粉煤灰烧结砖（精选七篇）
粉煤灰烧结砖 篇1
我国是目前世界上粉煤灰排放量最大的国家,且粉煤灰的累计综合利用率较低,不足40%[1],因此对粉煤灰利用的研究迫在眉睫。高掺量粉煤灰制备绿色新型墙体材料属于粉煤灰利用的一种,也是国家“十一五”科技支撑计划项目研究的课题之一。
干燥是制砖生产工艺中最重要的环节之一,坯体的干燥质量对下一步产品的焙烧起着决定性的作用。一般在生产过程中,干燥的目的是为了排出坯体中的水分,降低坯体的含水率,使坯体具有一定的强度和完整的外形尺寸,为烧成工段提供合格的半成品[2,3]。低成本、干坯强度高、干燥周期短、干燥成品率高是干燥工序研究的主要课题,本文主要研究不同的工艺配方、不同的粘结剂及其掺入量和干燥制度对干坯强度的影响。
1 原材料和试验方案
1.1 原材料
试验原料选用秦皇岛某建材厂采用的粉煤灰和红页岩,广西的白泥,以及S粘结剂和X粘结剂,其中S粘结剂为无机物,X粘结剂为有机物。
粉煤灰、红页岩和白泥的主要化学成分见表1。粉煤灰的粒度组成先采用筛分法分析,结果表明0.2～1.0 mm组成占总量的24.4%,然后对小于0.2 mm的粉煤灰的粒度组成采用LS230型激光粒度分析仪测试。粉煤灰、白泥、红页岩的粒度分析结果见表2,粉煤灰、红页岩和白泥的颗粒分布见图1。
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1.2 试验方案
粉煤灰用量为60%,红页岩用量为40%,分别加入不同种类、不同含量的粘结剂,测其坯料的可塑性指数IP。由于粉煤灰用量为60%,属高掺量粉煤灰砖,依据挤出成型对泥料的要求,从中选择可塑性指数大于8.5的配方共6组。按照工艺配方准确称量,经过混料、搅拌、陈化、成型、干燥后测其干坯强度,从而确定合适的粘结剂以及粘结剂掺量。
试验采用自然干燥、缓慢干燥和快速干燥3种干燥方式。自然干燥为室温下干燥2 d(18～30℃,相对湿度50%～80%);缓慢干燥是以50℃为初始温度,以15℃/h直至110℃,干燥时间总共为24 h;快速干燥是在110℃下干燥24 h。缓慢干燥和快速干燥所用仪器为电热干燥箱。干燥后用TYE-300B型压力试验机测试干坯强度。
试样的编号、配比及粘结剂掺量见表3,粘结剂掺量由试样原料的可塑性指数确定。
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2 试验结果及分析
2.1 试验结果
不同配比可塑性指数的试验结果见图2,含水率和干坯强度的试验结果分别见图3、图4。
2.2 粘结剂的影响
由图2可以看出,A1～A6配方的可塑性指数均大于8.5,添加S粘结剂和X粘结剂的试样的可塑性指数均增加,并且随着粘结剂含量的增加可塑性指数也随之增大,这是因为S粘结剂和X粘结剂均为塑化料。A5添加了2种粘结剂,可塑性指数最高。
由图4可以看出,掺加粘结剂前后的干坯强度有很大差异。本试验中所用的2种粘结剂既为塑化料,又为强化料,可以改善坯体原料可塑性和提高原料的干强度及产品强度。强化料属于表面活性物质,它的添加使基本原料颗粒界面能降低,形成或加厚水化膜,使泥料颗粒分散度增加,从而使坯体干燥后其内部泥料颗粒的堆积密度加大,干坯强度提高[4]。
试验中发现,A2试样掺加了S粘结剂,坯体在缓慢干燥和快速干燥过程中产生了严重的裂纹,致使这2种干燥过程提前结束。而添加X粘结剂,坯体没有产生裂纹。从试验结果可以看出,坯体的干强度优于添加S粘结剂和不加粘结剂的坯体的干强度。并且随着粘结剂掺量的增加,坯体的干强度也随之增加。
比较A3和A4可以看出,添加相同的粘结剂且掺量相同时,添加白泥的干坯强度略高,但变化不是很大,考虑到生产成本,A5和A6试样不再掺加白泥。
由A5可知,同时掺加S粘结剂和X粘结剂,坯体不再开裂,且干坯强度远大于掺加相同质量的任何一种粘结剂的干坯强度。同时掺加3%的S粘结剂和3%的X粘结剂时,干坯的强度最大,可达2 MPa。
2.3 干燥工艺对干坯强度的影响
干坯强度是塑性的表征,同时也是重要的工艺参数。由图4可以看出,干坯强度是缓慢干燥最大,快速干燥次之,自然干燥最小。A1试样干坯强度低是因为粉煤灰的粒度组成较大,且粉煤灰为瘠性料,因此,只加红页岩不掺粘结剂时,干坯强度很低。
坯体的干燥通过水分的内扩散和外扩散2个过程进行。外扩散是坯体与热空气接触时,坯体表面的水分由液态变为气态并扩散入周围空气中;内扩散是坯体内部水分由于湿度梯度的作用移动到坯体表面的过程,又称湿传导[4]。坯体的干燥强度在干燥过程中随着坯体逐渐脱去其中的水分而慢慢提高,干燥完成后坯体的强度达到干坯的最大强度。
快速干燥由于干燥初始温度过高而使坯体表面水分迅速蒸发,不利于固相颗粒间移动,形成干燥空隙较大,或有可能水分快速蒸发产生微裂纹,至使干坯强度相对较低。自然干燥在室温下水分蒸发很慢,坯体内部水分蒸发不够充分,因此含水率和干坯强度均低于缓慢干燥和快速干燥。
3 结论
按照60%的粉煤灰和40%的红页岩的配比,分别添加不同种类、不同含量的粘结剂干坯强度的试验表明:
(1)添加3%S粘结剂和3%X粘结剂,干坯强度最大,可达2.0 MPa。
(2)缓慢干燥比自然干燥和快速干燥的坯体干燥强度更高。同时可以避免由于起始温度太高和升温速度过快,导致坯体在干燥过程中产生裂纹。
参考文献
[1]李刚,刘开平,姜曙光,等.利用粉煤灰和废玻璃粉制备新型墙体材料的研究[J].新型建筑材料,2006(12):68-71.
[2]李西利,张宏庆.坯体干燥质量的控制[J].砖瓦,2003(6):19-21.
[3]Weber H B.Ziegeltrochnung mit hilfe der cttimalen trockenkurve[J].Ziegilind,1993(2):18-20.
粉煤灰烧结砖 篇2
关键词：高掺量,粉煤灰,烧结砖,原料,制砖性能
高掺量粉煤灰烧结砖,是指原料组成以粉煤灰为主,即掺灰量质量比不小于50%的粉煤灰烧结砖。高掺粉煤灰烧结砖既具备新型墙材的节土、节能和环保特点,又保留了烧结砖抗冻性能好、质量稳定等优点,在高寒地区气候条件下,高掺量粉煤灰烧结砖具有其独特的优越性。全国各地的粉煤灰物理性能、矿物组成和化学成分差异很大,胶结材料也不尽相同,实践证明原料的差异直接导致在制砖各环节的技术措施上存在不同之处。因此,为成功的研制出本地区高掺量粉煤灰烧结砖,本文对制砖原料的性能及其影响进行分析、讨论,以供参考。
1 粉煤灰
1.1 粉煤灰化学组成及其影响
粉煤灰的化学组成取决于原粉煤灰的化学组成及其燃烧程度,变化范围较大。据资料表明,我国电厂排放的粉煤灰90%以上为低钙粉煤灰(氧化钙含量小于10%),其化学组成见表1。其化学成分基本上接近于制砖黏土,满足对制砖化学成分的要求,下面就各种化学成分对制砖工艺的影响进行分析。
1)二氧化硅(SiO2)含量应适中,含量过大(>75%)焙烧后制品体积发生膨胀,导致砖抗折强度大大降低;含量偏小时(<30%)制品抗冻性能较差。此外,SiO2颗粒大小对粉煤灰制砖也有影响,大颗粒SiO2较多时,烧结时会提高粉煤灰制砖的烧成温度,降低粉煤灰砖力学强度;SiO2小颗粒易于熔融,使粉煤灰砖结构均匀密实,有利于强度的提高。2)三氧化二铝(Al2O3)在粉煤灰中的含量较黏土高,含量较高时,砖的强度会提高,但会导致烧成温度变高,燃料的消耗相应增加。因此,高掺量粉煤灰烧结砖的烧成温度比黏土砖要高150 ℃～250 ℃。3)三氧化二铁(Fe2O3)是决定粉煤灰烧结砖成品颜色的主要因素,一般情况下,随着Fe2O3含量的减少,砖的颜色向深红色→红色→浅红色→黄色→浅黄色→白色进行发展。4)氧化钙(CaO)含量应尽量控制在10%以下,含量过高会缩小烧结温度范围,同时降低混合料的耐火度。5)氧化镁(MgO)和三氧化硫(SO3)均属于有害成分,其中MgO过高会形成白霜,体积膨胀,破坏制品,增加废品率;粉煤灰中的SO3主要以硫酸盐的形式存在,在焙烧过程中,硫酐的逸出会使制品发生膨胀,产生气泡,硫酸钙、硫酸镁会引起制品膨胀,产生泛霜,因此,应控制其含量在3%以下。6)氧化钠(Na2O)和氧化钾(K2O)在焙烧过程中主要起助熔剂作用,对粉煤灰砖的强度形成起一定的作用。钾、钠化合物能降低挤出成型时坯体的含水率。
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1.2 粉煤灰的矿物成分及其影响
煤粉在锅炉中燃烧时,其矿物质经历了分解、烧结、熔融及冷却等过程形成粉煤灰。冷却后的粉煤灰矿物基本上可分为玻璃体及晶体两大类。玻璃体结构在粉煤灰中占据了主要地位,晶体矿物则以莫来石、石英等为主,表2为我国低钙粉煤灰矿物组成,这种矿物组成使得粉煤灰具有独特的性质。
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粉煤灰中的主要矿物是莫来石(3Al2O3·2SiO2)和玻璃体,莫来石含量高的粉煤灰,烧成温度范围宽,容易保证产品质量,但莫来石含量太高,会使烧成温度提高;玻璃体含量高的粉煤灰,烧成温度范围窄,烧结过程很难控制,产品强度低,脆性大。由于粉煤灰中比黏土、页岩等烧结砖的烧成温度提高150 ℃～250 ℃,高掺量粉煤灰烧结砖的烧成温度为1 020 ℃～1 180 ℃,莫来石的主要成分为SiO2和Al2O3,它们的含量直接影响了烧结砖的性能,使掺灰量受到限制。此外,在较低的温度(900 ℃～1 000 ℃)下,黏土中含有少量的碱形成液相,促进烧结,而掺入粉煤灰降低了坯体中的含碱量,也使耐火度提高。
1.3 粉煤灰颗粒形态的影响
粉煤灰的颗粒越细越有利于掺灰量的提高。粉煤灰的颗粒可分为粗、中、细三类,研究资料表明,粗灰经4 900孔筛筛余量在40%以上,平均粒径43 μm,比表面积2 760 cm2/g;中灰和细灰经4 900孔筛,筛余量分别在20%～40%和20%以下,细灰平均粒径9 μm,比表面积分别为4 600 cm2/g和9 660 cm2/g。粉煤灰粒径分布于0.001 mm～0.1 mm,平均粒径比黏土粒径大近3倍,比表面积约小2 000 cm2/g。粉煤灰与黏土相比,粒径分布范围较窄,因此,颗粒分布不够合理。粉煤灰形态所引发的主要是物理效应,会对高掺量粉煤灰烧结砖的成型、干燥工艺产生下列影响:
1)使砖坯的致密程度下降。在同等成型压力下,随着粉煤灰掺量增加,坯体空隙率增大,坯料内物料间接触点减少,烧结的推动力也就减小,使高掺量粉煤灰难以烧结。2)成型难度较大,混合料成型适宜含水率不易控制。由于粉煤灰玻璃微珠特有的形状以及密度小、空隙率等原因,使混合料内部颗粒之间的内摩擦力、粘结强度明显低于黏土、页岩、煤矸石等原料。在高掺量粉煤灰混合料中,以质地坚硬的粉煤灰玻璃微珠为主体,在混合料挤出成型过程中的外、内摩擦力的比值要明显大于黏土等泥料,更加大了高掺量粉煤灰烧结多孔砖坯体挤出成型的难度,致使产量低、质量差、废品率上升、成本提高。3)混合料挤出成型压力提高。粉煤灰颗粒中的多孔玻璃体和多孔碳粒具有极高的比表面积,使泥料的需水量增加并具有很强的保水性能。其吸收的水分实际上成为固体颗粒的一部分,无法起到润湿胶结颗粒的作用,从而降低了泥料成型的有效含水率,使泥料硬度增加。高掺量粉煤灰烧结砖混合料的挤出成型压力明显增大。
2 胶结材料
胶结材料包括普通黏土、软质页岩和泥质煤矸石等。
相关资料表明,粉煤灰掺量每增加1%,混合料塑性指数就降低0.10～0.13。混合料的最低塑性指数是确定粉煤灰掺配比例的主要技术指标,它能够保证较大的掺灰量,同时又能使混合料顺利成型干燥。最低塑性指数的选择与工艺设备有关,对于高掺量粉煤灰烧结砖,混合料中掺灰量体积比大于50%。一般情况下,真空挤砖机真空度在90%以上,挤出压力在3.0 MPa时,混合料塑性指数最低值不宜小于6.5。
此外,胶结材料的细磨处理在高掺粉煤灰烧结砖的生产线应足够重视,由于粉煤灰无塑性,要通过机械的办法形成砖胚体,要求少量的胶结材料能对粉煤灰颗粒形成均匀包围,因此需要有效增加胶结材料的比表面积,而增加比表面积的途径就是有效的减小胶结材料的颗粒粒度。因此,对胶结材料应进行细磨处理,降低胶结材料含水率,使最大粒径不大于2 mm,0.5 mm以下的颗粒占65%以上,可有效提高胶结材料的塑性指数。相对于高塑性黏土和页岩,煤矸石的塑性指数有限,且具有一定的发热量,可使坯体超内燃,产生过烧现象,宜采用混合胶结材料,即煤矸石与黏土或页岩掺配使用。
3 炉渣
炉渣亦称煤渣,煤粉炉渣的排放量一般占电厂总燃煤量的5%～10%,约为粉煤灰排放量的25%,是一种仅次于粉煤灰的电厂工业固体废弃物。大小不同的颗粒在粉煤灰砖坯中所起作用不同,主要分为塑性颗粒、填充颗粒和骨架颗粒三种,磨细炉渣颗粒较大,作为骨架颗粒,数量要求比前两种少一些,可与填充颗粒一起起限制坯体过度收缩的作用,减少干燥裂纹。
4 混合料颗粒级配的影响
颗粒级配是指生产粉煤灰砖的混合料中不同大小颗粒的体积百分含量。同一原料颗粒越细,水分越容易渗透,塑性越好,干燥敏感系数越高。大小不同的颗粒在粉煤灰砖坯体中所起作用不同,主要可分为塑性颗粒、填充颗粒和骨架颗粒三种。塑性颗粒粒径较小,在挤出成型时产生所需要的塑性;填充颗粒能限制粉煤灰砖坯过度收缩,减少干燥裂纹,颗粒粒径较小;骨架颗粒粒径较大,但数量要求比前两种少一些,在挤出成型过程中起骨料的作用。根据大量工程实践经验,规格小于0.005 mm的颗粒应控制在15%～40%之间,0.005 mm～0.025 mm的应控制在40%～60%之间,0.025 mm以上的应控制在10%左右。
5 结语
高掺粉煤灰烧结砖是一种既保留传统烧结砖的优势,又具备新型墙材特点的产品。高掺粉煤灰烧结砖在市场竞争中具备较大优势,开展其研制工作,必须把握好各制砖原料的物理化学性能,才能为后续的原料制备、处理、成型、烧结等技术环节的生产工艺调试提供理论依据。
参考文献
[1]江嘉运.高掺量粉煤灰烧结砖的原料制备工艺[J].新型建筑材料,2007(1):89-90.
[2]闫开放.高掺量粉煤灰烧结砖有关问题的分析[J].砖瓦,2003(5):45-46.
粉煤灰烧结砖 篇3
检修的意义就是将运转设备的易损件或摩擦部分进行修复或更换, 使其又恢复到原先的水平, 赋予设备新的生命。
维修制度属于砖厂设备管理的一个重要组成部分。砖厂设备检修是砖厂建设的一个重要组成部分, 涉及较广的范围, 它不仅具限于某些专业技术理论, 如电气、化学、水暖等, 而且是建立在系统工程学、运筹学、可靠性、维修性和数理统计、电子计算机等现代科学技术理论和方法的基础上。它是从砖厂设备管理的总体出发, 应用现代科学技术对检修思想、检修制度、类型方式、手段等重大问题进行分析研究, 并付诸实施的科学管理方法。
1 砖厂的检修制度
检修制度主要包括两大类, 即日常的预防性检修和定期的计划检修。
1.1 预防性检修
预防性检修的目的是对设备进行定期检查和保养, 以减少设备的磨损, 并及时发现和排除故障, 使设备经常处于良好状态。
a.日检修:检修工每日按照机械检修部署, 对执掌的设备进行检查、清洁、润滑和转动机械, 更换易损件。
b.计划修理 (定期修理) :根据机电设备使用年限和工作小时, 以及工程拆检和修理范围的大小划分为小修和大修。
2 维修分类
按维修性质分有预防维修、事后维修和视情维修。
2.1 预防维修
依据事先规定的维修内容、时机和预定计划进行维修, 目的是预防故障发生, 防患于未然。
2.2 事后维修
无法预先安排计划, 而是根据使用过程中临时发现的问题组织的紧急维修。
2.3 视情维修
根据设备的运行情况, 充分地利用设备的工作寿命, 减少维修工作量, 提高设备的可用率, 减少人为差错和早期故障。
3 维修思想
正确的维修思想是维修客观规律的反映, 它又反过来指导维修、实践, 有了正确的维修思想作指导才能确立正确的维修方针、政策, 建立高效的维修体制和维修保障体系。
砖厂设备管理缺乏行之有效的方法, 基本上没有明确的维修指导思想, 而是采取坏了就修, 不坏不修的一种顺其自然的态度, 维修工作缺乏科学预见, 其结果往往导致严重的停机事故, 不仅影响生产, 危及安全, 还造成较大的经济损失, 通过实践总结, 为了防患于未然, 必须预防维修, 以可靠性为中心, 形成一套行之有效的管理模式。
特点: (1) 以满足正常的生产为出发点, 有计划地、定期地对设备轮换修理; (2) 每次计划检修的工程量, 应能保证设备正常运转到下一次计划修理; (3) 根据各类修理, 安排统一的修理间隔, 在间隔内又安排各种维护保养, 作为预防性维护措施。
4 设备检修的准备工作
做好设备检修的准备工作, 是搞好检修的重要一环, 准备工作不外乎两个方面:一是全面了解待修设备的技术状态, 以使最后确定修理工作的内容以及在修理后比较修理质量;二是检修人员的组织、工具器材的准备以及检修场地的准备。
5 设备拆装技术及安全规则
为保证设备检修工作顺利进行, 拆装技术不能忽视。
5.1 做记号, 系标签
这并不是一件复杂的技术工作, 但经常被人们忽视, 给设备检修带来困难, 特别是电动机的检修, 拆卸前必须做好记号。
5.2 螺栓的拆卸
在螺母边周围轻击震动;在螺母螺杆之间灌入煤油, 浸泡约30 min后再旋出;对锈螺母喷螺栓松动剂。
5.3 起重工作
起吊前检查索具是否可靠, 绳索各端扎紧是否正确;起重过程应有统一指挥, 协同配合;在绳索与设备尖角处相互接触部位, 应垫上抹布防绳缆磨断;禁止起吊超过起重器具允许荷重的机件。
6 安全技术规则
粉煤灰烧结砖 篇4
1 测定坯体临界含水率
坯体水分主要由大气吸附水和自由水两部分组成,另外还有粘土矿物组成中的化学结合水,由于化学结合水只有当坯体温度升高到400℃以后才开始排出,生产中人工干燥温度一般低于400℃,所以,干燥过程主要是排除坯体自由水和吸附水的过程。将绝对干燥的坯体置于大气中,随着大气温度和湿度的不同,坯体将从大气中吸附一定量的水分为吸附水,其存在于物料的细小毛细管和细小的粘土胶体颗粒表面,其结合强度介于化学结合水和自由水之间,排除这部分水分坯体不收缩,不产生应力,可进行快速干燥。自由水是由物料直接与水接触而吸附的,以渗透结合及大毛细管形式存在,生产中为使原料易于成型而加入的超过原料胶体颗粒表面吸附的最大水量的那部分水为自由水,自由水与原料颗粒松散结合易于排出,这部分水分排除时原料颗粒相互靠拢坯体收缩,坯体干燥收缩主要在自由水排出阶段,其收缩体积大约等于失去的自由水体积,干燥过程中排除此部分水时易引起坯体开裂,而排出吸附水时坯体停止收缩,故自由水排出阶段是影响坯体干燥质量的关键阶段。
临界含水率是坯体停止收缩时的平均含水率,生产中可通过试验确定。确定方法如下:
以一定流量一定温度的干燥介质(烟气)通过一组置于容器中的待干燥坯体,同时测量烟气的湿球温度和坯体表面温度,在开始加热阶段坯体温度升高,干燥速度加快,至坯体温度等于烟气湿球温度时,此时坯体吸收烟气热量等于水分蒸发所需热量,坯体进入等速干燥阶段,此阶段为自由水排除阶段,同时也是控制干燥质量的关键阶段,坯体内部水分扩散速度等于表面水分蒸发速度,坯体表面温度不变,等于干燥烟气的湿球温度,此时注意调整烟气流量,使坯体表面水分蒸发速度小于坯体内部水分向表面扩散速度,此时坯体表面维持潮湿。当坯体表面温度开始升高时自由水基本排除完毕,进入吸附水排除阶段,此时测定坯体平均含水率即为临界含水率。临界含水率与介质的温度和湿度及流量有关,另外与坯体厚度有关,可根据生产情况实测。
在临界含水率之前坯体排出的主要是自由水,坯体收缩主要在此过程完成。此过程中如果坯体表面向干燥介质(烟气)扩散的水分小于或等于坯体内部向表面扩散的水分则坯体不产生应力,相反,坯体表面水分蒸发快则产生应力出现裂纹。所以,此时合理控制恒温烟气流量为干燥控制的关键。
2 分段送风干燥原则
鉴于坯体干燥收缩主要集中于自由水排除阶段,在坯体干燥达到临界含水率之前采用低温高湿度烟气干燥技术。在排除吸附水阶段坯体已不再收缩,此过程只增加坯体气孔率,此过程可采用高温低湿烟气快速干燥技术,在保证坯体质量的同时提高干燥效率。
3 干燥室工艺参数调整实例
我厂干燥窑设计为59.8 m,双通道干燥窑,单通道容车59辆,设计送风温度120℃,干燥周期为35 h。
生产运行中实际干燥成品率只达到80%,经过试验分析认为干燥初期(即自由水排出阶段)干燥速率太快导致坯体产生较大表面应力,再加上砖坯掺加大量粉煤灰,砖坯强度降低,这些都是干燥成品率低的原因。为此,以坯体临界含水率为参照参数对主要干燥工艺参数进行调整,取得较好效果。
通过实验测定砖坯临界含水率为8.5%,采用分段送风干燥工艺设定排出自由水排除阶段送风温度为80℃,排潮温度为40℃,相对湿度为92%,砖坯入窑温度为50℃,实测砖坯达到临界含水率8.5%时为第28车位,此阶段之前为砖坯自由水排出阶段,主要收缩产生在此阶段,也是干燥质量控制关键阶段,宜采用低温度高湿度干燥技术,降低干燥速度降低砖坯表面应力。第29至46车位为吸附水排出阶段,采用120℃大风量快速干燥技术,控制干燥周期保持在35 h,砖坯干燥成品率达到95%。
4 小结
粉煤灰烧结多孔砖坯体干燥技术的关键为:根据原料性质确定精确的坯体临界含水率,以此确定其他干燥参数。干燥前期自由水排出阶段宜采用低温高湿干燥技术,降低坯体干燥应力,避免出现干燥裂纹,提高干燥成品率。
摘要：介绍了粉煤灰烧结多孔砖坯体干燥过程中临界含水率的重要性,低温高湿度干燥技术在干燥前期的应用及分段送风干燥工艺。
烧结法提取粉煤灰中氧化铝的新进展 篇5
1 粉煤灰的性能
1.1 粉煤灰的物化性能
通常情况下粉煤灰呈灰白色的球状, 均匀, 质轻, 无黏性, 比表面积在0.25~0.7 m2/g[4], 粉煤灰的化学成分会因燃煤产地和燃烧程度的不同而有所不同, 但是从一般情况来说, 粉煤灰的主要化学成分是Si O2、Al2O3, 其次是Fe2O3、Ca O、Mg O等。粉煤灰中各化学成分的含量范围见表1。
1.2 粉煤灰的物相组成
煤粉灰的物相组成可分为结晶相和玻璃相。粉煤灰的结晶相主要是石英、莫来石;玻璃相主要是有活性的无定形Al2O3和Si O2[1,5]。粉煤灰的矿物组成见表2。
2 烧结法提取粉煤灰中氧化铝的方法
莫来石中的Al2O3活性差, 铝硅玻璃中Si O2-Al2O3键结合强度高, 因此从粉煤灰中提取氧化铝的实质上是提高莫来石中Al2O3的活性, 破坏铝硅玻璃中Si O2-Al2O3键。根据Al2O3活性的提高方式和破坏Si O2-Al2O3键的方法, 可把近十年来从粉煤灰中提取氧化铝的主要方法分为直接酸浸法和烧结法。烧结法提取氧化铝的优势是氧化铝提取率普遍较高, 产品纯度高, 愈来愈受到人们的关注, 因此我们就回顾国内近十年来在使用烧结法提取粉煤灰中氧化铝方面所取得的研究新进展。
烧结法提取粉煤灰中氧化铝的实质是将粉煤灰与烧结剂以适当比例混合后, 通过高温下的烧结反应破坏莫来石的结构和铝硅玻璃体的Si O2-Al2O3键, 同时使Al2O3活化, 并与烧结剂反应生成可溶性的铝盐, 然后将铝盐经过酸浸或碱浸、沉淀、煅烧等工序而得到高纯度的Al2O3。根据烧结法选用烧结剂的不同, 可以把烧结法分为石灰 (石灰石) 烧结法、碳酸钠烧结法、多种烧结剂烧结法。
2.1 石灰 (石灰石) 烧结法
在烧结法提取粉煤灰中氧化铝的研究中, 被人们研究最多的是石灰 (石灰石) 烧结法。石灰 (石灰石) 烧结法就是将一定量的石灰或石灰石与粉煤灰混合后, 首先通过高温焙烧将粉煤灰中的Si O2转变成难溶于酸碱的硅酸二钙 (2Ca O·Si O2) 和易溶于酸碱的七铝酸十二钙 (12Ca O·7Al2O3) , 然后在酸碱的作用下将烧结熟料中的氧化铝溶出, 最后将滤液进行过滤、分解等工序而得到氧化铝。
杨石波等[6]用Ca O提取粉煤灰中铝的研究指出:粉煤灰与Ca O以2.2∶1的摩尔钙硅比混合后在1200℃烧结2 h, 物料自粉化;自粉化烧结料在80℃、4 mol/L的硫酸溶液酸溶80 min (硫酸溶液与自粉化料体积质量比为4 m L/g) , 铝的回收率达77%。赵喆等[7]把粉煤灰与石灰的混合料 (m粉煤灰/m石灰=1.8) 在1380℃煅烧1.0 h后在800℃出炉, 熟料中的Al2O3溶出率达79%。薛冰等[8]用Ca O提取粉煤灰中氧化铝的试验表明:当C/A (Ca O和Al2O3的摩尔比) 在1.5~2.3范围内时, 在1360℃下保温1.0 h的条件下, 烧结主要生成C12A7和γ-C2S, 其量随C/A值的变化而变;当C/A为1.9时, 碳酸钠溶中烧结熟料溶出的Al2O3量最大。孙培梅等[9]用石灰石烧结粉煤灰得出物料烧结的最佳条件:m粉煤灰/m石灰石=1.9, 烧结温度为1340~1360℃, 保温时间为40~60 min, 出炉温度是700~900℃。
为克服常用烧结法能耗大的不足, 石灰低温蒸压烧结法也被人们研究。石灰低温蒸压烧结法就是把粉煤灰、石灰及水混合后通过低温的蒸压反应形成Ca3Al2 (Si O4) (OH) 8, 然后高温烧结形成12Ca O·7Al2O3和2Ca O·Si O2, 最后用碳酸钠溶液溶解12Ca O·7Al2O3, 再碳化处理而获得氧化铝。裴新意等[10]低温蒸压煅烧提取氧化铝得出最佳条件:蒸压温度是180℃, 蒸压时间是12 h, 煅烧温度为900℃, 煅烧时间为6 h。赵鹏等[11]把以1∶2∶2的质量比混合的粉煤灰、石灰和水在180℃蒸压12 h后在900℃下煅烧4 h, 然后将煅烧熟料在65℃下用10%碳酸钠溶液浸取, 在45℃下碳化, 氧化铝提出率可达92%。
2.2 碳酸钠烧结法
碳酸钠烧结法就是以粉煤灰和碳酸钠为主要原料, 按照一定的配比在高温下保温, 得到一种冷却后自粉化烧结物, 这种烧结物是可与酸反应的霞石;然后在酸性溶液的作用下, 硅元素形成硅胶, 铝元素进入溶液, 经过滤分离, 得到含铝的滤液。将含铝滤液经过酸碱处理、除杂、过滤、烧结等步骤得到Al2O3。
徐子芳等[12]把粉煤灰和碳酸钠以1∶1的配比混合后在800℃保温2 h, 然后用3.5 mol/L盐酸处理, Al2O3的提取率较高。刘成长[13]试验表明:粉煤灰与纯碱粉以1∶ (1.2~1.3) 配料后在1150~1350℃下碱融反应40~60 min, 然后在1050~1150℃下出料, 在70~80℃下用50%烧碱溶出时, Al2O3提取率达95%。
2.3 多种烧结剂烧结法
为提高氧化铝的浸取率和降低烧结温度, 多种烧结剂提取氧化铝的协同效果也被人们研究。唐云等[14]研究碳酸钠和生石灰协同作用的实验表明:烧结因素影响粉煤灰中氧化铝溶出率的顺序是:碱比>烧结温度>钙比>烧结时间。王苗等[2]用Na2CO3和Na OH进行提取粉煤灰中的氧化铝的实验研究, 得出:添加Na2CO3和Na OH的粉煤灰在700℃烧结时, 氧化铝溶出率高达95%。王佳东等[3]进行脱硅粉煤灰中提取Al2O3的实验得出:当脱硅粉煤灰以碱比1.0、钙比2.0与Ca O、Na2CO3混合后在1200℃烧结60 min时, Al2O3浸出率达到90%。唐云等[15,16]研究烧碱与生石灰协同作用时指出:烧结因素影响Al2O3溶出率的顺序为:钙比>烧结时间>碱比>烧结温度。
2.4 烧结熟料的溶出工艺条件研究
在烧结法提取粉煤灰中氧化铝的研究中, 烧结熟料的溶出工艺条件是一个非常重要的研究内容。唐云等[16]研究烧碱生石灰与粉煤灰的烧结熟料的溶出时指出:溶出因素对Al2O3溶出率影响大小顺序为:溶出温度>碱浓度>溶出时间;烧结熟料在100℃、80 g/L的碱液中溶出时间10 min时, 粉煤灰中Al2O3的溶出率可达84.69%;烧结熟料溶出后的赤泥用100℃、0.2 mol/L碱液洗涤5次, 再用100℃水冲洗5次, Al2O3的溶出率可达87.03%。赵喆、孙培梅等[7,17]用碳酸钠溶液溶出粉煤灰和石灰石烧成熟料得出:在碳酸钠过量一倍、温度为50~60℃、溶出时间为40~60 min、液固比为3~4的条件下, 熟料中Al2O3溶出率可达79%以上。邬国栋等[18]研究了粉煤灰中铝的溶出规律得出:粉煤灰高温热处理后, 氧化铝的溶出量变化不大;氧化铝的溶出量随碱浓度的增加缓慢增加, 随溶出温度的增加不发生变化, 随溶出时间的增加逐渐下降。
另外, 粉煤灰的活化方式对烧结法所得的烧结熟料中氧化铝的溶出率的影响也被研究。唐云等[19]采用热活化、机械活化及微波辐射等方式活化粉煤灰, 然后以适当比例把苛性钠、氧化钙以及活化粉煤灰混合、烧结, 实验结果表明:活化粉煤灰中氧化铝的溶出率随热活化温度升高先增后降, 在700℃出现极值;随热活化时间的延长先升后降, 在700℃活化25 min出现极值;随着粉煤灰细度的增大先增后减, 在-320目含量为80.11%时氧化铝溶出率最大;随着微波辐射时间的延长迅速增大, 微波照射30 min时粉煤灰中氧化铝溶出率最大, 达到92.55%。吉涛等[20]研究指出:粉煤灰在转速300 r/min、球料比10∶1、级配5∶20∶60、活化时间6 h条件下进行表面机械活化, 然后用Na2CO3烧结剂提取活化粉煤灰中的氧化铝, Al2O3提取率能有效提高10%以上。
4 研究展望
综上所述, 烧结法提取氧化铝的优势是氧化铝提取率普遍较高, 产品纯度高, 但其主要不足是工艺繁长, 能耗大, “利废生废”的现象严重, 导致工业生产使用该法使投资大, 生产成本高, 降低了粉煤灰高附加值资源化利用的经济效益。尽管低温蒸压煅烧法能有效地改善了烧结法能耗大的缺点, 但这些新的提取氧化铝工艺仍处于实验室阶段, 缺乏成熟的工业生产经验。因此, 就国内目前从粉煤灰中提取氧化铝的研究情况, 以下几个方面的问题的研究应作为今后科研努力的主要方向和目标。
(1) 烧结法的主要问题是能耗过高, 因此研制能显著降低烧结温度的烧结助剂是降低能耗的有效途径。
(2) 烧结法产生“利废生废”的现象, 但是烧结法产生的废渣的颗粒小于粉煤灰的, 化学成分主要是不溶性的硅酸钙盐类, 是理想的建筑材料原料, 因此烧结法产生废渣的建材化研究迫在眉睫。
(3) 积极低能耗的低温蒸压煅烧法工业化研究和配套设备的研制, 使这种兼采酸浸法和烧结法优点的实验技术尽快工业化, 为粉煤灰提取氧化铝技术开辟一条崭新之路。
(4) 目前从理论上还没有揭示烧结法提取粉煤灰中氧化铝所涉及化学反应的反应机理, 因此应积极开发这方面的实验技术, 探索烧结法提取粉煤灰中氧化铝反应的动力学基础理论, 为传统的氧化铝提取工艺的改进以及研发零污染低能耗氧化铝提取工艺提供必要的理论依据。
摘要：在简述了粉煤灰的理化性能及矿物组成后, 根据破坏粉煤灰中SiO2-Al2O3键及活化Al2O3的不同方式对提取粉煤灰中氧化铝的技术进行了分类, 然后总结国内近十年来在烧结法提取粉煤灰中氧化铝方面取得研究新进展, 并简要地评述了不同烧结法提取氧化铝工艺的优缺点, 并展望了今后烧结法提取粉煤灰中氧化铝的研究方向。
粉煤灰烧结砖 篇6
关键词：烧结粉煤灰多孔砖,工业试验,最佳掺量,生产工艺
1 前言
砌体结构是我国建筑工程中最常用的结构形式,而所用的砖主要为烧结普通砖。烧结普通砖以粘土为主要原料,生产需消耗大量土地资源,不符合可持续发展的基本政策。新疆石河子、阜康等11个主要城市列入全国第二批限时“禁止使用烧结粘土实心砖”的城市,到2008年年底实现“禁实”目标。因此,各科研机构、相关企业近年开始研制各种符合国家“新型墙材目录”的替代砌体材料。
替代产品既要符合国家的政策,要达到化害为利、变废为宝、保护环境、节省耕地、综合利用等目的,又要最大限度的利用现有的生产设备和生产工艺,使生产企业在不过大增加设备改造投入的情况下,实现产品的更新换代。烧结粉煤灰多孔砖是指以粉煤灰为主要原料,掺入胶结料,经配料、成型、干燥和焙烧而成的多孔砖,主要用于承重部位。业内共识“在制砖的原料中粉煤灰掺量体积比不小于30%的烧结砖,即为烧结粉煤灰砖”[2]。笔者联合石河子兴达建材有限责任公司在吸取国内成熟经验的基础上,根据本地的实情进行了烧结粉煤灰多孔砖的开发研制。粉煤灰粘土烧结砖与普通粘土砖相比,具有密度小、重量轻、导热系数小,保温隔热性能优的特点,同时保留了烧结砖质量稳定、耐久性好等优点,适用于地处严寒地区的石河子。
在这一课题实践中,在原有烧结普通砖生产工艺的基础上仅增加了粉煤灰的输送、干燥和计量等设备,其余部分完全利用原有生产设备,经多次试验,根据当地粘土和粉煤灰的特性,确定了最佳的粉煤灰的掺和量,对砖坯码窑方法,点火时间,温控及投煤量进行多次试验,最终生产出了合格的烧结粉煤灰多孔砖。
2 试验
2.1 粉煤灰最佳掺量的确定
由于粉煤灰属于瘠性料,即基本无塑性或塑性很低,必须掺加适量的高塑性的胶结材料才能使混合料挤出成型,反之,若采用高塑性的胶结材料作为制砖的主要原料,亦应掺入适量的瘠性料,以降低混合料的干燥敏感性系数和线收缩率。胶结材料包括普通粘土、软质页岩和泥质煤矸石等。
课题考虑本地实情,采用就地取材的粘土作为胶结材料,从节约粘土的角度上来讲应该最大限度的掺入粉煤灰,但粘土中掺入粉煤灰后塑性降低,要利用原有设备和成型工艺就比较困难。因此,在符合本地相关政策的前提下,课题研究了在不过大改变原有粘土砖生产设备的前提下最佳粉煤灰掺入量。粉煤灰掺量应根据粘土的塑性指数而定,当地土质为中塑性粘土,塑性指数达13.6,实践证明掺和后的混合料塑性指数不低于7.5,就可以保证砖坯挤出(湿法生产)成型,可达到生产要求,且外观、几何尺寸、强度均可达标。试验考虑30%,35%,40%三种不同的掺量,观察便于操作的程度和挤出坯体的成品质量,确定当粉煤灰掺入量为35%时是成型的最佳掺入量。随着掺入量的增加成型困难,要继续增加粉煤灰的掺入量就要改变生产工艺和设备,投资将增加很多。
2.2 烧结粉煤灰多孔砖的生产试验
2.2.1 烧结粉煤灰多孔砖生产工艺
烧结粉煤灰多孔砖的生产工艺流程与普通粘土砖基本相同,不同的是增加了粉煤灰的干燥、计量与匀拌设备,其工艺见流程图:
2.2.2 制坯
采用35%的粉煤灰掺入量,现场经两次机械输送拌和,拌和时间控制在10 min左右,使其拌和均匀,泥条挤出时色泽一致,按常规加水方法严格控制坯体含水量在18%～20%之间,坯体码在室外坯架,上面覆盖草帘自然干燥,干坯进窑含水率控制在5%～7%的范围内。
2.2.3 码窑方式
砖坯码窑方式和密度是影响窑内通风、温度分布及火行速度的关键,对于烧结粉煤灰多孔砖的质量至关重要。烧结粉煤灰多孔砖焙烧时窑底积灰大大少于普通烧结粘土砖,所以,炕腿码法要比普通烧结粘土砖的码法降低和加密,以减少空气通过量,保持坯体的底层有一定的蓄热量,防止清底现象的发生,试验用二顺炕腿的码法。坯体垛身对窑内通风传热的影响最大,垛身以采用二直一横码法为好。
2.2.4 焙烧工艺
a.点火:比粘土砖点火时间可适当缩短一些。
b.预热:为排除坯体内残余水分,应逐渐加热至燃点,使坯体内可燃碳达到内燃。
c.加热带:烧结粉煤灰多孔砖的加热带长度比普通粘土砖要长一些,可不低于5个窑室,这样可加快热交流,提高热工效率。预热过程中应注意排风力度和加热带前端温度过高而产生干缩裂纹。试验证明,砖坯干燥时间为4 h,升温速度为16℃/h,预热时间10 h,升温速度为45℃/h,焙烧时间4 h,升温速度85℃/h,高温时间为4 h～6 h,高温950℃,降温时间为12 h,降温速度75℃/h。
3 关键技术总结
3.1 粉煤灰和粘土的掺和比例是成型的关键
掺量少达不到利废、节煤、节电效果,掺量多塑性指数达不到要求,无法成型。当然这要根据生产设备的情况而定。在传统生产设备条件下,应根据粘土的塑性指数求得合理的配方。混合料塑性指数不低于7.5就能很好的成型。
3.2 原料拌和和码窑
原料的拌和由原来的一次拌和改进为两次机械拌和,拌和时间为10 min,码窑技术确定为上密下稀,边密中稀的原则,采用二顺炕腿的码法。
3.3 焙烧
a.点火时间控制不宜过长,以防止过烧。
b.预热带5个窑室,在预热过程中可有效防止凝露裂缝和干缩裂缝。
c.焙烧长度以保证砖坯均匀烧结为准,烧结粉煤灰多孔砖焙烧时传热较好,在高温持续焙烧时间可适当缩短。
d.要求保温带长度较长,减少空气流入量,降低过剩空气系数,加强砖的保温作用。同时,保温带的延长对减少砖的黑心等弊病有利。因此采用两层普通砖封闭窑门。
e.焙烧粉煤灰多孔砖时,每次投煤时间适当缩短,用小铲添煤,在原煤发热量不同的情况下,控制不烧焦、烧流、烧黑、烧生。
4 结论
a.用以上工艺首批生产的烧结粉煤灰多孔砖5000块,经石河子市技术监督局和石河子建筑中心试验室的抽样检验,各项技术指标完全满足GB/T5101-1998,MU10的指标要求。砖厂设备改造投入10万元,通过试验说明在不过多改变原有烧结普通砖生产设备的情况下,生产烧结粉煤灰多孔砖是完全可行的。
b.根据试验结果粉煤灰加粘土制成砖坯,经焙烧每公斤粉煤灰发热量可达4 200 kJ/kg以上,加入量在35%时每万块可节约原煤300 kg～400 kg。
c.粉煤灰和粘土的掺和比例是成型的关键,掺量少达不到利废、节煤、节电效果,掺量多塑性指数达不到要求,无法成型。应根据不同粘土的塑性指数求得合理的配方。本试验提出的35%的粉煤灰最佳掺入量是指在不要过多改变生产工艺和设备的条件下满足成型要求的掺入量,要提高粉煤灰的掺入量必须进一步研究生产和成型工艺。
参考文献
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粉煤灰烧结砖 篇7
能源问题与环境问题是当前阻碍我国经济发展的重大障碍，节能与利废是我国实现可持续发展的必由之路。据统计，我国建筑能耗约占全国总能耗的30%以上，单位建筑能耗比同等气候条件国家高2～3倍[1]，而墙体等围护结构的保温隔热性能是影响建筑能耗的重要因素。传统墙体材料以实心粘土砖为主，其保温性能差、容重大，且大量破坏土地资源，最终将被环保节能的新型保温墙体材料所取代[2]。粉煤灰是煤粉燃烧后残留下来的固体废弃物，我国火力发电厂每年排放的粉煤灰居世界之首，且逐年增加，但其利用率却较低。大量粉煤灰的堆放不仅占用宝贵的土地资源，而且还会对环境造成潜在的威胁[3]。国内外研究资料表明，利用粉煤灰等固体废弃物取代粘土为主要原材料，掺入少量的造孔剂制备多孔烧结制品是可行的，相比传统实心粘土砖具有保温隔热性好、容重小、节约土地资源等优势。
目前，造孔剂的种类繁多，常用烧结制品的造孔剂分为两大类[4]：一是有机类造孔剂，主要包括锯屑、聚苯乙烯、秸秆、纸浆、稻壳等;二是无机类造孔剂，主要包括珍珠岩、硅藻土、方解石、浮石、蛭石等。锯末作为一种有机质造孔剂，具有高发热量及烧失量的特点，其在烧成过程中可提供部分能量，降低烧成能耗，燃烧后在其所占位置留下孔洞，提高烧结制品的孔洞率，适合于制备轻质高强高孔洞率的烧结制品[5,6]。
本试验以粉煤灰为主要原材料，页岩为粘结剂，锯末为造孔剂，通过对烧结制品烧成收缩、吸水率、显气孔率、体积密度、抗压强度、微观结构的分析，研究锯末造孔剂对粉煤灰页岩烧结制品性能的影响。
2 原材料和实验方法
2.1 原材料
武汉阳逻产辉虹牌Ⅱ级粉煤灰，80μm筛余达到20%，灰色粉末状，其主要矿物组成为石英、莫来石;秦皇岛产页岩，80μm筛余达到10%，红色粉末状，主要矿物组成为石英、多水高岭土、白云石;武汉青山木材加工厂产锯末，取烘干、破碎后粒径分别为<0.15 mm、0.15 mm～0.3 mm、0.3 mm～0.6 mm的样品进行试验。粉煤灰、页岩两种原材料的化学组成如表1所示。
2.2 试件制备
采用粉煤灰、页岩质量比为7∶3的试件作为基体，取三种不同粒径的锯末为造孔剂，当掺加锯末为5%(外掺体积比)时，经计算得出每千克干料对应的锯末体积为34 ml。将原料按质量比称量并加入造孔剂混合均匀，加入质量百分比为18%(干基)的水进行造粒，置于温度20℃±1℃、相对湿度100%的养护室陈化72 h，采用半干压法成型，成型压力为49 kN(25 MPa)，保压时间为30 s，所得试件尺寸约为Φ50 mm×60 mm。待试件坯体在室温下自然干燥48 h后，置于鼓风电热干燥箱中，于105℃±1℃下鼓风干燥24 h。将干燥坯体置于高温炉中按照预设的温度制度升温至1 000℃，保温2 h，最后随炉冷却至室温。
2.3 试验方法
分别测量干燥试件坯体及烧结后试件的尺寸和质量，计算得出试件烧成的尺寸收缩和质量损失;采用无锡建仪仪器有限公司TYE-300型压力机测试抗压强度，每组6块试件，加载速率为0.6 kN/s;使用AUW220 H型岛津天平利用阿基米德原理进行试件吸水率、显气孔率及体积密度测试[7];采用日本JSM-5610LV型扫描电子显微镜分析试件的微观形貌。
3 结果与讨论
3.1 锯末掺量对烧结制品性能的影响
图1为锯末掺量对试件烧成收缩的影响，此组试验所用锯末粒径为0.15 mm～0.3 mm，由图可知，锯末的掺入明显地降低了试件的烧成收缩率，当锯末掺量从5%增加至15%的过程中，三组试件的直径收缩率的变化不大，约为3.20%，远小于粉煤灰页岩烧结制品空白试件的6.07%;高度收缩率随锯末掺量的变化规律与直径收缩率相一致，因此，锯末的掺入可以有效地控制试件的外观尺寸。随着锯末掺量从0增加到15%，试件的质量损失率几乎呈现出线性增加的趋势，可以认为是由于锯末掺量的不同，在烧成的过程中造成了试件质量损失率的变化。
从图2锯末掺量对试件显气孔率和体积密度影响中可以看出，锯末的掺入使试件的显气孔率和吸水率都大有提高，且随锯末掺量的增加，试件的显气孔率和吸水率不断增加，但增幅有所减少，锯末掺量10%的试件的显气孔率相对较低，为42.43%，锯末掺量15%的试件的显气孔率最高，达到了45.70%，均高于粉煤灰页岩烧结制品空白试件的35.75%;锯末的掺入有效地降低了试件的体积密度，其中锯末掺量5%的试件的体积密度为1.38 g/cm3，锯末掺量15%的试件为1.34 g/cm3，锯末掺量10%的试件的体积密度最低，仅为1.32 g/cm3。
图3为锯末掺量对试件抗压强度的影响，由图可知，锯末的掺入使得试件的抗压强度显著降低，锯末掺量10%的试件的抗压强度为12.3 MPa，略高于锯末掺量5%的试件，锯末掺量15%的试件的抗压强度最小，仅为7.9 MPa，比粉煤灰页岩烧结制品空白试件降低了约72.3%。
3.2 锯末粒径对烧结制品性能的影响
图4为锯末粒径对试件烧成收缩的影响，此组试验锯末体积掺量均为10%，由图可知，掺加锯末造孔剂试件的直径收缩率均小于粉煤灰页岩烧结制品空白试件，但随锯末粒径的增加，直径收缩率变化不明显，其中，掺加锯末粒径为0.3 mm～0.6 mm的试件最低，仅为3.07%;高度收缩率的变化规律与直径收缩率基本相一致，但其降幅相对较低，其中，掺加锯末粒径为0.15 mm～0.3 mm的试件最低，为3.96%;锯末的掺入增加了试件的质量损失率，这是因为锯末的高烧失量所致，但随着锯末粒径的增加，试件的质量损失率却呈现出下降的趋势，其中，掺加锯末粒径为<0.15 mm的试件最高，达到了8.18%。
图5为锯末粒径对试件的显气孔率、吸水率和体积密度影响，由图可知，锯末的掺入显著地提高了试件的吸水率和显气孔率，并使试件的体积密度降低，但随着锯末粒径的增加，试件的吸水率和显气孔率却有所降低，其中掺加锯末粒径为0.3 mm～0.6 mm的试件的吸水率为29.36%，显气孔率为42.04%，体积密度为1.37 g/cm3，掺加锯末粒径为0.15 mm～0.3 mm的试件体积密度最低，仅为1.32 g/cm3。
图6为锯末粒径对制品抗压强度影响，由图可知，掺加锯末粒径<0.15 mm,0.15 mm～0.3 mm,0.3 mm～0.6 mm试件的抗压强度分别为8.2 MPa、12.3 MPa、10.5 MPa，相对于粉煤灰页岩烧结制品空白试件的抗压强度损失率为56.7%～70.9%。
3.3 微观结构
图7所示为试件的SEM图片，由图7-a可知，粉煤灰页岩烧结制品空白试件中粉煤灰玻璃微珠已开始熔融，试件中出现大量液相，颗粒间连接紧密，孔洞较少;而图7-b,7-c,7-d中产生的液相量相对较少，颗粒之间连接相对松散，孔洞增多，其中锯末掺量为10%，粒径为0.15 mm～0.3 mm的试件存在孔径为10μm～30μm的孔洞。因此，锯末造孔剂的掺入使得试件微观结构疏松、多孔，与掺入锯末造孔剂后试件显气孔率和吸水率增大，体积密度和抗压强度减小规律相一致。
4 结论
锯末造孔剂的掺入对试件的尺寸收缩率有较好的抑制作用，但随掺量和粒径的变化不明显;试件质量损失率随锯末掺量的增加几乎呈现出线性增加的趋势，但却随着锯末粒径的增加而略有降低。
锯末造孔剂的掺入使试件的显气孔率和吸水率显著增加，体积密度降低;随着锯末掺量的增加，试件的显气孔率和吸水率不断增加，但增幅有所减少;随着锯末粒径增加，试件的吸水率和显气孔率有所降低，但体积密度和抗压强度变化规律不明显;锯末掺量为10%，粒径为0.15 mm～0.3 mm的试件的吸水率、显气孔率，体积密度和抗压强度分别为32.22%、42.43%、1.32 g/cm3和12.3 MPa。
SEM分析表明，锯末造孔剂的掺入使得试件微观结构疏松、多孔;锯末掺量为10%，粒径为0.15 mm～0.3 mm的试件存在孔径为10μm～30μm的孔洞。
摘要：锯末具有高发热量及烧失量的特点,可以作为造孔剂制备轻质高强多孔保温烧结制品。在相同的烧成制度下,粉煤灰页岩烧结制品空白试件的显气孔率和吸水率分别为35.75%、1.41g/cm3;锯末的掺入能有效地抑制试件的烧成收缩,掺入试件体积比10%、粒径0.15mm0.3mm锯末的试件显气孔率和体积密度分别为42.43%、1.32g/cm3;锯末粒径增大至0.3mm0.6mm时,试件显气孔率减小至42.04%,体积密度增大至1.37g/cm3;SEM分析表明锯末造孔剂的掺入使得试件微观结构疏松、多孔。
关键词：锯末造孔剂,烧结制品,显气孔率,体积密度
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