全煤矸石烧结自保温砌块方案

全煤矸石烧结自保温切块试验方法

一、实验目的

通过查阅的文献设计并制作符合要求的全煤矸石烧结自保温砌块，并对其强度、自保温性能等性质进行检测。

二、实验原理

煤矸石烧结砖烧成机理：煤研石砖坯体在焙烧时先受热升温，在20~400o C，主要是排除纯机械结合的孔隙水、分子吸附水、结合水等;当温度达到煤研石内含有的可燃物燃烧后，其自身燃烧放热升温，在450~950o C范围内，煤炭的挥发分被烧完，硫化物被氧化，碳酸盐被分解;在800~950o C范围内，呈现了固相反应阶段。在950o C至最高温度下，固相反应继续进行，紧邻的固体颗粒通过组分离子的换位和在晶格中的重排形成颗粒间固体键合即烧结，颗粒的熔融形成液相，液相的存在强化了烧结;随着温度的升高，坯体内产生越来越多的液相量，固体颗粒的外表裹上了一层液体，这些高温熔体通常冷却后并不结晶而是形成玻璃，结晶的固体颗粒被玻璃相牢固地粘结在一起，获得产品的高强度;随着温度的升高，熔融的液相流入颗粒的缝隙中，熔融物充填了缝隙，气孔率降低，同时由于毛细管中熔液表面张力的作用，使得颗粒彼此靠近，坯体体积收缩，最终得到致密的砖。

三、实验原料、设备及仪器、

试验设备：实验室小型颗式破碎机、圆盘破碎机、搅拌器、双级真空挤砖机、烘干箱、直径为1.5mm的试验用标准筛，轮碾机。

试验原料：水、煤矸石（可选用徐州权台煤田的煤矸石）化学成分表如下：

成分SiO

2Al

2

O

3

Fe

2

O

3

CaO MgO TiO

2

K

2

O Na

2

O SO

2

烧失量

含量% 52.65 16.58 6.65 1.70 1.17 1.44 1.48 0.63 0.06 15.24

四、试验步骤

⑴用实验室小型颗式破碎机将试验用煤研石原料先进行粗破，再用圆盘破

碎机细碎，破碎后用试验用标准筛对原料经行筛选，严格控制粒径在1.5mm以下。

⑵将粉碎后的煤矸石原料掺约15%水，人工充分搅拌，放入桶中，盖上盖陈化3天。

⑶将陈化后的煤矸石原料取出后，再次搅拌后进行轮碾处理，放入双级真空挤砖机中，设定仪器参数为：真空度小于-0.090MPa，抽真空稳定在90.8%，挤出压力应大于2.0MPa，湿培强度稳定在0.25~0.30MPa，打开机器，挤出并切码如初始时设计的空心砖，放在托盘上自然干燥6~8h后，放入烘干箱中，105o C 气氛下进行烘干。

⑷将烘干后的培块取出后放入箱式电炉中进行烧结，烧结温度及升温速率设定为：0~400o C之间，升温速率为2o C/min；400~800o C之间，升温速率为1o C/min；800~950o C之间，升温速率为1o C/min；950~1100o C之间，升温速率为0.5o C/min，保温2小时，烧结结束后，自然冷却至室温。

⑸将刚出炉的培块取出后放入水中养护5min左右。