煤矸石烧结砖原料中砂岩和页岩的配比研究

摘要:随着国家建设环境友好型,资源节约型社会进程的不断推进,新型墙材的应用也在飞速的发展。其中煤矸石烧结砖作为实心粘土砖的替代产品,不仅节能环保,而且各项性能优秀,在国内建材市场占有相当的市场份额。但是由于煤矸石烧结砖生产中主要以砂岩、页岩和煤矸石等废弃物为原料,生产过程对设备、技术要求较高,产品废品率高,质量不稳定。本试验试图通过测定页岩和砂岩中成分,结合实际生产经验,重新配比,并对烧成品进行从外观到强度的测定,来确定理想的掺配比,以达到提高产品质量的效果。

关键词:页岩 砂岩才 煤矸石烧结砖 配比

1.原料

页岩和砂岩取自陵川昌墉新型墙材公司平水岭矿山,煤矸石取自陵川老西沟煤矿。

页岩(Y):黑灰色,水云母粘土页岩片状结构, 不完全解理,质软, 受大气作用及日晒雨淋后易崩解、易风化, 加工中易粉碎。

砂岩(S):棕黄色,风化较弱,块体较大。含砂质、泥质、石英粉砂岩, 结构粗糙而坚硬,难以粉碎。

煤矸石(M):灰黑色,块体较小。

2.实验方法

本实验通过首先保证每块砖的发热量的前提下,然后设置砂岩和页岩不同的配比。

根据实际生产经验及各方数据,确定每块标砖的热掺入量为2092焦耳,每万块标砖则需要2092万焦耳,则需要煤矸石5000000/1218.20=4105.1kg.煤矸石的容重为800kg/cm3,也就是需要1.25cm3/吨,所以生产万块砖需要煤矸石5.13吨,而万块标砖需要原料19立方米,由此估算煤矸石:(页岩+砂岩)的体积比约为1:2.6.结合砂岩,页岩,煤矸石的物理性能最终确定如下五组配比(体积比):

配比一:M:Y:S=1:2.1:0.5

配比二:M:Y:S=1:1.7:0.9

配比三:M:Y:S=1: 1.3:1.3

配比四:M:Y:S=1:0.9:1.7

配比五:M:Y:S=1:0.5:2.1

根据配比结合煤矸石,页岩和砂岩中各化学成分的含量得出各配比的理论化学成分含量。

将三种原料分别经破碎处理,经电磁振动高频网筛过滤,然后将每种原料严格按配比掺配,拌水混合,充分搅拌,陈化168小时后,成型挤出,挑选无裂缝无缺角的试件经烘干室烘干,并分别测量各个配比的收缩率然后进入隧道窑焙烧。

3.坯体制备工艺

原料经过粉碎过筛后,按配比严格体积配比,按生产工艺生产。坯体成型采用硬塑真空挤出机,挤出坯体规格为255*123*56

4.坯体焙烧

隧道窑焙烧,温度保持在1100-1200度。

5.性能检验

根据国家烧结砖标准(烧结普通砖(GB5101-2003))检验结果如下:(表1)

表1. 产品各项质量标准

Table1. properties of the products

配比 外观质量标准 强度等级 抗风化性能饱和系数 泛霜与石灰爆裂 吸水率

配比一 较好 MU10 0.4 较少 22

配比二 好 MU20 0.8 较少 18

配比三 差 MU10 0.6 较少 20

配比四 一般 MU5 0.4 较少 20

配比五 差 MU5 0,2 严重 22

6.结论

利用煤矸石,页岩和砂岩烧结生产砖,不仅消除了煤矸石占地污染等缺点,又能生产出符合建筑要求的高质量的烧结实心砖,真正做到了资源的充分利用,变废为宝。

a.通过调节页岩和砂岩的配比,结合对烧成品性能的检验,综合的来看,配比二也就是煤矸石:页岩:砂岩=1:1.7:0.9时,效果较好。所以建议在生产中,可以适当将页岩和砂岩按照2:1的比例掺比。

b.配比二烧成品,颜色呈粉红色,色泽好,配比三,配比四颜色发红发黑,通过比较,建议配比后三氧化二铁的含量最好保持在15%左右。

c.从收缩率来看,配比二的收缩率要比配比一高,比配比四、五都低,收缩率太高,会使砖在烧结中更容易变形,开裂。

d.从强度等级来看,配比二的强度也是最高的。

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