工艺条件对劣质煤矸石免烧砖性能的影响
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第３ 卷 第５ ４ 期 ２ １年 ９ ０ １ 月
非 金 属 矿
Ｎ ｏ — ｅ Βιβλιοθήκη Baidu ｌｃ Ｍ ｉ ｅ ｎ Ｍ ｔ ｌｉ ｎ ｓ
工艺条件对劣质煤矸石免烧砖性能的影响
吴 红 郭光颖 吴 莎。
（ 六盘水师范学院环境与化工系， 贵州 六盘水 ５ ３０ ； 贵州水城矿业集 团有限责任公司 ，贵州 六盘水 ５ ３０ ） １ ５０ ４ ２ ５０ ４
Ａｂｔａ ｔ ｈ ｏ ｒ ｕ ｌｙｇｎ ｕ ｔ ｉ ｉ ｎａ ｄｓｉａｃｎｅ ｔ ｓａｅ ｓ ｉ ｗ ｍａｅｉｌｏｐｅａｅｕｆ ｅ ｒ ｋ Ｔ ｅｉｆ ｅ ｃ ｆｈ ｓｒｃ Ｔ ｅｐ ｏ ａｔ ａｇ ｅｗｉ ｈ曲 ｒ ｎ ｌ ｔｎ ｋ ｎａ ｎｒ ｔｒ ｒｐ ｒ ｎｉ ｄｂ ｃ ． ｈ ｌ ｎｅｏ ｅ ｑ ｉ ｈ ｏ ｉｃ ｏ ｗａ ｔ ｍａ ａ ａｔ ｒ ｉ ｎｕ ｔ
０１ ．８
为主要原料制备煤矸石免烧砖 ， 旨在探索适合于生产 煤矸石免烧砖 的工艺条件。
１ 实验 部分 １ 原材料 ． １
１３ ． ９
１５ ．０
５１ ．５
５３ －】
煤矸石： 自六盘水矿 区某煤矿 ， 取 其化学成分见 表 １ Ｘ Ｄ分析见图 １ ，Ｒ 。从表 １ 图 １ 和 可知 ， 主要矿
２ 结 果与讨论
物 料 含 水 翠／％
２１ 矿 渣细度 对煤矸 石免 烧砖 强度性 能 的影响 ．
物
图４ 物料 含水 率对煤矸石 免烧砖 强度性 能的影响
料水化反应速率直接影响煤矸石免烧砖 的强度性能， 而反应物颗粒尺寸大小是影响反应速率 的主要 因素 之一。本试验通过控制矿渣细度来提高材料 的活性 和反应面积。按试验配 比计量 ， 将矿渣在 Ｇ 一 Ｊ Ⅲ型粉
图２ 煤矸 石免 烧砖制备 工 艺流程 图
２２ 物 料 含 水 率 对 煤 矸 石 免 烧 砖 强 度 性 能 的 影 ．
蒸汽养护： 升温速度 ２ ℃／， ０ ｌ蒸养后 自 １ 然冷却至
室温。
响 物料含水率是混凝土材料一个非常重要的参数 ， 也是影响制品强度的重要因素之一。物料含水率 的 大小既影响煤矸石免烧砖成型时的密实度， 又影响免 烧砖的强度。本试验主要考察不同物料含水率对煤 矸石免烧砖强 度性能 的影响， 按试验配 比计量 ， 试块 于 １０ ２ ℃下蒸汽养护 １ ｈ结果见 图 ４ ２， 。
于高铁高砂风化型的煤矸石。粒径分布为 ：． １ ０ ５Ｔ Ｉ ２ ＩＴ Ｉ
以 上 占 ｌ． ％，． ～０１７ｉｎ之 间 占 ４． ％， ５ ７ ０２ Ｏ ５ ． ｉ ４ ｌ ｉ ８９ ５ Ｏ ４ ～ ． ５Ｔ ｌ 间 占 ２＿ ％，． ５ ｉ 以 下 占 ． ７ ０ ７ Ｉｆ 之 １ ０ ｌ ４ ８ ００ ｍｌ ３ ７ ｌ
１ ．６％ 。 １９ ．
生产基地， 每年排放出的煤矸石大约在 １０ 万 ｔ ００ ， 其
任意 堆放不 仅 占用了大量 的耕地 ， 而且还对 当地 的土
壤、 水资源、 大气等造成严重 的污染 ， 破坏生态环境 ， 影响矿 区居 民的身体健康。利用煤矸石为主要原料
制备免烧砖 ， 是建设资源节约型、 环境友好型社会的
石免烧砖强度性能的影响， 试块于 １０ ２ ℃下蒸汽养护 １ ｈ结 果见 图 ３ ２ ， 。
剂水化不充分 ， 不利于压制密实， 脱模 时容易破裂， 影 响强度和耐久性， 且成型困难。而物料含水率过高，
压制成型时会 出现溢浆， 不易脱模 ， 并且 自然干燥后 砖上留下很多孔隙， 导致制品强度大幅降低 。 ２ 蒸养温度对煤矸石免烧砖强度性能的影响 温 Ｉ ３ 度的高低是养护制度的一个关键参数， 它影响着制品 的水化程度 ， 从而影响制品的强度性能。本试验固定 蒸养时间为 １ ， ０ 以考察不同蒸养温度对煤矸石免烧 ｈ 砖 强度性 能 的影 响 ， 结果见 图 ５ 。
关键 词
劣质煤矸石 免烧砖 工艺条件 性能
中图分类号 ： Ｕ ２ ． ３ 文献标识码 ： Ｔ ５２ 十 １ Ａ
文章编号： ００８ ９（０ １０－０ ５ ４ １０ －０８２ １）５０３ － ０
Ｅｆ ｃ ｆ ｒ ｃ ｓ ｎ ｉｏ ｓ ｎＰ ｏ ｅ ｔ ｓ ｆ ｈ ｏ ｒＱｕ ｌｙＧａ ｇ ｅ ｓｄＵｎ ｒ ｄＢｒｃ ｆ ｔ ｏ ｅｓ ｅ ｏＰ Ｃｏ ｄｔ ｎ ｒ ｐ ｒｉ ｅＰ ｏ ａｉ ｎ ｕ ｅ ｆ ｅ ｉｋ ｉ ｏ ｅ ｏｔ ｔ Ｂａ ｉ
Ｔ ｅ ｅ ｏｍａｃ ｄｘ ｓ ｒ ｏｆｒ ｔ ｔ ｅ ｅｕｒｍｅｔ ｏ Ｊ ／４ ２９ （６ ＭＵ１ ｔ ｄｒ． ｈ ｒ ｒ ｎ ｅｉ ｅ ｅ ｅ ｉ ｃｎｏｍｉ ｗｉ ｔ ｑ ｉ ｎｓ ｆ ＣＴ ２ — １ ） ｐｆ ｎ ｗｅ ｎ ｙ ｈｈ ｒ ｅ ９ ５ｓ ｎ ａｄ ａ
强度测试在水泥压力试验机上进行， 上下覆盖钢
板， 加荷速 度为 ２ ｓ ．ｋ 。 ４ Ｎ／ 制 品的各项 性能指 标参 照 Ｊ／４２９（６ 非烧 ＣＴ ２—１９）
结普通黏土砖 标准进行测试。从待测样 品中截取 部分试样 ， 研磨并过 １０目筛 ， Ａ Ｌ ９０ Ｐ ０ 用 Ｒ ９０Ｘ ＋型 ｘ 射线荧 光光谱仪 （ Ｒ ） Ｘ Ｆ 进行成分分析； Ｄ 一 ０ 用 Ｘ２ ０ ５ 型 ｘ射线多晶衍射仪 （ Ⅺ ） 进行物相分析 ； 从断裂 样 品表面截取新鲜断面 ， 经喷碳处理后在 日本 Ｊ 一 ＭＳ ５０Ｌ ６０Ｖ型扫描 电 （ Ｍ 下观察样品的显微结构 。 镜 Ｓ ） Ｅ
度 控制在 １０目比较适宜 。 ４
８ 并外掺激发剂 ０ ５ ％， ． ％作为胶结料。 ０ 称取煤矸石、 矿 渣 、 泥混 合均匀 ， 后添加 激发剂 、 水 然 适量 水搅 拌均 匀， 在一定的压力下压制成试块 ， 试块尺寸 １０ ｍＸ ０ｍ
１０ ｌ ｘ１０ ｌ ０ ｎｌ ０ ｍｉ 。工艺 流程见 图 ２ ＿ － ｎ ｌ 。
ｓ ｏ ｄｔ ａ ｈ ｅ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏ ｉｏ ｓｏ ｎ ｒ ｄｂ ｉｋ ｗｅｅ １ ｏ ｒ ｔａ ｃ ｒｎ ｔ１ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔｅｂ ｓ ｏ ｅｓｃ ｎｄｔ ｎ ｆｕ ｆ ｅ ｒｃ ｒ ４ｈ ｕ ｓｓｅ ｍ ｕｉ ｇａ ２０℃ ａ ４ ｓ ｎ ｎ ｓ ｆｓａ ． ３％ ｍｏ ｓｕ ｅｃ ｎｅ ｔ ｐ ｉ ｉ ｎｄ １ ０ｍｅ ｈｆ ｅ ｅ ｓｏ ｌｇ ２ ｉ ｉｔ ｒ ｏ ｔｎ．
Ｗ ｕ Ｈｏ ｇ‘ Ｇｕ ａ ｇ ｉ ｇ Ｗ ｕ Ｓ ａ ｎ ｏ Ｇｕ ｎ ｙ ｎ ｈ
（ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎ ｎ ｈ ｍｉＭ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｉｐｎｈ ｉ ｒ ｌ ｏｌ ｅ Ｌｕ ａｓｕ， ｕｚ ｏ ５ ３ ０ ； Ｇｕｚｏ ｈ ｉ ｅ ｇＣ ａ １ ｐｒ ｍｅ ｔ Ｅ ｖｒ ｍｅｔ ｄＣ ｅ ｃ ｎｉｅｒ ｇ Ｌｕ ａｓｕ ｍａ ｌ ｇ ， ｉｐｎｈ ｉＧ ｉｈ ｕ ５ ０ ４ ２ ｏ ｏ ａ ｉ Ｎｏ Ｃ ｅ ｉ ｕＳ ｕｃ ｎ ｏ ｌ ｈ ｈ ＭｉｉｇＧ ｏ ｐＣ ．Ｔ Ｌｕ ￣ ｓｕ， ｕｚｏ ５ ３ ０ ） ｎｎ ｒｕ ｏ Ｌ Ｄ， ｉｐ ｈ ｉＧ ｉ ｕ ５ ０ ６ ｈ
物组成为石英、 黄铁矿、 高岭石、 伊利石等 ， 该矿样属
２ ） ０
收 稿 日期 ：２ １—７０ ０ １ —６ ０
基金 项 目：贵州省教 育厅 自然科 学基金 （ 黔教 科［０ ９ ０ ５ ）； ２ ０ １９ ￣ 六盘水 师范学院科研 资助项 目 （ Ｐ Ｓ ２ ０ ０ ）。 Ｌ ＳＹ ０９８
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｕ ｌ ｙ ｇ ｇ ｅ ｕ ｒ ｄ ｂ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓｃ ｎ ｉ ｏ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｒｑ ａ ｉ ａ ｕ ｎ ｅ ｒ ｋ ｔ ｎ ｉ ｆ ｉ ｒ ｃ ｓ ｏ ｄ ｔ ｎｓ ｒ ｐ ｒｉｓ ｉ
六盘水矿区位于贵州省西部， 是我国较大的煤炭
重要举措 【 Ｊ Ｊ 。
矿渣 ： 自首钢水城钢铁 （ 取 集团） 有限责任公司 水淬粒化高炉矿渣， 其化学成分见表 １ 。 生石灰 ： 市售工业级 ， 有效 Ｃ Ｏ质量分数 ８ ％。 ａ ２ 水泥 ： ０ ２ ， Ｒ ４ ． 市售。 ５ 激发剂：由市售化工原料 Ｃ Ｏ Ｎ ￣Ｏ 按质量 ａ、 ａ Ｓ
图３ 矿渣 细度对煤矸 石免烧 砖 强度 性能 的影 响
由图 ３ 以看出， 可 随着矿渣细度的增大， 煤矸石 免烧砖的抗压强度曲线呈增大趋势， 抗折强度曲线先 增大后减小。这是由于矿渣颗粒尺寸越小， 反应体系 的比表面积越大， 反应界面和扩散截面也相应增加 ， 同时按威尔表面说 ［ 随着颗粒尺寸的减小， ２ ， 键强分
由图４ 以看出， 可 在物料含水率为 ２ ％ 时， ３ 煤矸 石免烧砖的抗压强度和抗折强度都达到最高， 分别为 １．ＭＰ 和 ３１ ａ ５ ａ ８ ．ＭＰ。因此确定物料含水量为 ２ ％。 ３ 物料含水率具有一个最佳值 ， 含水率过低会造成 固化
碎机中粉碎至通过不同孔径 的分析筛备用。每次试 验将物料全部过 同一粒径的分析筛， 筛余料粉碎后再 过筛 ， 直至筛余量为零 。以考察不同矿渣细度对煤矸
摘 要 以六盘水矿区劣质的高铁高砂煤矸石为主要原料制备煤矸石免烧砖。分析矿渣细度、 物料含水率、 蒸养温度、 蒸养时间对劣质煤矸
石免烧砖 强度性能的影响。结果表明， 控制矿渣细度 为 １ ４ ０日， 物料含水率为 ２ ％， ３ 蒸养温度为 １０ 蒸养时间为 １ ｈ的工艺条件 下制备的煤矸 ２￣ Ｃ， ４ 石免烧砖 ， 其各项性能满足 Ｊ ／４２９（６ 《 ＣＴ ２—１ ） 非烧结普通黏土砖》 １ 标准要 求。 ９ ＭＵ ５
ｉ ｅ ｓ ｆｓａ ｍ ｉｔ ｒ ｏ ｔ ｎ ，ｃ ｒｎ ｅ ｅ ａ ｕ ｅａ ｄ ｃ ｉ ｇ ｔ ｆｎ ｎｅ ｓｏ ｌｇ， ｏ ｓｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｕ ｉ ｇ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｕｒｎ ｉ ｎ ｔ ｅｓｒ ｎ ｔ ｒ ｐｅ ｔ ｓｏ ｅ ｇ ｎｇ ｎ ｒ ｄ ｂ ｉｋ ｗｅ ｅａ ａｙ ｅ ． ｈｅｒ ｓ ｔ ｍｅ ｏ ｔｅ ｇ ｈ ｐ ｏ ｒｉ ｆｔ ａ ｕｅｕ ｆ ｅ ｒｃ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ Ｔ ｅ ｕｌ ｈ ｅ ｈ ｉ ｓ
比 ４： 进行 配制 。 ｌ
表 １ 煤矸 石与矿渣 的化学成分 （ ） ｗ
化学成分 ＳＯ Ａｌ Ｆ ２ Ｍｇ ｉ２ ２ Ｏ３ ｅ ０３ Ｏ Ｃ Ｏ ａ ＴＯ ｉ２
煤矸 石 ４ ． ２ ．１ １．１ ２９ ２６ ９ Ｏ ４ ９ ３ ． ０
矿 渣 ４ ．－ ２ ．９ 】 ．４ ５４ ２５ ０３ ２．６ ４ ２
制备煤矸石免烧砖工艺条件的不 同， 将导致水化 反应速率、 水化产物数量、 微观形貌等产生一系列 的 差异， 直接影响到制 品的强度， 从而影响制 品的使用 范围。为了获得强度性能优异、 耐久性能良好的煤矸
石 免烧砖 ， 本实验 以六盘 水矿 区劣质高铁 高砂煤 矸石
Ｓ Ｏ３
１９ ． ０
．
图１ 煤矸石试 样的ｘ 图谱 Ｉ
１ 试验方法 根据前期的试验， － ２ 确定试验配比为
３ ５．
第３卷第５ ４ 期
非 金 属 矿
２ １年９ ０１ 月
煤 矸石 ７ ％ 顺 量分数）矿渣 １ ％、 泥 ８ 生石灰 ２ 、 ２ 水 ％、
布 曲线变平， 弱键比例增加 ， 使反应和扩散能力增强， 故而物料水化反应速率增大 ， 有利于煤矸石免烧砖中 水硬性水化产物大量生成 ， 从而提高制品的强度。因 此要获得较理 想的强度， 矿渣必须达到一定细度， 但 过度细磨 ， 电耗将成倍增加 ， 而试块的强度增加有限。 从图３ 可见， 矿渣细度达到 １０目以后， ４ 抗压强度增 加呈平缓趋势 ， 抗折强度在 １０ １０目出现极大值后 ４￣ ６ 接着呈减小趋势， 因此矿渣细度也不宜过细。矿渣细
非 金 属 矿
Ｎ ｏ — ｅ Βιβλιοθήκη Baidu ｌｃ Ｍ ｉ ｅ ｎ Ｍ ｔ ｌｉ ｎ ｓ
工艺条件对劣质煤矸石免烧砖性能的影响
吴 红 郭光颖 吴 莎。
（ 六盘水师范学院环境与化工系， 贵州 六盘水 ５ ３０ ； 贵州水城矿业集 团有限责任公司 ，贵州 六盘水 ５ ３０ ） １ ５０ ４ ２ ５０ ４
Ａｂｔａ ｔ ｈ ｏ ｒ ｕ ｌｙｇｎ ｕ ｔ ｉ ｉ ｎａ ｄｓｉａｃｎｅ ｔ ｓａｅ ｓ ｉ ｗ ｍａｅｉｌｏｐｅａｅｕｆ ｅ ｒ ｋ Ｔ ｅｉｆ ｅ ｃ ｆｈ ｓｒｃ Ｔ ｅｐ ｏ ａｔ ａｇ ｅｗｉ ｈ曲 ｒ ｎ ｌ ｔｎ ｋ ｎａ ｎｒ ｔｒ ｒｐ ｒ ｎｉ ｄｂ ｃ ． ｈ ｌ ｎｅｏ ｅ ｑ ｉ ｈ ｏ ｉｃ ｏ ｗａ ｔ ｍａ ａ ａｔ ｒ ｉ ｎｕ ｔ
０１ ．８
为主要原料制备煤矸石免烧砖 ， 旨在探索适合于生产 煤矸石免烧砖 的工艺条件。
１ 实验 部分 １ 原材料 ． １
１３ ． ９
１５ ．０
５１ ．５
５３ －】
煤矸石： 自六盘水矿 区某煤矿 ， 取 其化学成分见 表 １ Ｘ Ｄ分析见图 １ ，Ｒ 。从表 １ 图 １ 和 可知 ， 主要矿
２ 结 果与讨论
物 料 含 水 翠／％
２１ 矿 渣细度 对煤矸 石免 烧砖 强度性 能 的影响 ．
物
图４ 物料 含水 率对煤矸石 免烧砖 强度性 能的影响
料水化反应速率直接影响煤矸石免烧砖 的强度性能， 而反应物颗粒尺寸大小是影响反应速率 的主要 因素 之一。本试验通过控制矿渣细度来提高材料 的活性 和反应面积。按试验配 比计量 ， 将矿渣在 Ｇ 一 Ｊ Ⅲ型粉
图２ 煤矸 石免 烧砖制备 工 艺流程 图
２２ 物 料 含 水 率 对 煤 矸 石 免 烧 砖 强 度 性 能 的 影 ．
蒸汽养护： 升温速度 ２ ℃／， ０ ｌ蒸养后 自 １ 然冷却至
室温。
响 物料含水率是混凝土材料一个非常重要的参数 ， 也是影响制品强度的重要因素之一。物料含水率 的 大小既影响煤矸石免烧砖成型时的密实度， 又影响免 烧砖的强度。本试验主要考察不同物料含水率对煤 矸石免烧砖强 度性能 的影响， 按试验配 比计量 ， 试块 于 １０ ２ ℃下蒸汽养护 １ ｈ结果见 图 ４ ２， 。
于高铁高砂风化型的煤矸石。粒径分布为 ：． １ ０ ５Ｔ Ｉ ２ ＩＴ Ｉ
以 上 占 ｌ． ％，． ～０１７ｉｎ之 间 占 ４． ％， ５ ７ ０２ Ｏ ５ ． ｉ ４ ｌ ｉ ８９ ５ Ｏ ４ ～ ． ５Ｔ ｌ 间 占 ２＿ ％，． ５ ｉ 以 下 占 ． ７ ０ ７ Ｉｆ 之 １ ０ ｌ ４ ８ ００ ｍｌ ３ ７ ｌ
１ ．６％ 。 １９ ．
生产基地， 每年排放出的煤矸石大约在 １０ 万 ｔ ００ ， 其
任意 堆放不 仅 占用了大量 的耕地 ， 而且还对 当地 的土
壤、 水资源、 大气等造成严重 的污染 ， 破坏生态环境 ， 影响矿 区居 民的身体健康。利用煤矸石为主要原料
制备免烧砖 ， 是建设资源节约型、 环境友好型社会的
石免烧砖强度性能的影响， 试块于 １０ ２ ℃下蒸汽养护 １ ｈ结 果见 图 ３ ２ ， 。
剂水化不充分 ， 不利于压制密实， 脱模 时容易破裂， 影 响强度和耐久性， 且成型困难。而物料含水率过高，
压制成型时会 出现溢浆， 不易脱模 ， 并且 自然干燥后 砖上留下很多孔隙， 导致制品强度大幅降低 。 ２ 蒸养温度对煤矸石免烧砖强度性能的影响 温 Ｉ ３ 度的高低是养护制度的一个关键参数， 它影响着制品 的水化程度 ， 从而影响制品的强度性能。本试验固定 蒸养时间为 １ ， ０ 以考察不同蒸养温度对煤矸石免烧 ｈ 砖 强度性 能 的影 响 ， 结果见 图 ５ 。
关键 词
劣质煤矸石 免烧砖 工艺条件 性能
中图分类号 ： Ｕ ２ ． ３ 文献标识码 ： Ｔ ５２ 十 １ Ａ
文章编号： ００８ ９（０ １０－０ ５ ４ １０ －０８２ １）５０３ － ０
Ｅｆ ｃ ｆ ｒ ｃ ｓ ｎ ｉｏ ｓ ｎＰ ｏ ｅ ｔ ｓ ｆ ｈ ｏ ｒＱｕ ｌｙＧａ ｇ ｅ ｓｄＵｎ ｒ ｄＢｒｃ ｆ ｔ ｏ ｅｓ ｅ ｏＰ Ｃｏ ｄｔ ｎ ｒ ｐ ｒｉ ｅＰ ｏ ａｉ ｎ ｕ ｅ ｆ ｅ ｉｋ ｉ ｏ ｅ ｏｔ ｔ Ｂａ ｉ
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强度测试在水泥压力试验机上进行， 上下覆盖钢
板， 加荷速 度为 ２ ｓ ．ｋ 。 ４ Ｎ／ 制 品的各项 性能指 标参 照 Ｊ／４２９（６ 非烧 ＣＴ ２—１９）
结普通黏土砖 标准进行测试。从待测样 品中截取 部分试样 ， 研磨并过 １０目筛 ， Ａ Ｌ ９０ Ｐ ０ 用 Ｒ ９０Ｘ ＋型 ｘ 射线荧 光光谱仪 （ Ｒ ） Ｘ Ｆ 进行成分分析； Ｄ 一 ０ 用 Ｘ２ ０ ５ 型 ｘ射线多晶衍射仪 （ Ⅺ ） 进行物相分析 ； 从断裂 样 品表面截取新鲜断面 ， 经喷碳处理后在 日本 Ｊ 一 ＭＳ ５０Ｌ ６０Ｖ型扫描 电 （ Ｍ 下观察样品的显微结构 。 镜 Ｓ ） Ｅ
度 控制在 １０目比较适宜 。 ４
８ 并外掺激发剂 ０ ５ ％， ． ％作为胶结料。 ０ 称取煤矸石、 矿 渣 、 泥混 合均匀 ， 后添加 激发剂 、 水 然 适量 水搅 拌均 匀， 在一定的压力下压制成试块 ， 试块尺寸 １０ ｍＸ ０ｍ
１０ ｌ ｘ１０ ｌ ０ ｎｌ ０ ｍｉ 。工艺 流程见 图 ２ ＿ － ｎ ｌ 。
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物组成为石英、 黄铁矿、 高岭石、 伊利石等 ， 该矿样属
２ ） ０
收 稿 日期 ：２ １—７０ ０ １ —６ ０
基金 项 目：贵州省教 育厅 自然科 学基金 （ 黔教 科［０ ９ ０ ５ ）； ２ ０ １９ ￣ 六盘水 师范学院科研 资助项 目 （ Ｐ Ｓ ２ ０ ０ ）。 Ｌ ＳＹ ０９８
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｕ ｌ ｙ ｇ ｇ ｅ ｕ ｒ ｄ ｂ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓｃ ｎ ｉ ｏ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｒｑ ａ ｉ ａ ｕ ｎ ｅ ｒ ｋ ｔ ｎ ｉ ｆ ｉ ｒ ｃ ｓ ｏ ｄ ｔ ｎｓ ｒ ｐ ｒｉｓ ｉ
六盘水矿区位于贵州省西部， 是我国较大的煤炭
重要举措 【 Ｊ Ｊ 。
矿渣 ： 自首钢水城钢铁 （ 取 集团） 有限责任公司 水淬粒化高炉矿渣， 其化学成分见表 １ 。 生石灰 ： 市售工业级 ， 有效 Ｃ Ｏ质量分数 ８ ％。 ａ ２ 水泥 ： ０ ２ ， Ｒ ４ ． 市售。 ５ 激发剂：由市售化工原料 Ｃ Ｏ Ｎ ￣Ｏ 按质量 ａ、 ａ Ｓ
图３ 矿渣 细度对煤矸 石免烧 砖 强度 性能 的影 响
由图 ３ 以看出， 可 随着矿渣细度的增大， 煤矸石 免烧砖的抗压强度曲线呈增大趋势， 抗折强度曲线先 增大后减小。这是由于矿渣颗粒尺寸越小， 反应体系 的比表面积越大， 反应界面和扩散截面也相应增加 ， 同时按威尔表面说 ［ 随着颗粒尺寸的减小， ２ ， 键强分
由图４ 以看出， 可 在物料含水率为 ２ ％ 时， ３ 煤矸 石免烧砖的抗压强度和抗折强度都达到最高， 分别为 １．ＭＰ 和 ３１ ａ ５ ａ ８ ．ＭＰ。因此确定物料含水量为 ２ ％。 ３ 物料含水率具有一个最佳值 ， 含水率过低会造成 固化
碎机中粉碎至通过不同孔径 的分析筛备用。每次试 验将物料全部过 同一粒径的分析筛， 筛余料粉碎后再 过筛 ， 直至筛余量为零 。以考察不同矿渣细度对煤矸
摘 要 以六盘水矿区劣质的高铁高砂煤矸石为主要原料制备煤矸石免烧砖。分析矿渣细度、 物料含水率、 蒸养温度、 蒸养时间对劣质煤矸
石免烧砖 强度性能的影响。结果表明， 控制矿渣细度 为 １ ４ ０日， 物料含水率为 ２ ％， ３ 蒸养温度为 １０ 蒸养时间为 １ ｈ的工艺条件 下制备的煤矸 ２￣ Ｃ， ４ 石免烧砖 ， 其各项性能满足 Ｊ ／４２９（６ 《 ＣＴ ２—１ ） 非烧结普通黏土砖》 １ 标准要 求。 ９ ＭＵ ５
ｉ ｅ ｓ ｆｓａ ｍ ｉｔ ｒ ｏ ｔ ｎ ，ｃ ｒｎ ｅ ｅ ａ ｕ ｅａ ｄ ｃ ｉ ｇ ｔ ｆｎ ｎｅ ｓｏ ｌｇ， ｏ ｓｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｕ ｉ ｇ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｕｒｎ ｉ ｎ ｔ ｅｓｒ ｎ ｔ ｒ ｐｅ ｔ ｓｏ ｅ ｇ ｎｇ ｎ ｒ ｄ ｂ ｉｋ ｗｅ ｅａ ａｙ ｅ ． ｈｅｒ ｓ ｔ ｍｅ ｏ ｔｅ ｇ ｈ ｐ ｏ ｒｉ ｆｔ ａ ｕｅｕ ｆ ｅ ｒｃ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ Ｔ ｅ ｕｌ ｈ ｅ ｈ ｉ ｓ
比 ４： 进行 配制 。 ｌ
表 １ 煤矸 石与矿渣 的化学成分 （ ） ｗ
化学成分 ＳＯ Ａｌ Ｆ ２ Ｍｇ ｉ２ ２ Ｏ３ ｅ ０３ Ｏ Ｃ Ｏ ａ ＴＯ ｉ２
煤矸 石 ４ ． ２ ．１ １．１ ２９ ２６ ９ Ｏ ４ ９ ３ ． ０
矿 渣 ４ ．－ ２ ．９ 】 ．４ ５４ ２５ ０３ ２．６ ４ ２
制备煤矸石免烧砖工艺条件的不 同， 将导致水化 反应速率、 水化产物数量、 微观形貌等产生一系列 的 差异， 直接影响到制 品的强度， 从而影响制 品的使用 范围。为了获得强度性能优异、 耐久性能良好的煤矸
石 免烧砖 ， 本实验 以六盘 水矿 区劣质高铁 高砂煤 矸石
Ｓ Ｏ３
１９ ． ０
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图１ 煤矸石试 样的ｘ 图谱 Ｉ
１ 试验方法 根据前期的试验， － ２ 确定试验配比为
３ ５．
第３卷第５ ４ 期
非 金 属 矿
２ １年９ ０１ 月
煤 矸石 ７ ％ 顺 量分数）矿渣 １ ％、 泥 ８ 生石灰 ２ 、 ２ 水 ％、
布 曲线变平， 弱键比例增加 ， 使反应和扩散能力增强， 故而物料水化反应速率增大 ， 有利于煤矸石免烧砖中 水硬性水化产物大量生成 ， 从而提高制品的强度。因 此要获得较理 想的强度， 矿渣必须达到一定细度， 但 过度细磨 ， 电耗将成倍增加 ， 而试块的强度增加有限。 从图３ 可见， 矿渣细度达到 １０目以后， ４ 抗压强度增 加呈平缓趋势 ， 抗折强度在 １０ １０目出现极大值后 ４￣ ６ 接着呈减小趋势， 因此矿渣细度也不宜过细。矿渣细