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石煤提钒浸出渣制取陶粒和建筑用砖的工艺研究

作　者: 时亮
导　师: 樊刚
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 石煤渣陶粒建筑用砖综合利用
分类号: TU521
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

建筑用轻集料在国外上世纪初就已开发应用,我国发展较晚,1956年开始研究生产,目前国外墙体材料应用较广的陶粒产品在我国东北以页岩陶粒为主,粘土陶粒主要在京、津地区及南方沿海城市。本论文针对课题组在钒冶金过程中产生的石煤提钒浸出渣为主要原料,经检测可知此石煤废渣具有低碳、高硅、富磷、低铝、高熔点等特点,是制备建筑材料的优质原料,而以石煤渣为主要原料制造的建筑材料具有质轻的显著特点,满足轻集料墙体材料的发展需求,所以对其研制烧制应用于建筑的陶粒和普通用砖两方面研究,对石煤提钒废渣进行资源综合利用有着重要的意义。本文对石煤渣、粘土等原料进行了化学成分分析、物相分析,旨在为利用石煤渣烧制陶粒和普通用砖提供理论依据,结果表明石煤渣中的主要化学成分与粘土原料比较接近,因此可以作为烧制陶粒和建筑用砖的主要原料。在通过对石煤渣烧制陶粒的研究,分析了粘结剂及发泡剂对石煤渣陶粒性能及制备工艺参数的影响,并揭示烧结温度与陶粒性能的关系。综合分析烧制陶粒对原料化学组成的要求,本文采用石煤渣、粘土、六偏磷酸钠和有机钠盐作为烧制陶粒的原料,其配方为：石煤渣：粘土：六偏磷酸钠：有机钠盐=77：15：3：5。通过试验获得最佳的烧成工艺参数为：干燥温度：105℃,直至恒重；焙烧温度为1220℃,焙烧时间为14min。同时分析了主要原料化学成分在烧制石煤渣陶粒过程中的作用、陶粒孔隙形成机理,结合石煤渣陶粒的性能测试,确定了影响陶粒膨胀的主要因素是原料中的化学成分和烧成制度,并在确定原料的粒径配比后,研究了成坯加水量、干燥制度对坯体干燥性能的影响以及成坯加水量、烧结温度、保温时间、粘土掺量等对陶粒性能的影响,优选主要参数后,进行了综合验证试验,烧制出了密度为776kg/m3、筒压强度为2.1MPa、吸水率为7.5%的石煤渣陶粒产品,达到了国标GB/T17431-1998优等品的标准。同样,对石煤渣烧制普通建筑用砖进行了探索性试验研究,并在确定原料的粒径配比后,分析了成坯加水量、粘土掺量、烧结温度及保温时间等对砖性能的影响,从而得到石煤提钒渣制取普通建筑用砖的可行工艺参数为：粘土掺量：10%；成坯加水量：28%;烧结温度：1100℃；保温时间：4小时；最大粒径：≤0.5mm的占70%以上且最大粒径不大于2mm,并选此工艺下对所得烧结砖进行了性能检测,吸水率和饱和系数均达到了非严重风化区的粘土砖和粉煤灰砖的要求,抗压强度达到MU10的标准,干燥敏感系数与线收缩也满足要求,属于合格产品。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
前言  10-12
第一章绪论  12-21
  1.1 石煤概况  12-13
  1.2 石煤渣的应用现状  13-14
  1.3 陶粒的概述  14-18
  1.4 砖的概述  18-19
  1.5 课题提出的背景及意义  19-20
  1.6 本章小结  20-21
第二章试验理论基础及试验方法与工艺  21-35
  2.1 主要研究内容  21
  2.2 石煤渣建筑用砖试验用具与设备  21-22
  2.3 陶粒试验用具及药品  22-23
  2.4 试验工艺  23-24
  2.5 陶粒的试验方法与步骤  24-25
  2.6 陶粒性能检测  25-26
  2.7 表观密度、空隙率和吸水率意义及测量  26-28
  2.8 普通砖的主要试验工艺理论  28-31
  2.9 普通砖的主要性能测试与机理  31-34
  2.10 本章小结  34-35
第三章石煤渣陶粒的制备及工艺研究  35-49
  3.1 原料分析  35-36
  3.2 原料配比设计  36-39
  3.3 不同混合料对烧结性能的影响  39-40
  3.4 粘结剂试验  40-42
  3.5 发泡剂试验  42-43
  3.6 烧结温度试验  43-45
  3.7 保温时间对烧结性能的影响  45-46
  3.8 冷却方式对烧结性能的影响  46-48
  3.9 本章小结  48-49
第四章石煤渣普通建筑用砖的制备及工艺研究  49-66
  4.1 试验原料  49-51
  4.2 干燥试验  51-53
  4.3 成坯加水量试验  53-56
  4.4 粘土掺量试验  56-59
  4.5 烧结温度试验  59-62
  4.6 保温时间条件实验  62-64
  4.7 综合性验证实验  64-65
  4.8 本章小结  65-66
第五章石煤渣陶粒的膨胀性能分析  66-72
  5.1 原料的化学成分对陶粒膨胀的影响  66-68
  5.2 原料的物理性能对陶粒膨胀的影晌  68
  5.3 石煤渣陶粒膨胀机理  68-71
  5.4 本章小节  71-72
第六章陶粒在混泥土中的导热率及性能指标  72-76
  6.1 热导率的意义及测定  72-73
  6.2 热导率测试  73-75
  6.3 陶粒的性能标定  75-76
第七章石煤渣普通建筑用砖开裂因素的探讨  76-80
  7.1 干燥过程  76
  7.2 烧结过程  76-79
  7.3 本章小结  79-80
第八章结论  80-82
致谢  82-83
参考文献  83-88
附录A  88

石煤提钒浸出渣制取陶粒和建筑用砖的工艺研究

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