公布日：2023.01.06
申請日：2022.09.26
分類號：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制砂污泥制備高強骨料的方法，具體包括如下步驟：S1、從機制砂產線的沉淀池中取出機制砂污泥，并對機制砂污泥的成分進行篩選得到污泥原料；S2、將污泥原料投入回轉窯中依次進行預熱、烘干造粒和燒結，然后取出經過自然冷卻后得到高強骨料，本發(fā)明將從沉淀池中取出的機制砂污泥直接投入至回轉窯中進行預熱、造粒及焙燒后制得高性能的高強人造骨料，其性能基本與機制砂相當，可用其直接取代部分機制砂制備C80高強預制樁，從而實現(xiàn)機制砂污泥資源化利用。
權利要求書
1.一種利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：S1、從機制砂產線的沉淀池中取出機制砂污泥，并對機制砂污泥的成分進行篩選得到污泥原料；S2、將污泥原料投入回轉窯中依次進行預熱、烘干造粒和燒結，然后取出經過自然冷卻后得到高強骨料。
2.如權利要求1所述的利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，其特征在于，所述步驟S1中，污泥原料由如下質量百分數(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.如權利要求1所述的利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，在預熱、烘干造粒和燒結時，回轉窯的傾斜角度為3.5-4.0度。
4.如權利要求1所述的利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，預熱的條件如下：預熱溫度為700℃～800℃，預熱時間為18min～25min，預熱時回轉窯的轉速為3～5r/min。
5.如權利要求1所述的利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，燒結的具體條件如下：燒結溫度為1160℃～1250℃，燒結時間為8～10min，燒結時回轉窯的轉速為6～10r/min。
6.如權利要求1所述的利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，其特征在于，所述步驟S2中，高強骨料的顆粒尺寸小于5mm，且高強骨料的級別為連續(xù)級。
7.一種高強骨料，其特征在于，由權利要求1-6任一所述方法制得。
8.一種如權利要求7所述的高強骨料在離心工藝成型的高強預制樁中的應用。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，該方法可將機制砂污泥處理成具有高性能的人造細骨料，制得的骨料可取代部分天然砂或機制砂制備C80混凝土強度等級的高強預制樁，既疏通了機制砂廠家污泥處理的出路，也在一定程度上緩解了高產量的預制樁對砂石骨料的需求壓力，實現(xiàn)建筑廢棄物資源化利用，具有良好的社會經濟效益。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種利用機制砂污泥制備高強骨料的方法，所述方法具體包括如下步驟：
S1、從機制砂產線的沉淀池中取出機制砂污泥，并對機制砂污泥的成分進行篩選得到污泥原料；
S2、將污泥原料投入回轉窯中依次進行預熱、烘干造粒和燒結，然后取出經過自然冷卻后得到高強骨料。
作為優(yōu)選，所述步驟S1中，污泥原料由如下質量百分數(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。機制砂污泥中SiO2、Al2O3、Fe2O3成分經高溫焙燒后形成高強骨料的骨架結構，確保燒結骨料的高強度；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難度增大，需額外添加助融組分材料，若此類成分過高易導致坯料液化量增多，釉化現(xiàn)象明顯，骨料表面光滑，進而在混凝土應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)，導致混凝土強度降低。
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，在預熱、烘干造粒和燒結時，回轉窯的傾斜角度為3.5-4.0°。
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，預熱的條件如下：預熱溫度為700℃～800℃，預熱時間為18min～25min，預熱時回轉窯的轉速為3～5r/min。烘干造粒窯中預熱溫度700℃～800℃，可快速降低含水率，有機質快速揮發(fā)，形成微氣孔結構，同時污泥中一些易揮發(fā)的重金屬元素可在這個溫度發(fā)生逃逸，確保高強人造骨料的安全性；
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，燒結的具體條件如下：燒結溫度為1160℃～1250℃，燒結時間為8～10min，燒結時回轉窯的轉速為6～10r/min。燒結窯燒結溫度為1160℃～1250℃，主要是骨料坯體致密化的過程，確保骨料的高強。
作為優(yōu)選，所述步驟S2中，高強骨料的顆粒尺寸小于5mm，且高強骨料的級別為連續(xù)級。
一種高強骨料，通過上述制備方法制備得到。
一種高強骨料在離心工藝成型的高強預制樁中的應用。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
其一、本發(fā)明中機制砂污泥自身各組分占比合理，無需額外添加其他輔料，便可滿足高強人造骨料燒結要求，因此在生產過程中可直接投入燒結，無需進行成分配伍設計，加工工藝簡單；
其二、本發(fā)明中回轉窯由烘干造粒窯和燒結窯組成，在回轉窯中便可完成烘干和造粒兩個過程，無需進窯前單獨進行捏合造粒工藝；
其三、本發(fā)明將從沉淀池中取出的機制砂污泥直接投入至回轉窯中進行預熱、造粒及焙燒后制得高性能的高強人造骨料，具有高密度、高強度，性能基本與機制砂相當，同時還保持一定吸水性，不僅能滿足離心工藝成型的C80高強預制樁生產和使用要求，同時具備一定內養(yǎng)護功能，進一步促進預制樁樁身混凝土強度提升，因此可部分取代機制砂生產高強預制樁，從而實現(xiàn)機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;邱風雷）
