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煤矸石烧结空心砖以工业废渣煤矸石为原料,以其节能、节土、环保、轻质、高强、隔热、隔声等优良性能,在墙材领域占据着非常重要的地位。随着人们环境保护意识的增强和国家对土地使用的进一步限制,煤矸石烧结空心砖越来越受到重视。如何充分发挥废渣原料价格和节能优势,制备出质量稳定的产品是一个非常重要的研究课题。本文以唐山开滦煤矿和唐山荆各庄煤矿的煤矸石以及开滦附近页岩为原料,研究了煤矸石空心砖配方组成、制备工艺对产品性能的影响,设计了年产6000万标块煤矸石烧结空心砖生产线。采用不同塑性和热值的煤矸石配合,可以生产高质量的煤矸石烧结空心砖。煤矸石烧结空心砖的最佳配方组成为:1~#60%、2~#20%、页岩20%。论文研究了煤矸石原料细度、颗粒级配、陈化时间、陈化温度和水分对产品性能的影响。结果说明:煤矸石原料细度范围在1～2mm占15%,其余小于1mm即可满足生产空心砖的要求;煤矸石原料的最佳颗粒级配为:2～1mm占15%,1～0.5mm占19%,0.5～0.25mm占13%,0.25～0.1mm占21%,小于0.1mm占32%。坯料陈化可以明显提高干燥坯体的强度,降低制品的吸水率。坯料的最佳陈化时间为3～4天;研究结果表明:煤矸石空心砖坯体的最佳干燥制度为:干燥介质的温度范围120～150℃,流速1.5～4.5m/s;干燥周期12～48小时。最佳烧成制度为:烧成温度1050℃,烧成周期47～52小时,保温4～8小时。借助于X射线衍射分析了煤矸石烧结空心砖的相组成,X射线衍射结果分析说明,所制备的煤矸石空心砖的晶相组成为:石英、赤铁矿、尖晶石、白榴石、钙铝黄长石和蓝晶石。借助于扫描电子显微镜对不同细度原料煤矸石烧结空心砖微观结构进行了分析,结果说明:煤矸石原料越细,制品烧结越致密、组织更均匀。通过对生产线的设备选型研究认为:采用锤式破碎机和笼式破碎机能较好满足原料的粉碎要求;大断面双通道隧道式干燥窑和大断面平吊顶隧道窑适合于坯体干燥和煤矸石空心砖的烧成。本论文设计了两条典型的年产6000万标块煤矸石烧结空心砖生产线,分别在唐山开滦新型建材公司和山东鲁中房产建材有限公司投入生产。两个公司的现生产能力均超过7000万标块,产品性能达到了烧结空心砖GB13545-92的质量要求。实践证明生产线的设备选型正确,工艺流程顺畅,设计合理,能够满足高质量煤矸石空心砖生产的要求。