公布日：2023.01.06
申請日：2022.09.26
分類號(hào)：C04B33/132(2006.01)I;C04B33/13(2006.01)I;C04B18/02(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，具體包括如下步驟：S1、從機(jī)制砂產(chǎn)線的沉淀池中取出機(jī)制砂污泥，并對機(jī)制砂污泥的成分進(jìn)行篩選得到污泥原料；S2、將污泥原料投入回轉(zhuǎn)窯中依次進(jìn)行預(yù)熱、烘干造粒和燒結(jié)，然后取出經(jīng)過自然冷卻后得到高強(qiáng)骨料，本發(fā)明將從沉淀池中取出的機(jī)制砂污泥直接投入至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行預(yù)熱、造粒及焙燒后制得高性能的高強(qiáng)人造骨料，其性能基本與機(jī)制砂相當(dāng)，可用其直接取代部分機(jī)制砂制備C80高強(qiáng)預(yù)制樁，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)制砂污泥資源化利用。
權(quán)利要求書
1.一種利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：S1、從機(jī)制砂產(chǎn)線的沉淀池中取出機(jī)制砂污泥，并對機(jī)制砂污泥的成分進(jìn)行篩選得到污泥原料；S2、將污泥原料投入回轉(zhuǎn)窯中依次進(jìn)行預(yù)熱、烘干造粒和燒結(jié)，然后取出經(jīng)過自然冷卻后得到高強(qiáng)骨料。
2.如權(quán)利要求1所述的利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，其特征在于，所述步驟S1中，污泥原料由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成：70-82％A組分、13-17％B組分，余量為不可避免的其他組分；其中A組分由SiO2、Al2O3、Fe2O3組成，B組分由CaO、MgO、K2O、Na2O組成。
3.如權(quán)利要求1所述的利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，在預(yù)熱、烘干造粒和燒結(jié)時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的傾斜角度為3.5-4.0度。
4.如權(quán)利要求1所述的利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，預(yù)熱的條件如下：預(yù)熱溫度為700℃～800℃，預(yù)熱時(shí)間為18min～25min，預(yù)熱時(shí)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為3～5r/min。
5.如權(quán)利要求1所述的利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，燒結(jié)的具體條件如下：燒結(jié)溫度為1160℃～1250℃，燒結(jié)時(shí)間為8～10min，燒結(jié)時(shí)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為6～10r/min。
6.如權(quán)利要求1所述的利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，高強(qiáng)骨料的顆粒尺寸小于5mm，且高強(qiáng)骨料的級(jí)別為連續(xù)級(jí)。
7.一種高強(qiáng)骨料，其特征在于，由權(quán)利要求1-6任一所述方法制得。
8.一種如權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)骨料在離心工藝成型的高強(qiáng)預(yù)制樁中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，該方法可將機(jī)制砂污泥處理成具有高性能的人造細(xì)骨料，制得的骨料可取代部分天然砂或機(jī)制砂制備C80混凝土強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)預(yù)制樁，既疏通了機(jī)制砂廠家污泥處理的出路，也在一定程度上緩解了高產(chǎn)量的預(yù)制樁對砂石骨料的需求壓力，實(shí)現(xiàn)建筑廢棄物資源化利用，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種利用機(jī)制砂污泥制備高強(qiáng)骨料的方法，所述方法具體包括如下步驟：
S1、從機(jī)制砂產(chǎn)線的沉淀池中取出機(jī)制砂污泥，并對機(jī)制砂污泥的成分進(jìn)行篩選得到污泥原料；
S2、將污泥原料投入回轉(zhuǎn)窯中依次進(jìn)行預(yù)熱、烘干造粒和燒結(jié)，然后取出經(jīng)過自然冷卻后得到高強(qiáng)骨料。
作為優(yōu)選，所述步驟S1中，污泥原料由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成：70-82％A組分、13-17％B組分，余量為不可避免的其他組分；其中A組分由SiO2、Al2O3、Fe2O3組成，B組分由CaO、MgO、K2O、Na2O組成。機(jī)制砂污泥中SiO2、Al2O3、Fe2O3成分經(jīng)高溫焙燒后形成高強(qiáng)骨料的骨架結(jié)構(gòu)，確保燒結(jié)骨料的高強(qiáng)度；CaO、MgO、K2O、Na2O等成分主要發(fā)揮助融作用，若此類成分過低則燒結(jié)難度增大，需額外添加助融組分材料，若此類成分過高易導(dǎo)致坯料液化量增多，釉化現(xiàn)象明顯，骨料表面光滑，進(jìn)而在混凝土應(yīng)用過程中與中其他材料粘附力差，在混凝土中易形成界面薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，在預(yù)熱、烘干造粒和燒結(jié)時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的傾斜角度為3.5-4.0°。
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，預(yù)熱的條件如下：預(yù)熱溫度為700℃～800℃，預(yù)熱時(shí)間為18min～25min，預(yù)熱時(shí)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為3～5r/min。烘干造粒窯中預(yù)熱溫度700℃～800℃，可快速降低含水率，有機(jī)質(zhì)快速揮發(fā)，形成微氣孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)污泥中一些易揮發(fā)的重金屬元素可在這個(gè)溫度發(fā)生逃逸，確保高強(qiáng)人造骨料的安全性；
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，燒結(jié)的具體條件如下：燒結(jié)溫度為1160℃～1250℃，燒結(jié)時(shí)間為8～10min，燒結(jié)時(shí)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為6～10r/min。燒結(jié)窯燒結(jié)溫度為1160℃～1250℃，主要是骨料坯體致密化的過程，確保骨料的高強(qiáng)。
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，高強(qiáng)骨料的顆粒尺寸小于5mm，且高強(qiáng)骨料的級(jí)別為連續(xù)級(jí)。
一種高強(qiáng)骨料，通過上述制備方法制備得到。
一種高強(qiáng)骨料在離心工藝成型的高強(qiáng)預(yù)制樁中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
其一、本發(fā)明中機(jī)制砂污泥自身各組分占比合理，無需額外添加其他輔料，便可滿足高強(qiáng)人造骨料燒結(jié)要求，因此在生產(chǎn)過程中可直接投入燒結(jié)，無需進(jìn)行成分配伍設(shè)計(jì)，加工工藝簡單；
其二、本發(fā)明中回轉(zhuǎn)窯由烘干造粒窯和燒結(jié)窯組成，在回轉(zhuǎn)窯中便可完成烘干和造粒兩個(gè)過程，無需進(jìn)窯前單獨(dú)進(jìn)行捏合造粒工藝；
其三、本發(fā)明將從沉淀池中取出的機(jī)制砂污泥直接投入至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行預(yù)熱、造粒及焙燒后制得高性能的高強(qiáng)人造骨料，具有高密度、高強(qiáng)度，性能基本與機(jī)制砂相當(dāng)，同時(shí)還保持一定吸水性，不僅能滿足離心工藝成型的C80高強(qiáng)預(yù)制樁生產(chǎn)和使用要求，同時(shí)具備一定內(nèi)養(yǎng)護(hù)功能，進(jìn)一步促進(jìn)預(yù)制樁樁身混凝土強(qiáng)度提升，因此可部分取代機(jī)制砂生產(chǎn)高強(qiáng)預(yù)制樁，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)制砂污泥資源化利用。
（發(fā)明人：明維;高軍峰;張日紅;余柯寧;高法軍;宋志鵬;邱風(fēng)雷）
