质量比1:0.4：0.2的蛭石、玄武岩和萤石。
改性矿石粉制备方法为，按质量比取原料，清洗后粉碎过200目筛，然后向其中加入聚乙烯醇水溶液搅拌混匀，再在酸性气氛性保温搅拌150min，取出，干燥即得。
其中，聚乙烯醇水溶液质量浓度为10wt%，添加量为矿石粉原料质量的20wt%。酸性气氛为1.5M酒石酸或盐酸溶液。保温搅拌具体为80℃、80rpm。
进一步的，复合纤维选自质量比为1:0.8聚丙烯纤维和植物纤维的混合物，植物纤维选自秸秆、稻壳、废弃纸张中任意一种或多种混合物。
本实施例再生建筑陶粒制备方法同实施例1。
实施例4：
一种环保型高强度再生建筑陶粒，包括以下重量份数组分原料：污泥50份、陶粒混凝土废料30份、石棉废料6份、改性矿石粉10份、粘土35份、复合纤维15份。
改性矿石粉原料选自质量比1:0.4：0.2的蛭石、玄武岩和萤石。
改性矿石粉制备方法为，按质量比取原料，清洗后粉碎过200目筛，然后向其中加入聚乙烯醇水溶液搅拌混匀，再在酸性气氛性保温搅拌30min，取出，干燥即得。
其中，聚乙烯醇水溶液质量浓度为10wt%，添加量为矿石粉原料质量的15wt%。酸性气氛为1.5M酒石酸或盐酸溶液。保温搅拌具体为80℃、200rpm。
进一步的，复合纤维选自质量比为1:0.8聚丙烯纤维和植物纤维的混合物，植物纤维选自秸秆、稻壳、废弃纸张中任意一种或多种混合物。
本实施例再生建筑陶粒制备方法同实施例1。
将本发明实施例制备的陶粒进行性能测试，粒径为5-15mm，筒压强度可达4.2-4.8MPa，密度为350-470kg/m3。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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