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超轻页岩陶粒的制备及焙烧机理研究

作　者: 毛锡双
导　师: 陈益兰
学　校: 广西大学
专　业: 化学工艺
关键词: 超轻页岩陶粒烧制工艺焙烧机理 XRD
分类号: TQ174.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

陶粒是一种新型的、有发展潜力的建筑材料。它具有轻质、高强、低吸水率等优点，用其配制的轻集料混凝土具有质轻、比强度高、抗震性能较好等特点。本文对页岩、粉煤灰、粘土等原材料进行了化学成分分析、物相分析和软化温度范围分析，旨在为利用当地页岩烧制超轻陶粒提供理论依据，研究结果表明广西页岩中的主要化学成分与粘土类原料比较接近，因此可以作为烧制超轻陶粒的主要原料。综合分析烧制超轻陶粒对原料化学组成的要求，本文采用页岩、粉煤灰、粘土和外加剂作为烧制超轻陶粒的原料。通过配方均匀设计试验和正交实验确定了烧制超轻页岩陶粒的最佳配方，即页岩：粉煤灰：粘土：外加剂=71:10:15:4。通过正交设计等试验方法获得最佳的烧成工艺参数为：干燥温度：110℃，干燥时间：2h；预热温度：400℃，预热时间：15min；焙烧温度为1200℃，焙烧时间为5min。同时系统分析了主要原料化学成分在烧制超轻页岩陶粒过程中的作用、陶粒孔隙形成机理以及烧制过程中固相反应机理。通过实验，采用SEM、XRD等测试技术，结合超轻页岩陶粒的宏观和微观性能测试，确定了影响陶粒膨胀的主要因素是页岩的化学成分和烧成制度。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-19
  1.1 轻集料  9-12
    1.1.1 轻集料的概念  9
    1.1.2 轻集料的分类  9-10
    1.1.3 国内外轻集料的发展状况  10-12
  1.2 陶粒  12-14
    1.2.1 陶粒的概念  12
    1.2.2 陶粒的分类  12-13
    1.2.3 陶粒在国内的发展状况  13-14
  1.3 我国页岩陶粒开发的重要性及优越性  14-16
    1.3.1 性能优良  14-15
    1.3.2 经济性显著  15
    1.3.3 适应性强  15
    1.3.4 应用广泛  15-16
  1.4 本课题研究的意义  16-17
  1.5 本课题主要研究内容  17-18
  1.6 超轻页岩陶粒研究的技术路线  18-19
第二章原材料及实验方法  19-26
  2.1 原材料  19-24
    2.1.1 页岩  19-22
    2.1.2 粉煤灰  22-23
    2.1.3 粘土  23-24
  2.2 实验方法  24-25
    2.2.1 成球工艺  24
    2.2.2 陶粒膨胀倍数试验  24-25
    2.2.3 陶粒物理力学性能试验  25
  2.3 实验设备  25-26
第三章超轻页岩陶粒的研制  26-46
  3.1 生料球的制备工艺  26-27
  3.2 外加剂的选择  27-28
  3.3 超轻页岩陶粒焙烧制度  28-29
    3.3.1 烘干  28
    3.3.2 预热  28-29
    3.3.3 焙烧  29
    3.3.4 冷却  29
  3.4 超轻页岩陶粒生产工艺流程图  29
  3.5 试验方法设计  29-41
    3.5.1 正交实验设计  29-32
    3.5.2 原料配比多因素正交优化研究  32-36
    3.5.3 焙烧制度正交优化研究  36-41
  3.6 试验结果分析讨论  41-44
    3.6.1 预热制度对陶粒性能的影响  41
    3.6.2 焙烧制度对陶粒性能的影响  41-42
    3.6.3 超轻页岩陶粒的结构分析  42-44
  3.7 本章小节  44-46
第四章超轻页岩陶粒焙烧机理研究  46-57
  4.1 超轻页岩陶粒膨胀机理  46-51
    4.1.1 影响超轻页岩陶粒膨胀的因素  46-48
    4.1.2 超轻页岩陶粒烧成过程中发生的物理化学变化  48-49
    4.1.3 超轻页岩陶粒膨胀机理  49-51
  4.2 超轻页岩陶粒固相反应机理  51-54
    4.2.1 固相反应特点  51-52
    4.2.2 固相反应机理  52-53
    4.2.3 固相反应中间产物  53
    4.2.4 固相反应动力学  53-54
    4.2.5 影响固相反应的因素  54
  4.3 陶粒膨胀温度范围讨论  54-56
  4.4 本章小节  56-57
第五章超轻页岩陶粒的生产试验  57-62
  5.1 生产试验工艺流程  57-58
  5.2 超轻页岩陶粒的中试生产  58
  5.3 超轻页岩陶粒的性能测试  58-59
  5.4 页岩陶粒产品放射性检测  59-60
  5.5 生产超轻页岩陶粒的效益分析  60
  5.6 本章小节  60-62
第六章结论  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68

超轻页岩陶粒的制备及焙烧机理研究

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