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烧成墙体材料在我国墙材中占据着非常重要的地位,随着墙材改革与建筑节能政策的推广实施,制备高孔隙率、低容重的烧成制品已成为我国烧成墙体材料的重要发展方向之一。论文以来源广泛的页岩为主要原材料,尝试采用造孔剂烧失法、预发泡法、高温发泡法三种工艺制备高孔隙率的轻质页岩烧成制品,通过比较所得制品性能来评判不同工艺的优劣,为工业化生产提供技术参考。 采用造孔剂烧失法工艺制备轻质页岩烧成制品,选择锯末和聚苯泡沫颗粒两种造孔剂,重点讨论造孔剂掺量对页岩制品成型性能、体积密度、强度等性能的影响。结果表明,本文试验条件下采用在实心页岩砖的制备基础上添加大掺量锯末,无法制备出容重1000kg/m3以下同时抗压强度1MPa以上的烧成页岩制品;当在实心页岩砖中添加体积掺量51%~60%聚苯泡沫,可制备出体积密度为890kg/m3~1000kg/m3,抗压强度为1.6MPa~2.2MPa的烧成页岩制品;相比于相同密度等级的烧结空心页岩砖,采用造孔剂烧失法制备的页岩砖并不具有优势。 采用预发泡工艺制备轻质页岩烧成制品,主要探讨水料比(用水量和页岩质量之比)、泡沫体积比、页岩粉粗细程度、水玻璃掺量等因素对页岩料浆稠度,坯体干燥收缩及烧成收缩,制品的体积密度、强度、吸水率等性能的影响。结果表明,所制备的泡沫页岩砖的体积密度、强度以及吸水率受制备过程中料浆稠度、引入的有效泡沫量、坯体干燥收缩等因素的综合影响而变化;泡沫页岩砖坯体通常干燥收缩大,掺加适量水玻璃有利于减少其干燥收缩;采用预发泡工艺可制备出体积密度为840kg/m3,抗压强度3.2MPa,吸水率57.3%,干燥线收缩率为6.7%的泡沫页岩砖。 采用高温二次发泡工艺制备轻质页岩烧成制品,选择三种不同表观密度的页岩陶粒进行系统研究,主要分析烧成温度、烧成时间对制品性能的影响。结果表明,烧成温度的增加和烧成时间的延长,有利于提高发泡制品的轻质性,抗压强度则呈现出先逐渐增加后逐渐降低的趋势;由不同陶粒制备的发泡制品的饱和吸水率受烧成温度和烧成时间的影响并不完全相同;采用高温二次发泡工艺,以表观密度为730kg/m3的页岩陶粒为原料,可制备出体积密度为400kg/m3,抗压强度为1.5MPa,吸水率为8.8%的发泡制品;以表观密度为1080kg/m3的页岩陶粒为原料,可制备出体积密度为770kg/m3,抗压强度为6.1MPa,吸水率为7.5%的发泡制品。 采用高温一次发泡工艺,选择不同来源的页岩,对比分析页岩及掺有污水污泥的页岩的烧胀性,系统研究料球粒径、污泥掺量、烧成温度、烧成时间等因素对发泡制品性能的影响。结果表明,污水污泥的掺入可以显著提高页岩的烧胀性;采用高温一次发泡工艺,以烧胀性较好的页岩为原料,当掺加30%污泥,可制备出体积密度为380kg/m3,抗压强度为1.6MPa,吸水率为36.1%的发泡制品;以烧胀性较差的页岩为原料,当掺加30%污泥,可制备出体积密度为760kg/m3,抗压强度为4.3MPa,吸水率为21.0%的发泡制品。 在保证制品强度的前提下,相比于造孔剂烧失法和预发泡法,高温发泡工艺更容易制备出轻质、低吸水率的烧成制品。