用黃河泥沙制備高檔陶瓷清水磚及性能研究.pdf

1、黃河淤積泥沙是一種大自然廢料，量大面廣，危害極大。沉積的泥沙不僅占壓、沙化大量農(nóng)田，同時(shí)造成當(dāng)?shù)仫L(fēng)沙環(huán)境，污染嚴(yán)重，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的生活帶來巨大危害，對黃泥泥沙的綜合整治刻不容緩。本研究以黃河泥沙為主要原料，以粉煤灰、煤矸石和頁巖等為主要輔助原料，采用擠出成型技術(shù)生產(chǎn)高檔陶瓷清水磚。由此實(shí)現(xiàn)了對多種固體廢棄物的綜合利用，改善生態(tài)環(huán)境。利用TG—DTA、SEM、XRD和XRF等測試手段，分析了黃河泥沙、頁巖、粉煤灰及煤矸石等原料的特性、

2、微觀形貌和物相組成。 結(jié)果表明：用黃河泥沙制備新型墻體材料陶瓷清水磚可行，且其可塑性滿足擠出成型的要求。從化學(xué)組成上看粉煤灰、煤矸石和頁巖滿足制磚的要求。本研究設(shè)計(jì)了Ca—Al—Si系統(tǒng)的H系列樣品和K（Na）—Ca—Al—Si系統(tǒng)的K系列樣品的配方組成，制備這兩個系列的陶瓷清水磚，并采用TG—DTA、SEM、XRD和EPMA等測試方法對樣品的性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試分析，分析了各種性能的影響因素以及探討了坯體燒成過程中的反應(yīng)機(jī)

3、理。結(jié)果表明：H系列中典型配方H—3和H-10配方的黃河泥沙摻量為60％。配方H—3經(jīng)1120℃燒成，Wa為11.52％，Pa為23.36％，D為2.03g·cm—3，燒成抗折強(qiáng)度為41.04 MPa，抗壓強(qiáng)度為45.3MPa，凍融后抗壓強(qiáng)度為39.2 MPa；配方H-10經(jīng)1120℃燒成，Wa為7.32％，Pa為16.20％，D為2.21g·cm—3，燒成抗折強(qiáng)度為39.31MPa，抗壓強(qiáng)度為46.9MPa，凍融后抗壓強(qiáng)度為40.8M

4、Pa。K系列中典型配方K—3經(jīng)1120℃燒成，Wa為8.76％，Pa為18.64％，D為2.13g·cm—3，燒成抗折強(qiáng)度為34.90MPa，抗壓強(qiáng)度為50.8MPa，凍融后抗壓強(qiáng)度為45.5MPa。幾個典型配方的各項(xiàng)性能均大大超過了GB13544—2000《燒結(jié)多孔磚》標(biāo)準(zhǔn)。坯體在燒成過程中的反應(yīng)機(jī)理是：燒成溫度達(dá)900～1000℃左右，熔劑K2O、Na2O、CaO及MgO與SiO2形成低共熔物，溫度繼續(xù)升高，脫水產(chǎn)物偏高嶺石分子重排

5、生成藍(lán)晶石（Al2SiO5），CaO與Al2O3、SiO2反應(yīng)生成鈣長石（CaAl2Si2O8），坯體中的雜質(zhì)鐵與MgO、SiO2反應(yīng)生成輝石（MgFeSi2O6），多余的SiO2在冷卻的過程中生成α—石英。本研究還制備出了與黃河泥沙質(zhì)陶瓷清水磚相適應(yīng)的一次燒成的低溫生料釉。最佳配方A—4—5的燒成溫度為1120℃，釉面硬度為718.8MPa，白度為59.3，在以配方A—4—5為基釉的基礎(chǔ)上制備的色釉不僅遮蓋了坯體的顏色，且具有較好的發(fā)

6、色及乳濁效果，坯釉結(jié)合性好。在小試的基礎(chǔ)上，選取H—3配方進(jìn)行了中試和大試投產(chǎn)，均取得了成功。在工廠的大試投產(chǎn)生產(chǎn)的陶瓷清水磚產(chǎn)品經(jīng)980℃燒成，其吸水率為15.54％，飽和系數(shù)為0.78；凍融前后的抗壓強(qiáng)度分別為25.4MPa、22.5MPa；產(chǎn)品的尺寸偏差達(dá)到優(yōu)等品的要求；無石爆現(xiàn)象；有輕微泛霜現(xiàn)象。檢測結(jié)果表明，大試投產(chǎn)生產(chǎn)的產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到GB13544—2000《燒結(jié)多孔磚》要求。此外，探討了在大試成型、干燥、燒成中出現(xiàn)的生