[0032] 下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
[0033] 具体实施方式中，所用城市污泥为城市污水处理厂中产出的剩余污泥，经压滤过的脱水污泥再干燥至含水量为20％，化学组成如表1所示，其中SiO2和Al2O3总含量不低于30％。所用粉煤灰为某火电厂锅炉燃烧的废弃物，化学组成如表1所示，其中SiO2和Al2O3总含量不低于70％。所用建筑渣土为某楼房建筑工地产出的渣土，化学组成如表1所示，其中SiO2和Al2O3总含量不低于50％。所用城市污泥、粉煤灰、建筑渣土中SiO2的含量均不低于Al2O3含量的两倍。
[0034] 表1原料的化学成分组成(％，干质量)
[0035]含量 SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O Fe2O3 SO3 烧失或其它
城市污泥 23.2 7.3 9.2 3.2 2.0 1.7 7.4 ‑ 46.0
粉煤灰 51.7 24.2 2.9 1.1 0.4 0.8 4.2 2.0 12.7
建筑渣土 40.6 14.2 8.5 2.8 1.9 2.5 4.3 ‑ 25.2
废玻璃 71.4 2.0 8.8 2.9 13.2 ‑ 0.3 0.2 1.2
[0036] 所用碳酸钙粉的平均粒径为0.075mm；所用秸秆粉为干燥麦秸(含水量为20％)粉碎、粉磨制得的平均粒径为0.075mm的粉体。所用废玻璃为生活垃圾废旧瓶罐玻璃，化学组3
成如表1所示。所用钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为市售商品，密度为2.56g/cm ，含K2O
9.55％、Al2O3 16.74％、SiO2 70.03％、Na2O 2.62％。所用水玻璃为市售商品，模数为2.65，比重为1.40。
[0037] 具体实施方式中，制备泡沫混凝土所用硅酸盐水泥为42.5R的普通硅酸盐水泥(市2
售)，w(CaO)＝58.15％，w(SiO2)＝22.64％，比表面积340m/kg。所用粉煤灰为某火电厂锅炉
3
燃烧的废弃物，密度为2.08kg/m，化学组成如表1所示。所用减水剂为重庆科之杰新材料公司生产的聚羧酸高效减水剂，固含量为23％。所用发泡剂为蛋白类发泡剂，发泡倍数大于50倍，1h沉降距不大于5mm，1h泌水量不大于60ml，具体为LC‑Ⅱ动物蛋白发泡剂(合肥立创节能建材有限公司)。所述水胶比中的“胶”指胶凝材料，计算为水泥与粉煤灰的质量之和。
[0038] 实施例1
[0039] 本实施例的泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0040] 1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土分别破碎、粉磨并过150目筛制成粉体，按照城市污泥、粉煤灰与建筑渣土的质量比为45:45:10的比例将粉体混合，同时加入碳酸钙粉和秸秆粉，混合均匀得生粉混合物；其中，碳酸钙粉与秸秆粉的总质量为生粉混合物质量的10％；碳酸钙粉与秸秆粉的质量比为1:0.4；
[0041] 2)在步骤1)所得生粉混合物中掺入质量为生粉混合物质量30％的水，混合均匀后在室温条件下密封陈化22h得陈化混合料；设定粒径为8mm，采用盘式造粒机将陈化混合料进行造粒，成粒后先在室温下自然干燥22h，再在108℃条件下恒温干燥5h，得坯料粒；
[0042] 3)将废玻璃破碎、粉磨并过150目筛得玻璃粉，按照玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃的质量比为100:5:5.0:6.5的比例混合得壳层混合物，备用；
[0043] 4)将步骤2)所得坯料粒以10℃/min的速率升温至580℃保温18min进行预热，得热料粒；
[0044] 按照步骤3)所得壳层混合物与热料粒的质量比为20:80，先将一半质量的壳层混合物置于盘式造粒机中，加入所得温度为530℃的热料粒，混合进行二次造粒，混合过程中逐渐加入剩余的壳层混合物，加料完毕后持续混合25min，以热料粒为内核，使壳层混合物包裹在热料粒表面形成壳层，得包料粒；
[0045] 5)将步骤4)所得包料粒以12℃/min的速率先升温至840℃保温20min，再升温至1170℃保温20min进行烧结；烧结保温结束后，先用10min快速冷却至630℃℃并保温40min，然后用40min缓慢匀速冷却至320℃，最后自然冷却至室温，即得所述人造复合轻骨料。
[0046] 采用本实施例所得人造复合轻骨料制备泡沫混凝土，原料为水和水泥315kg、粉煤灰135kg、生石灰17.5kg、石膏4.0kg、减水剂1.7kg、发泡剂1.1kg，人造复合轻骨料860L；水胶比为0.36；制备方法包括：将水泥、粉煤灰、生石灰、石膏、减水剂与水置于搅拌机中拌合40s制成料浆；将发泡剂与水按照质量比为1:50的比例混合后置于发泡机中制成泡沫剂，将泡沫剂加入料浆中持续搅拌2.5min，后加入人造复合轻骨料继续搅拌1.0min，即得所述泡沫混凝土。
[0047] 实施例2
[0048] 本实施例的泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0049] 1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土分别破碎、粉磨并过150目筛制成粉体，按照城市污泥、粉煤灰与建筑渣土的质量比为50:40:10的比例将粉体混合，同时加入碳酸钙粉和秸秆粉，混合均匀得生粉混合物；其中，碳酸钙粉与秸秆粉的总质量为生粉混合物质量的10％；碳酸钙粉与秸秆粉的质量比为1:0.45；
[0050] 2)在步骤1)所得生粉混合物中掺入质量为生粉混合物质量28％的水，混合均匀后在室温条件下密封陈化20h得陈化混合料；设定粒径为8mm，采用盘式造粒机将陈化混合料进行造粒，成粒后先在室温下自然干燥20h，再在105℃条件下恒温干燥6h，得坯料粒；
[0051] 3)将废玻璃破碎、粉磨并过150目筛得玻璃粉，按照玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃的质量比为100:5.5:4.0:5.5的比例混合得壳层混合物，备用；
[0052] 4)将步骤2)所得坯料粒以8℃/min的速率升温至550℃保温20min进行预热，得热料粒；
[0053] 按照步骤3)所得壳层混合物与热料粒的质量比为18:82，先将一半质量的壳层混合物置于盘式造粒机中，加入步骤3)所得温度为510℃的热料粒，混合进行二次造粒，混合过程中逐渐加入剩余的壳层混合物，加料完毕后持续混合25min，以热料粒为内核，使壳层混合物包裹在热料粒表面形成壳层，得包料粒；
[0054] 5)将步骤4)所得包料粒以14℃/min的速率先升温至850℃保温18min，再升温至1190℃保温18min进行烧结；烧结保温结束后，先用10min快速冷却至640℃并保温35min，然后用45min缓慢匀速冷却至440℃，最后自然冷却至室温，即得所述人造复合轻骨料。
[0055] 采用本实施例所得人造复合轻骨料制备泡沫混凝土，原料为水和水泥320kg、粉煤灰130kg、生石灰16.0kg、石膏4.5kg、减水剂1.8kg、发泡剂1.0kg，人造复合轻骨料880L；水胶比为0.37。制备方法包括：将水泥、粉煤灰、生石灰、石膏、减水剂与水置于搅拌机中拌合35s制成料浆；将发泡剂与水按照质量比为1:50的比例混合后置于发泡机中制成泡沫剂，将泡沫剂加入料浆中持续搅拌2.0min，后加入人造复合轻骨料继续搅拌1.0min，即得所述泡沫混凝土。
[0056] 实施例3
[0057] 本实施例的泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0058] 1)将城市污泥、粉煤灰、建筑渣土分别破碎、粉磨并过150目筛制成粉体，按照城市污泥、粉煤灰与建筑渣土的质量比为45:40:15的比例将粉体混合，同时加入碳酸钙粉和秸秆粉，混合均匀得生粉混合物；其中，碳酸钙粉与秸秆粉的总质量为生粉混合物质量的10％；碳酸钙粉与秸秆粉的质量比为1:0.5；
[0059] 2)在步骤1)所得生粉混合物中掺入质量为生粉混合物质量33％的水，混合均匀后在室温条件下密封陈化24h得陈化混合料；设定粒径为8mm，采用盘式造粒机将陈化混合料进行造粒，成粒后先在室温下自然干燥24h，再在110℃条件下恒温干燥4h，得坯料粒；
[0060] 3)将废玻璃破碎、粉磨并过150目筛得玻璃粉，按照玻璃粉与钾长石、硼砂、水玻璃的质量比为100:6.0:4.5:6.0的比例混合得壳层混合物，备用；
[0061] 4)将步骤2)所得坯料粒以9℃/min的速率升温至570℃保温18min进行预热，得热料粒；
[0062] 按照步骤3)所得壳层混合物与热料粒的质量比为22:78，先将一半质量的壳层混合物置于盘式造粒机中，加入步骤3)所得温度为520℃的热料粒，混合进行二次造粒，混合过程中逐渐加入剩余的壳层混合物，加料完毕后持续混合25min，以热料粒为内核，使壳层混合物包裹在热料粒表面形成壳层，得包料粒；
[0063] 5)将步骤4)所得包料粒以15℃/min的速率先升温至860℃保温15min，再升温至1200℃保温15min进行烧结；烧结保温结束后，先用10min快速冷却至650℃并保温30min，然后用50min缓慢匀速冷却至350℃，最后自然冷却至室温，即得所述人造复合轻骨料。
[0064] 采用本实施例所得人造复合轻骨料制备泡沫混凝土，原料为水和水泥330kg、粉煤灰120kg、生石灰17.0kg、石膏4.2kg、减水剂2.0kg、发泡剂1.2kg，人造复合轻骨料900L；水胶比为0.38。制备方法包括：将水泥、粉煤灰、生石灰、石膏、减水剂与水置于搅拌机中拌合30s制成料浆；将发泡剂与水按照质量比为1:50的比例混合后置于发泡机中制成泡沫剂，将泡沫剂加入料浆中持续搅拌2.5min，后加入人造复合轻骨料继续搅拌1.5min，即得所述泡沫混凝土。
[0065] 实验例1
[0066] 本实验例对实施例1‑3所得人造复合轻骨料的性能进行检测，检测方法参考《GB/T17431‑2010轻集料及其试验方法》，结果如表2所示。
[0067] 其中，对比例1为实施例1所得热料粒直接进行步骤5)的烧结并自然冷却所得陶粒，无二次造粒步骤。
[0068] 表2实施例1‑3所得人造复合轻骨料的性能检测结果
[0069]项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
颗粒粒径，mm 10.03 9.98 10.10 9.24
3
表观密度，kg/m 985 1002 941 883
3
堆积密度，kg/m 517 550 529 506
单颗强度，MPa 3.63 3.87 3.69 1.94
筒压强度，MPa 9.30 9.55 9.49 5.86
1h吸水率，％ 0.10 0.16 0.15 10.13
24h吸水率，％ 0.18 0.22 0.20 14.35
[0070] 从表2可以看出，实施例1‑3所得人造复合轻骨料的粒径在10mm左右，表观密度在3 3
940‑1010kg/m之间，堆集密度在510‑550kg/m之间，符合轻骨料的使用要求。与对比例的陶粒相比，实施例1‑3所得人造复合轻骨料的单颗强度和筒压强度均有大幅度的提升，同时吸水率极小，1h吸水率不超过0.20％，24h吸水率不超过0.25％。实验结果表明，本发明制备所得人造复合轻骨料具有较好的密度、强度和极低的吸水率，适合用于轻骨料泡沫混凝土。
[0071] 实验例2
[0072] 本实验例对实施例1‑3所得泡沫混凝土的性能进行检测，结果如表3所示。
[0073] 检测方法参考《GB/T 50080‑2002普通混凝土拌合物性能测试方法》和《GB/T 50081普通混凝土力学性能试验方法标准》。将实施例1‑3所得泡沫混凝土浇筑成试件，成型
1d后拆模，标准养护至规定龄期后测试强度；试件尺寸100mm×100mm×100mm。
[0074] 其中，对比例2为采用对比例1所得陶粒制得的泡沫混凝土，混凝土组分配方及制备方法同实施例1，不同之处在于将实施例1混凝土中的人造复合轻骨料替换为对比例1的陶粒。
[0075] 表3实施例1‑3所得泡沫混凝土的性能检测结果
[0076]
[0077] 从表3可以看出，对比例2的陶粒泡沫混凝土在拌制过程中，陶粒吸水对泡沫泡壁双电层结构的破坏作用对混凝土中泡沫的稳定性产生负面影响，陶粒吸水会导致泡沫吸附在陶粒表面，泡壁被强烈的牵引、延展，加速破灭，泡沫破灭量大使得拌合物工作性变差，具体体现在拌合物坍落度经时损失大，超过2mm/min，混凝土的表观密度增大，超过1300kg/3
m，失去使用轻骨料的意义。
[0078] 与对比例2相比，实施例1‑3的泡沫混凝土采用本发明的人造复合轻骨料，由于所用人造复合轻骨料的吸水率极低，泡沫发育正常，稳定性好，泡沫破灭量少，拌合物坍落度经时损失明显减小，仅为0.3mm/min左右，泡沫混凝土的孔隙率上升，导热系数小，达到3
0.050W/(m·k)左右，表观密度小，在960‑1010kg/m之间。由于所用人造复合轻骨料的强度高，实施例1‑3所得泡沫混凝土的7d抗压强度达到16MPa以上，28d抗压强度达到17.50MPa以上。实验结果表明，本发明的采用人造轻骨料的泡沫混凝土具有良好的力学性能和隔热保温性能，可用于各种轻质节能建筑材料，如复合墙体砌块或墙板、挡土墙、屋面边坡、预制钢筋混凝土构件的内芯、管线回填、防火墙绝缘填充、隔声楼面填充、水管线隔离材料等。
