公布日：2023.01.06
申请日：2022.09.26
分类号：C04B33/132(2006.01)I;C04B33/13(2006.01)I;C04B18/02(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，具体包括如下步骤：S1、从机制砂产线的沉淀池中取出机制砂污泥，并对机制砂污泥的成分进行筛选得到污泥原料；S2、将污泥原料投入回转窑中依次进行预热、烘干造粒和烧结，然后取出经过自然冷却后得到高强骨料，本发明将从沉淀池中取出的机制砂污泥直接投入至回转窑中进行预热、造粒及焙烧后制得高性能的高强人造骨料，其性能基本与机制砂相当，可用其直接取代部分机制砂制备C80高强预制桩，从而实现机制砂污泥资源化利用。
权利要求书
1.一种利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：S1、从机制砂产线的沉淀池中取出机制砂污泥，并对机制砂污泥的成分进行筛选得到污泥原料；S2、将污泥原料投入回转窑中依次进行预热、烘干造粒和烧结，然后取出经过自然冷却后得到高强骨料。
2.如权利要求1所述的利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，其特征在于，所述步骤S1中，污泥原料由如下质量百分数的组分组成：70-82％A组分、13-17％B组分，余量为不可避免的其他组分；其中A组分由SiO2、Al2O3、Fe2O3组成，B组分由CaO、MgO、K2O、Na2O组成。
3.如权利要求1所述的利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，其特征在于，所述步骤S2中，在预热、烘干造粒和烧结时，回转窑的倾斜角度为3.5-4.0度。
4.如权利要求1所述的利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，其特征在于，所述步骤S2中，预热的条件如下：预热温度为700℃～800℃，预热时间为18min～25min，预热时回转窑的转速为3～5r/min。
5.如权利要求1所述的利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，其特征在于，所述步骤S2中，烧结的具体条件如下：烧结温度为1160℃～1250℃，烧结时间为8～10min，烧结时回转窑的转速为6～10r/min。
6.如权利要求1所述的利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，其特征在于，所述步骤S2中，高强骨料的颗粒尺寸小于5mm，且高强骨料的级别为连续级。
7.一种高强骨料，其特征在于，由权利要求1-6任一所述方法制得。
8.一种如权利要求7所述的高强骨料在离心工艺成型的高强预制桩中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，该方法可将机制砂污泥处理成具有高性能的人造细骨料，制得的骨料可取代部分天然砂或机制砂制备C80混凝土强度等级的高强预制桩，既疏通了机制砂厂家污泥处理的出路，也在一定程度上缓解了高产量的预制桩对砂石骨料的需求压力，实现建筑废弃物资源化利用，具有良好的社会经济效益。
为达到上述目的，本发明提供一种利用机制砂污泥制备高强骨料的方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、从机制砂产线的沉淀池中取出机制砂污泥，并对机制砂污泥的成分进行筛选得到污泥原料；
S2、将污泥原料投入回转窑中依次进行预热、烘干造粒和烧结，然后取出经过自然冷却后得到高强骨料。
作为优选，所述步骤S1中，污泥原料由如下质量百分数的组分组成：70-82％A组分、13-17％B组分，余量为不可避免的其他组分；其中A组分由SiO2、Al2O3、Fe2O3组成，B组分由CaO、MgO、K2O、Na2O组成。机制砂污泥中SiO2、Al2O3、Fe2O3成分经高温焙烧后形成高强骨料的骨架结构，确保烧结骨料的高强度；CaO、MgO、K2O、Na2O等成分主要发挥助融作用，若此类成分过低则烧结难度增大，需额外添加助融组分材料，若此类成分过高易导致坯料液化量增多，釉化现象明显，骨料表面光滑，进而在混凝土应用过程中与中其他材料粘附力差，在混凝土中易形成界面薄弱环节，导致混凝土强度降低。
作为优选，所述步骤S2中，在预热、烘干造粒和烧结时，回转窑的倾斜角度为3.5-4.0°。
作为优选，所述步骤S2中，预热的条件如下：预热温度为700℃～800℃，预热时间为18min～25min，预热时回转窑的转速为3～5r/min。烘干造粒窑中预热温度700℃～800℃，可快速降低含水率，有机质快速挥发，形成微气孔结构，同时污泥中一些易挥发的重金属元素可在这个温度发生逃逸，确保高强人造骨料的安全性；
作为优选，所述步骤S2中，烧结的具体条件如下：烧结温度为1160℃～1250℃，烧结时间为8～10min，烧结时回转窑的转速为6～10r/min。烧结窑烧结温度为1160℃～1250℃，主要是骨料坯体致密化的过程，确保骨料的高强。
作为优选，所述步骤S2中，高强骨料的颗粒尺寸小于5mm，且高强骨料的级别为连续级。
一种高强骨料，通过上述制备方法制备得到。
一种高强骨料在离心工艺成型的高强预制桩中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一、本发明中机制砂污泥自身各组分占比合理，无需额外添加其他辅料，便可满足高强人造骨料烧结要求，因此在生产过程中可直接投入烧结，无需进行成分配伍设计，加工工艺简单；
其二、本发明中回转窑由烘干造粒窑和烧结窑组成，在回转窑中便可完成烘干和造粒两个过程，无需进窑前单独进行捏合造粒工艺；
其三、本发明将从沉淀池中取出的机制砂污泥直接投入至回转窑中进行预热、造粒及焙烧后制得高性能的高强人造骨料，具有高密度、高强度，性能基本与机制砂相当，同时还保持一定吸水性，不仅能满足离心工艺成型的C80高强预制桩生产和使用要求，同时具备一定内养护功能，进一步促进预制桩桩身混凝土强度提升，因此可部分取代机制砂生产高强预制桩，从而实现机制砂污泥资源化利用。
（发明人：明维;高军峰;张日红;余柯宁;高法军;宋志鹏;邱风雷）