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开发河道淤泥节能砖,既使天然废料-淤泥得到了资源化利用,解决盐城市资源的缺乏问题,又节约了土地;同时,为实现墙体的自保温性能提供了优质墙体材料,有利于推动墙体材料革新。
在对盐城地区的河道淤泥理化性能研究的基础上,选择木屑与稻壳作为成孔剂,炉渣和飞灰作为瘠性料,采用手工压制方式成型,经干燥、焙烧,制备节能保温砖。研究了成孔剂掺量、粒度烧成制度(烧成温度、保温时间)以及助熔剂的种类、掺量对制品性能的影响。借助SEM、XRD等设备对材料显微结构、矿物相及常温物理性能进行检测并分析,探索了增塑剂、成孔剂和助熔剂种类、掺入量及其烧成制度对保温节能砖性能影响的规律。
研究结果表明:有机增塑剂的增塑效果优于无机增塑剂,醇B的掺入量为0.05%比未掺任何增塑剂的原料塑性指数提高4%。有机和无机增塑剂复合,增塑效果明显。掺入0.1%六偏磷酸钠与0.05%的醇B复合的增塑剂比未掺任何增塑剂的原料塑性指数提高了18%左右。
以木屑作为成孔剂,烧结后气孔均匀分布,且呈针状,掺量为10%时,试样体积密度为1285kg/m3,小于粘土实心砖的1600~1800 kg/m3,抗压强度为14.1Mpa,满足承重墙体材料要求。以稻壳作为成孔剂,由于稻壳粒径较大,烧结后砖体表面粗糙,气孔孔径较大,且杂乱无章,掺量为10%时,试样体积密度为1130kg/m3,抗压强度为10.5Mpa,可作为承重墙体材料。木屑作为成孔剂的效果要优于稻壳。
对工业废弃物炉渣和飞灰作为制砖原料研究得出,炉渣具有一定的助熔效果,主要是由于炉渣中的碱金属氧化物含量高,起到助熔作用。在其它条件相同时,当原料中分别掺入20%炉渣和飞灰时,其砖体的强度分别为17.0Mpa和13.9Mpa,掺入炉渣的砖体抗压强度比掺飞灰的高20%,炉渣的掺入可产生更多液相,填塞孔隙,使制品结构致密,改善砖体物理性能。但炉渣和飞灰掺入会降低原料的塑性指数,导致成型困难,制品容易开裂。炉渣和飞灰的掺量以不超过20%为宜。
随着烧成温度的提高,砖体的抗压强度和体积密度有所提高,而吸水率和显气孔率有不同程度的下降。保温时间对改善制品的性能有一定的效果。综合考虑国家标准和能耗,确定在950℃下保温3h,试样烧后有良好的常温物理性能,满足实际生产的需要。