公布日：2023.02.28
申請日：2022.11.08
分類號(hào)：C04B18/02(2006.01)I;C04B20/10(2012.01)I;C04B28/04(2006.01)I;C04B38/08(2012.01)I;D01F6/22(2006.01)I;C08F112/08(2006.01)I;D04H1/4291(2006.01)I;D04H1/728
(2006.01)I;C04B18/04(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊及其制備方法，污泥陶粒為雙層結(jié)構(gòu)，包括芯層和殼層，芯層內(nèi)部形成通孔，殼層內(nèi)部形成閉孔。包括以下步驟：取硅酸鹽水泥20份，污泥陶粒60-70份，生石灰4份、砂13份和水15份，混合攪拌均勻；砌塊壓振成型；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d即得。本發(fā)明制備的污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊采用雙層結(jié)構(gòu)的污泥陶粒，芯層結(jié)構(gòu)為以聚苯乙烯網(wǎng)膜為填料，燒結(jié)后在陶粒芯層內(nèi)部形成通孔，這些通孔在靠近熱量后，空氣受熱向上方運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陶粒殼層的閉孔受冷受阻又向下運(yùn)動(dòng)，熱量在這些通孔中形成一個(gè)個(gè)內(nèi)部環(huán)流層，從而能夠增強(qiáng)砌塊的保溫性能。
權(quán)利要求書
1.一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊，其特征在于：以重量份計(jì)，包括以下成分：硅酸鹽水泥20份，污泥陶粒60-70份，生石灰4份、砂13份和水15份；所述污泥陶粒粒徑為2-5mm，為雙層結(jié)構(gòu)，包括芯層和殼層，所述芯層內(nèi)部形成通孔，殼層內(nèi)部形成閉孔；所述污泥陶粒的制備方法如下：S1：取污泥，將其低溫脫水干化至含水率為20-40%，加入聚苯乙烯網(wǎng)膜，攪拌均勻，獲得芯層模原料；聚苯乙烯網(wǎng)膜與脫水后的污泥的體積比為：1:（15-20）；聚苯乙烯網(wǎng)膜粒徑≤75μm；S2：取污泥，將其低溫脫水干化至含水率為20-40%，加入聚苯乙烯微球，攪拌均勻，獲得殼層模原料；所述聚苯乙烯微球與脫水后的污泥的體積比為：1:（20-25）；所述聚苯乙烯微球粒徑為100-200nm；S3：采用雙模柱狀擠壓造粒機(jī)，將芯層模原料和殼層模原料復(fù)合擠壓造粒成雙層生料球；S4：生料球在燒結(jié)爐焙燒，以2℃/min的速率升溫至1050-1100℃，保溫60min；S5：以2℃/min的速率降溫至110℃，置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊，其特征在于：所述芯層粒徑為1-2mm；所述殼層厚度為1-3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊，其特征在于：所述聚苯乙烯網(wǎng)膜的制備方法為：S11：取30份聚苯乙烯溶解于800份N,N-二甲基甲酰胺中，靜置脫泡，獲得靜電紡絲液；S12：將靜電紡絲液轉(zhuǎn)移到噴絲嘴內(nèi)徑為0.2mm的注射器中，噴絲嘴與接收板之間的距離為10cm，流速為1.0mL/h，在相對濕度為40-50%，溫度為22-28℃的條件下，調(diào)節(jié)兩極電壓至15kV，獲得紡絲薄膜；S13：烘干，粉碎過200目篩，獲得聚苯乙烯網(wǎng)膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊，其特征在于：S3中所述雙模柱狀擠壓造粒機(jī)沖擊的壓力≥20kN。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）取硅酸鹽水泥20份，污泥陶粒60-70份，生石灰4份、砂13份和水15份，混合攪拌均勻；（2）砌塊壓振成型；（3）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d即得。
發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊的制備方法，采用雙層結(jié)構(gòu)的污泥陶粒，芯層結(jié)構(gòu)為以聚苯乙烯網(wǎng)膜為填料，燒結(jié)后在陶粒芯層內(nèi)部形成通孔，這些通孔在靠近熱量后，空氣受熱向上方運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陶粒殼層的閉孔受冷受阻又向下運(yùn)動(dòng)，熱量在這些通孔中形成一個(gè)個(gè)內(nèi)部環(huán)流層，從而能夠增強(qiáng)砌塊的保溫性能。
技術(shù)方案：一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊，所述污泥陶粒粒徑為2-5mm，為雙層結(jié)構(gòu)，包括芯層和殼層，所述芯層內(nèi)部形成通孔，殼層內(nèi)部形成閉孔。
優(yōu)選的，所述芯層粒徑為1-2mm；所述殼層厚度為1-3mm。
優(yōu)選的，所述污泥陶粒的制備方法如下：
S1：取污泥，將其低溫脫水干化至含水率為20-40％，加入聚苯乙烯網(wǎng)膜，攪拌均勻，獲得芯層模原料；
S2：取污泥，將其低溫脫水干化至含水率為20-40％，加入聚苯乙烯微球，攪拌均勻，獲得殼層模原料；
S3：采用雙模柱狀擠壓造粒機(jī)，將芯層模原料和殼層模原料復(fù)合擠壓造粒成雙層生料球；
S4：生料球在燒結(jié)爐焙燒，以2℃/min的速率升溫至1050-1100℃，保溫60min；
S5：以2℃/min的速率降溫至110℃，置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫即得。
優(yōu)選的，所述聚苯乙烯網(wǎng)膜的制備方法為：
S11：取30份聚苯乙烯溶解于800份N,N-二甲基甲酰胺中，靜置脫泡，獲得靜電紡絲液；
S12：將靜電紡絲液轉(zhuǎn)移到噴絲嘴內(nèi)徑為0.2mm的注射器中，噴絲嘴與接收板之間的距離為10cm，流速為1.0mL/h，在相對濕度為40-50％，溫度為22-28℃的條件下，調(diào)節(jié)兩極電壓至15kV，獲得紡絲薄膜；
S13：烘干，粉碎過200目篩，獲得聚苯乙烯網(wǎng)膜。
優(yōu)選的，所述聚苯乙烯微球的制備方法為：
S21：將苯乙烯單體和水在室溫下超聲分散10min，獲得濃度為4.2％的苯乙烯分散液；
S22：置于80℃水浴鍋中恒溫?cái)嚢�，通�?/span>20min后，加入濃度為0.2％的過硫酸鉀水溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，恒溫聚合反應(yīng)6h獲得聚苯乙烯微球。
優(yōu)選的，S1中所述聚苯乙烯網(wǎng)膜與脫水后的污泥的體積比為：1:(15-20)。
優(yōu)選的，S1中所述聚苯乙烯網(wǎng)膜粒徑≤75μm。
優(yōu)選的，S2中所述聚苯乙烯微球與脫水后的污泥的體積比為：1:(20-25)。
優(yōu)選的，S2中所述聚苯乙烯微球粒徑為100-200nm。
優(yōu)選的，S3中所述雙模柱狀擠壓造粒機(jī)沖擊的壓力≥20kN。
一種污泥陶粒增強(qiáng)混凝土自保溫砌塊的制備方法，包括以下步驟：
(1)取硅酸鹽水泥20份，污泥陶粒60-70份，生石灰4份、砂13份和水15份，混合攪拌均勻；
(2)砌塊壓振成型；
(3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d即得。
有益效果：
1、本發(fā)明中采用雙層結(jié)構(gòu)的污泥陶粒，芯層結(jié)構(gòu)為以聚苯乙烯網(wǎng)膜為填料，燒結(jié)后在陶粒芯層內(nèi)部形成通孔，這些通孔在靠近熱量后，空氣受熱向上方運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陶粒殼層的閉孔受冷受阻又向下運(yùn)動(dòng)，熱量在這些通孔中形成一個(gè)個(gè)內(nèi)部環(huán)流層，從而能夠增強(qiáng)砌塊的保溫性能。
2、本發(fā)明中聚苯乙烯網(wǎng)膜采用靜電紡絲制備，網(wǎng)膜為有序納米級(jí)結(jié)構(gòu)，燒結(jié)后形成定向排列的納米級(jí)連續(xù)層狀孔道結(jié)構(gòu)，提高抗壓強(qiáng)度，但是隨著網(wǎng)膜添加量的進(jìn)一步增加，孔道結(jié)構(gòu)增多，貫通量增加崩解，則抗壓強(qiáng)度下降。
3、本發(fā)明中聚苯乙烯微球的粒徑為100-200nm，形成球形孔結(jié)構(gòu)，微球之間堆積形成的較小的孔隙，當(dāng)聚苯乙烯微球粒徑增大，微球之間貫通，形成通孔，則會(huì)導(dǎo)致保溫效果降低。
4、本發(fā)明采用的燒結(jié)溫度為1050-1100℃，主要是因?yàn)闊茰囟葘ξ勰嗵樟１碛^密度和抗壓強(qiáng)度都有影響，當(dāng)燒結(jié)溫度過低時(shí)，污泥陶粒中組分之間的固相反應(yīng)產(chǎn)生的晶粒數(shù)量較少，產(chǎn)生的晶粒中細(xì)晶粒所占比例較少，使污泥陶粒的抗壓強(qiáng)度變低，當(dāng)燒結(jié)溫度過高時(shí)，則會(huì)發(fā)生二次結(jié)晶效應(yīng)，晶粒的粒度變大使得污泥陶粒表觀密度降低，污泥陶粒出現(xiàn)燒漲現(xiàn)象，使污泥陶粒的抗壓強(qiáng)度降低，因此本申請采用的燒結(jié)溫度為1050-1100℃，此時(shí)污泥陶粒中的晶粒、玻璃質(zhì)和氣孔(閉孔和通孔)形成密度最大的結(jié)構(gòu)，從而使得污泥陶粒的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大。
（發(fā)明人：陸祎韻;田蓉;孫浩;彭玉梅;王月祥;束瑾）
