煤矸石中氧化钙氧化镁对煤矸石烧结砖质量影响.docVIP

煤矸石中氧化钙氧化镁对煤矸石烧结砖质量的影响 2011.6.30 1 概述煤矸石是采煤工业排出的废石，占原煤生产量的15％～20%。由于它的堆积占据大量的土地，并对周围环境造成严重的污染。近年来，大量利用煤矸石制砖，既节省能源（煤炭）、土地，又减少对环境的污染。但是由于生产厂家技术水平不高，对煤矸石中影响烧结砖质量的有害物质没有明确的控制措施，造成砖的石灰爆裂指标不合格，严重影响建筑工程的质量。本文通过煤矸石中氧化钙、氧化镁等对烧结砖质量影响的研究，提出生产中的控制措施。2 原材料与试验方法2.1 原材料2.1.1 煤矸石煤矸石样的采集是利用雨后的晴天，在矸石山上进行人工挑选。由于雨水的冲洗，矸石表面清洁，易于辨认。根据目测，凡不同形状、不同硬度、不同颜色、颗粒粗细、风化特征等矸石各捡拾一部分，运回备用。煤矸石矿物组成基本相似，其主要矿物为α-石英和高岭石；次要矿物为云母和长石；另外还含有极少量的矿物为三水铝矿、方解石、针铁矿、菱铁矿、白云石和伊利石等。2.1.2 粘土粘土样是采自粘土堆场。2.1.3 石灰石石灰石样是来自某采石场，开采的石灰石经过颚式破碎机破碎、筛分，取其块度50 mm～70 mm的块石。2.1.4 白云石白云石是来自某厂白云石料场，经筛选，取其大于1 mm的颗粒。2.1.5 黄铁矿样的采集黄铁矿样是采自矸石山上进行捡拾得来。2.2 试样的处理2.2.1 煤矸石样首先将煤矿矸石山采用的样品，在阳光下自然晒干，用颚式破碎机破碎，让全部通过5 mm筛，用四分法将试样缩分至200 g左右，将此200 g左右的样品用振动磨磨细，供化学分析用。采用四分法剩余的试样，留作配料试烧之用。2.2.2 粘土样粘土样经晒干、压碎、过5 mm筛，用四分法，缩出200 g左右，再磨细，作化学分析。余样留作配料用。2.2.3 石灰石样、白云石样及黄铁矿样石灰石样经破碎，过5 mm筛，缩分出200 g左右，再磨细，供化学分析。余样留作配料用。白云石样和黄铁矿样的处理方法同石灰石样相同。各种原料的化学成分见表1表1 各种原料的试样的化学成分2.3 试验方法2.3.1 试验方法a.试样制备。采来的煤矸石样，经过如前所述的处理，根据不同的试验要求，配制成混合样，然后进行再破碎、过筛，分别制成过2.5 mm、2.0 mm、1.6 mm、1.0 mm及0.45 mm筛的试样。将各试样再进一步制备成小于0.45 mm的颗粒部分占小于50%、50％～70%及大于70%的试样，以备制坯之用。b.成型方法。用上述配制的试样，依据需要称取一定数量，用人工搅拌，先干拌1 min，再加入一定量的水，湿拌5 min～10 min，而后用40 mm×40 mm×160 mm的钢模成型，经人工捣实、刮平，及时脱模，置试体于玻璃板上（最好是在木板上）。c.试体干燥方法。脱模后的试体放置于室内通风较好的地方，干燥24 h，待表皮见干，再移入烘箱中先在40℃~60℃的温度范围内烘24 h，再逐渐将温度升高到100℃~105℃的范围干燥24 h，使之完全干燥，而后再将试体转移到硅碳棒炉中，进行焙烧。d.焙烧。在硅碳棒炉中进行焙烧。2.3.2 性能试验a.强度测试。将烧成后的试体在60 t压力机上进行耐压试验，在水泥抗折仪上进行抗折试验。耐压及抗折，均取其几块试体结果的平均值。b.蒸养试验。将烧成的试体在锅中进行蒸煮。蒸养方法是先将锅中的水加热至沸腾，而后把试体放到篦子上，从试体放入开始计时，蒸1 h，将锅移离电炉，把篦子连同试体一起取出，观察试体的变化。c.浸水试验。将烧成的试体放入室温的水中浸泡10 min，取出用渐湿的毛巾拈干，放置在室内，经常观察变化情况，并记录。3 结果和讨论经过试验，做了原料化学成分对砖体强度的影响、原料颗粒度的影响、原料中细颗粒含量的影响和有害杂质对砖体性能的影响等几个方面的工作。3.1 化学成分对砖体强度的影响SiO2含量高，砖体收缩小，强度高；Al2O3含量高，耐火度高，强度高；Fe2O3含量多，则降低烧成温度。通过试验所得结果如表2。表2 化学成分对砖体强度的影响3.2 粒度大小煤矸石中的粘土矿物，并不像粘土中矿物那样，遇水后很快分散，易于成型；煤矸石需要先破碎、磨细。其颗粒越小，砖体强度越高，塑性越好。煤矸石粒度大小和强度的关系见表3。表3 煤矸石粒度大小对砖强度的影响注：M2.5中2.5表示颗粒细度的大小。表3表明，在其他条件相同时，强度是随颗粒尺寸的减小而增加。为了克服煤矸石中矿物存在的形式不像粘土那样，在制砖过程中需用破碎、粉磨的方法以提高它的可塑性，获得较好的砖坯及成品，也只有这样才能满足要求。一般说来，颗粒细度应小于2 mm为宜。3.