專利名稱：：輕質(zhì)骨料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種小球狀或顆粒狀形式的輕質(zhì)骨料，更具體地說是用于建筑工業(yè)上的一種小球狀或顆粒狀形式的輕質(zhì)骨料。這種小球狀骨料，用來制作結(jié)構(gòu)的或非結(jié)構(gòu)的建筑砌塊，作輕質(zhì)填料，以及作為輕質(zhì)混凝土，例如輕質(zhì)混凝土板的填充物是合適的。本發(fā)明更重要地是還在配料中摻入了磨成粉末的粉煤灰，這種粉煤灰是來自燃煤電廠的一種廢棄物。業(yè)已表明，在輕質(zhì)混凝土，水泥以及石膏混合物中摻入泡沫聚苯乙烯小珠可制成輕質(zhì)建筑材料。JP-60176976給出了這種由無機(jī)粘結(jié)劑，輕質(zhì)骨料，諸如聚苯乙烯小珠和加強(qiáng)纖維混合而成的輕質(zhì)建筑材料產(chǎn)品。GB-1118621A敘述了包含水泥或石膏、泡沫聚苯乙烯填充料和懸浮劑的水泥或石膏的混合物。GB-2095227A給出了一種由水泥，泡沫狀聚苯乙烯，沙土，水和一種表面活化劑組成的輕質(zhì)混凝土的制造方法。US-3764357A揭示了一種輕質(zhì)混凝土和石膏的配制方法，這個(gè)方法包括幾個(gè)步驟，以確保輕質(zhì)骨料與水泥質(zhì)材料以及其它比較重的混合物配料的均勻混合。GB-2100244A披露了由水泥，填充物以及輕質(zhì)材料，如聚苯乙烯等攪拌而成的保溫建筑砌塊產(chǎn)品，在這里，聚苯乙烯占砌塊體積達(dá)到25%。為了制造一種由磨成粉末的粉煤灰和相當(dāng)小比例的石灰或水泥制成的小球狀形式的輕質(zhì)骨料，合適的粉煤灰含量也是已知的。然而，人們從未考慮過把大量的泡沫狀聚苯乙烯小珠摻入這種成小球狀材料中，這是因?yàn)槿藗冋J(rèn)為聚苯乙烯的存在會(huì)防礙粉煤灰/水泥混合料的壓實(shí)，以及在成形時(shí)聚苯乙烯會(huì)向這些小球狀材料表面移動(dòng)，從而使這些球形材料形成一個(gè)固態(tài)材料硬芯，而大量的聚苯乙烯則在表面形成一軟層。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，含有大量泡沫聚苯乙烯小珠的輕質(zhì)骨料是能夠成功制造出來的。按照本發(fā)明所提供的制造輕質(zhì)骨料的方法，包括把磨成粉末的重量占80%至99%的粉煤灰，重量占1%至20%的水泥，以及適量的顆粒直徑小于2.5mm的泡沫聚苯乙烯小珠攪拌在一起，使聚苯乙烯小珠的體積為最終混合物總體積的15%至80%，形成可制成小球狀的混合物，將混合材料制成直徑小于15mm的小球體并將這種小球體放在低于聚苯乙烯小珠內(nèi)的任何膨化劑沸點(diǎn)溫度之下的潮濕環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在混合物中，水泥的最佳比例按重量為10%至15%，聚苯乙烯小珠的最佳直徑應(yīng)小于1mm，而小球體的最佳直徑為3至9mm。為了把球狀材料聚集在一起，所需的水泥最小量按重量為1%。最好使小球狀材料處在不高于50℃的溫度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，根據(jù)養(yǎng)護(hù)溫度，一般經(jīng)過1至2天，小球狀材料就完全變硬了。在制做過程中，如果從發(fā)電廠所產(chǎn)生的成粉末的粉煤灰保持有余熱，則能夠提高球狀材料的養(yǎng)護(hù)速率。用于本發(fā)明的配制輕質(zhì)骨料的粉煤灰最好是由燃燒硬煤的燃煤電廠所產(chǎn)生的廢料，例如英國(guó)的燃煤電廠所產(chǎn)生的。粉煤灰的狀態(tài)最好是干燥的或大約含水12%至15%的粘性混合物。在制備骨料時(shí)所使用的粉煤灰是潮濕的，例如成粘稠混合狀的，在形成可成球狀的混合物時(shí)不需要再另外加水。當(dāng)使用干粉狀煤灰或不含足夠多水的情況下，在制做可成球狀混合物時(shí)，在把固態(tài)批料成份和聚苯乙烯小珠進(jìn)行攪拌時(shí)需要另外加水。在制作過程中，所用的水泥最好為普通硅酸鹽水泥。在本方法中，所用的成粉末的粉煤灰最好為飛灰。按形成小球狀材料(除聚苯乙烯外)的重量計(jì)算，所添加的惰性填充料可達(dá)20%。這些填充料應(yīng)使用非常精細(xì)材料，其顆粒尺寸最好小于20微米。這些惰性填充料的實(shí)例是燃爐底灰，渣粉，沙土或精細(xì)磨碎的采石場(chǎng)廢料，例如巖石粉末。如果需要的話，在球狀材料經(jīng)養(yǎng)護(hù)并硬化工序之后，還可用加熱方法除去小球體表面露出來的聚苯乙烯小珠。對(duì)完全封在球體內(nèi)部的那些聚苯乙烯小珠，要在大約300℃時(shí)才開始熔化。變硬后的球體的強(qiáng)度足以經(jīng)受由于在加熱中聚苯乙烯小珠進(jìn)一步膨脹所產(chǎn)生內(nèi)力的作用。這些“燃盡”的小球狀材料，除去了暴露在小球體表面上的聚苯乙烯小珠，由此增加了材料的密度，并且也增強(qiáng)了其熱性能。把聚苯乙烯小珠從表面上除去的那些“燃盡”球狀材料，比起那些把聚苯乙烯小珠保留在那里的小球狀材料在建筑工業(yè)上更受歡迎。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例為一種制備輕質(zhì)骨料的方法，其中，可用按重量高達(dá)15%的粉狀炭灰液來代替在混合物中等量的水泥。帶有夾雜物的液體或粉狀炭灰所制成的球狀材料在800℃至1400℃的溫度范圍中經(jīng)燒結(jié)而硬化。這個(gè)加熱過程由于燒盡了球狀體的可燃(有機(jī))成份而進(jìn)一步提高了球狀體材料的孔隙率。在這樣的溫度范圍內(nèi)，小球體內(nèi)部所包含的聚苯乙烯小球中的濕氣蒸發(fā)并形成一個(gè)個(gè)砂眼，成粉末狀的粉煤灰中的二氧化硅熔化，成玻璃狀物并在冷卻時(shí)繞小球體形成一套層。在本發(fā)明任一個(gè)實(shí)施例的制備過程中，都可用按重量為1%至6%的熟石灰來代替混合物中的相同數(shù)量的水泥。按照本發(fā)明，制備可成小球狀的混合物，最好是稱出所需量的煤灰和水泥，或粉煤灰，液態(tài)或粉末狀炭灰粉和水泥，量出所需相應(yīng)體積的聚苯乙烯小珠，使小珠表面加濕并用小量的至少稱出的成份之一涂鍍經(jīng)加濕的小珠，再把余下的稱好重量的成份與這些小珠攪拌混合起來。給聚苯乙烯小珠加濕有助于成粉末的粉煤灰和/或其它成份在攪拌時(shí)粘到聚苯乙烯小珠上并破壞小珠的靜電性能。僅僅需要用所需總水量的一部分來對(duì)小珠進(jìn)行最初的加濕處理。為了提高聚苯乙烯小珠與小球狀體中其它配料的相溶性，用表面活化劑或其它表面處理劑對(duì)聚苯乙烯小珠進(jìn)行預(yù)處理可能是必要的。如果需要另外加水，則小球體最好放在一帶有噴霧器的槽形制粒機(jī)中來形成。按照本發(fā)明所產(chǎn)生的小球狀材料具有每立方米200至750千克(200-750Kg/M3)范圍的整體干燥密度。那些整體干燥密度為300Kg/m3或低于這個(gè)值的小球狀材料適合于制作熱(保溫)砌塊，而那些整體干燥密度在400Kg/m3或高于此值的小球狀材料用于制做“標(biāo)準(zhǔn)”建筑砌塊。根據(jù)本發(fā)明任一實(shí)施例所配制的小球狀材料都可以用標(biāo)準(zhǔn)的方式將之加入到一種結(jié)合料中并用澆注法使它們成形而制成建筑砌塊。最好的結(jié)合料混合物是由水泥、成粉末的飛灰和水構(gòu)成的。按本發(fā)明小球狀材料制做出來的建筑砌塊具有接近于充氣混凝土砌塊的功能。習(xí)慣上，術(shù)語“熱建筑砌塊”指的是包括整體干燥密度為500Kg/m3或低于此值的建筑砌塊，而術(shù)語“標(biāo)準(zhǔn)建筑砌塊”指的是包括整體干燥密度為600Kg/m3或高于此值的建筑砌塊。參照以下例子對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。例1稱出包含按重量計(jì)為12.5%的水泥和87.5%的飛灰的一次批量投料量并估算出該批料的總體積。按體積計(jì)，就每100份的該批量配料量出185份的直徑小于1mm的聚苯乙烯小珠。將聚苯乙烯小珠用水噴濕并與隨便取自該批量配料的足夠的材料混合使小珠上形成一層薄薄的粘著層。然后，將該批料的剩余部分和小量的水加入并繼續(xù)攪拌以形成由飛灰，水泥和聚苯乙烯小珠構(gòu)成的均勻混合物。聚苯乙烯小珠占該混合物體積的65%。將這種混合物投入一個(gè)帶水噴頭的1米抖動(dòng)槽制粒機(jī)中。調(diào)節(jié)好抖動(dòng)槽的傾斜角度，深度和抖動(dòng)速度以及水噴頭的水量，使成小球狀的材料在離開抖動(dòng)槽時(shí)足夠硬以經(jīng)受住搬運(yùn)處理，且大部分小球體的尺寸在3至9厘米之間。將球狀材料送至一個(gè)濕度很高的貯藏室中，在環(huán)境溫度下用兩天使它們硬化。經(jīng)硬化的小球狀材料整體密度為450至550Kg/m3，平均抗碎強(qiáng)度超過150N/cm2。以上數(shù)據(jù)是在Schleuniger試塊試驗(yàn)機(jī)上測(cè)得的，測(cè)試時(shí)在被測(cè)物兩邊放上過濾襯紙，以避免球狀材料上受到點(diǎn)壓負(fù)荷而造成測(cè)試值不準(zhǔn)確。將該批量的小球狀材料與占20%重量的按水泥和飛灰為1∶4的混合物混合起來，再加入足夠的水以獲得良好的可塑性而最后形成標(biāo)準(zhǔn)的100mm的建筑砌塊。根據(jù)BSS874，第二部份，第2.1節(jié)(1986)所規(guī)定方法，測(cè)出這種砌塊具有640Kg/m3的平均密度，至少2.8Ncm2的抗碎強(qiáng)度和0.15W/m.K.的導(dǎo)熱度。例2使用來自不同的燃煤電廠廢料的磨成粉末的粉煤灰，按照例1的方法來制備輕質(zhì)骨料。固態(tài)的一次批量材料和聚苯乙烯小珠的用量按下述為用總量500ml的固態(tài)一次批量材料和1500ml的聚苯乙烯小珠來制備各種骨料。按每種骨料最終混合物體積計(jì)，聚苯乙烯小珠占75%。表1給出了用來自各個(gè)發(fā)電廠的磨成粉末的粉煤灰所制的骨料的整體密度值。表1</tables>具有表1中整體干燥密度值的骨料適合于制造熱建筑砌塊。權(quán)利要求1.一種制造輕質(zhì)骨料的方法，包括把重量占80%至99%的粉煤灰，重量占1%至20%的水泥，以及適量的顆粒尺寸小于2.5mm的泡沫聚苯乙烯小珠攪拌在一起，以使聚苯乙烯小珠所占體積為最終混合物總體積的15%至80%，形成可制成小球狀體的混合物，將該混合物制成直徑小于15mm的小球狀體材料，并將該小球狀體材料置于溫度低于聚苯乙烯小球內(nèi)任何膨化劑沸點(diǎn)的潮濕環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。2.按權(quán)利要求1所限定方法，其中聚苯乙烯小珠的粒徑小于1mm。3.按權(quán)利要求1或2所限定的方法，其中，將混合物制成直徑在3至9mm范圍之內(nèi)的小球狀體。4.按前述任一權(quán)利要求所限定方法，其中，在與該混合物的各種固態(tài)成份進(jìn)行混合之前，要先用表面活化劑，其它表面處理劑，或它們的兩種或多種組合物對(duì)聚苯乙烯小珠進(jìn)行預(yù)處理。5.按前述任一權(quán)利要求所限定方法，還包括加水以形成能制成球狀體的混合物的步驟。6.按前述的任一權(quán)利要求所限定方法，其中，占該材料(除聚苯乙烯外)重量達(dá)20%的是一種惰性填充物。7.按前述任一權(quán)利要求所限定方法，其中，小球狀體材料是用一個(gè)抖動(dòng)槽制粒機(jī)來使之成形的。8.按前述任一權(quán)利要求所限定方法還包括，在養(yǎng)護(hù)之后，將小球狀體材料加熱到250℃以上的溫度。9.按前述任一權(quán)利要求所限定方法，其中，用重量達(dá)15%的流質(zhì)或粉末狀煤灰來代替混合物中同量的水泥。10.按權(quán)利要求6所限定方法，還包括將小球狀體材料放在800℃至1400℃溫度范圍下進(jìn)行燒結(jié)。11.按前述任一權(quán)利要求所限定方法，其中，用重量占1%至6%的熟石灰來代替混合物中相同量的水泥。12.按權(quán)利要求1至7所限定之任一種方法所制備的輕質(zhì)骨料。13.一種如權(quán)利要求11所限完的輕質(zhì)骨料，具有200Kg/m3至750Kg/m3的整體干燥密度。14.一種如權(quán)利要求11所限定的輕質(zhì)骨料，最好具有300Kg/m3或低于300Kg/m3的整體干燥密度。15.一種由權(quán)利要求12至14之一所限定的輕質(zhì)骨料制備的建筑砌塊。16.一種如權(quán)利要求15所限定的建筑砌塊，具有400Kg/m3或高于400Kg/m3的砌塊密度。全文摘要本發(fā)明涉及一種成小球狀或顆粒狀形式的輕質(zhì)骨料，更具體地說是用于建筑工業(yè)上的成小球狀或顆粒狀形式的輕質(zhì)骨料。本發(fā)明提供了一種制造輕質(zhì)骨料的方法，它包括把重量占80％至99％的磨成粉末的粉煤灰，重量占1％至20％的水泥，以及適量的粒徑小于2.5mm的泡沫聚苯乙烯小珠攪拌在一起，以使聚苯乙烯小珠所占體積是形成能制成小球狀體的混合物的最終混合物總體積的15％至80％，將該混合物制成直徑小于15mm的小球狀體材料，并將該小球狀體材料放在低于聚苯乙烯小珠內(nèi)的任何溶劑蒸發(fā)溫度的溫度下的潮濕環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。文檔編號(hào)C04B18/02GK1062888SQ9110758公開日1992年7月22日申請(qǐng)日期1991年12月6日優(yōu)先權(quán)日1990年12月7日發(fā)明者B·沃爾克申請(qǐng)人:國(guó)家電力有限公司