蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)配套技術(shù)研究

蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)配套技術(shù)研究

巖渣主要來源于聚氯乙烯（pvc）、乙醇、聚乙烯醇等原料的生產(chǎn)。據(jù)推測，中國每年處理數(shù)百萬噸電石渣，不僅占用了大量土地，而且污染嚴(yán)重。長期以來,對電石渣的處置一直困擾著氯堿行業(yè),成為環(huán)保治理的重點難題。電石渣中含有90%左右的氧化鈣和少量的硅、鐵、鋁、鎂等,是一種高鈣工業(yè)廢棄物,根據(jù)化學(xué)分析和礦物分析,表明電石渣可取代生石灰生產(chǎn)蒸壓粉煤灰磚,具有保護(hù)耕地,節(jié)約能源,利用廢渣,治理環(huán)境污染等重大社會效益。1原材料1碳灰粉粉煤灰的細(xì)度為0.08mm方孔篩篩余5%,其主要化學(xué)成分見表1。2粉煤灰磚的生產(chǎn)電石渣中有效CaO含量65.01%,MgO含量0.13%,滿足粉煤灰磚的生產(chǎn)要求;工業(yè)生產(chǎn)中選用活性氧化鈣含量高、氧化鎂含量低、含水率適中的電石渣,用量8%～16%(干燥基)。3石膏石膏中SO3含量35.42%;石膏用量一般控制在1%～2%。4骨料使用的骨料為中細(xì)砂,實際生產(chǎn)中還可以使用碎石、爐渣等。2結(jié)果與討論2.1其他性能的影響該實驗用電石渣等量取代生石灰,主要研究不同電石渣、粉煤灰及骨料摻量條件下,對制品的力學(xué)性能、抗碳化性能以及抗凍性能等各性能的影響。采用如下工藝參數(shù):水固比0.12;成型壓力25MPa;荷載靜停時間40s、坯體靜停時間24h;預(yù)養(yǎng)溫度60℃、一定濕度下預(yù)養(yǎng)12h;送入蒸壓釜后2h內(nèi)升壓到1.2MPa、升溫到191℃,蒸壓養(yǎng)護(hù)8h;最后自然降壓降溫。出釜1d后進(jìn)行各項性能檢測,檢測方法參照文獻(xiàn)。2.2粉煤灰摻量對混凝土力學(xué)性能的影響所設(shè)計的配方及其制品的物理力學(xué)性能、干燥收縮和抗碳化性能實驗數(shù)據(jù)如表2所示。由表2可知:1)粉煤灰摻量及其它條件一定時,電石渣摻量增加,抗壓強(qiáng)度明顯提高,尤其是3#試樣,其抗壓強(qiáng)度值為23.14MPa,達(dá)到了承重墻體MU20強(qiáng)度等級力學(xué)性能指標(biāo),這是因為電石渣在此體系中不僅作為膠凝材料還起一定的激發(fā)作用,其主要成分Ca(OH)2可以激發(fā)粉煤灰的活性。2)對于1#～5#試樣,粉煤灰摻量及其他條件一定時,盡管隨著電石渣摻量增加強(qiáng)度明顯提高,但是相應(yīng)的抗碳化能力降低,同時收縮性能明顯增大,使磚的耐久性大大降低。3)對比6#、7#、8#、9#結(jié)果表明,當(dāng)中細(xì)砂的摻量為38%時,其力學(xué)性能滿足MU20強(qiáng)度等級的要求,當(dāng)摻量降低時,其力學(xué)強(qiáng)度下降明顯,因此在MU20強(qiáng)度等級體系中中細(xì)砂摻量在30%～40%為宜,綜合考慮宜選用6#配比。4)砂對干燥收縮的影響非常明顯,隨著中細(xì)砂摻量從32%上升到36%,干燥收縮降低34%。這是由于砂與電石渣中的Ca(OH)2作用生成水硬性膠凝物質(zhì),同時它也作為骨料填充在坯體中間,也由于鈣礬石的體積膨脹,使得制品的干燥收縮明顯降低。另外砂中的部分組分可與鋁酸鹽反應(yīng)生成鈣礬石(AFt),同時加速C-S-H系統(tǒng)的水熱反應(yīng),促進(jìn)結(jié)晶度低的水化硅酸鈣向結(jié)晶度高的水化硅酸鈣晶體轉(zhuǎn)化,使制品強(qiáng)度提高。5)粉煤灰磚在物理力學(xué)性能滿足設(shè)計要求的同時,其工業(yè)廢渣利用率可以達(dá)到85%以上,而且干燥收縮性能、抗碳化性能都滿足文獻(xiàn)中一等品的相關(guān)規(guī)定:干燥收縮值≤0.65mm/m、碳化系數(shù)Kc≥0.8。2.3抗凍實驗結(jié)果對MU20、MU10強(qiáng)度等級的粉煤灰磚(以3#、4#、6#為例)進(jìn)行抗凍實驗,結(jié)果見表3。由表3可看出,粉煤灰磚的抗凍性能滿足文獻(xiàn)中的凍融指標(biāo),達(dá)到一等品標(biāo)準(zhǔn)要求,其中6#為MU20強(qiáng)度等級配方。3水化產(chǎn)物-s-h相6#試樣的XRD圖譜分析見圖1。6#試樣的SEM分析見圖2和圖3。圖2介紹了形成的網(wǎng)絡(luò)狀的C-S-H相,該種鋁相的水化產(chǎn)物能快速形成晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使膠凝材料快速凝結(jié)并表現(xiàn)出一定的強(qiáng)度;但是由于石膏和CH相的存在,鋁相礦物成分將會在和石膏、CH同時存在下,反應(yīng)生成層柱狀鈣礬石相,同時在蒸壓條件下,生成水化硫鋁酸鈣、水石榴石等,見圖3,它是蒸壓粉煤灰磚強(qiáng)度和耐久性的主要來源。4蒸壓粉煤灰磚的利用a.有效CaO含量超過65%的電石渣可等量取代生石灰生產(chǎn)高強(qiáng)、高質(zhì)量的粉煤灰磚,具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。b.隨著電石渣摻量的增加,粉煤灰磚的強(qiáng)度明顯增大,摻量在8%～12%范圍之內(nèi),可生產(chǎn)MU10～MU20強(qiáng)度等級的蒸壓粉煤灰磚,摻量在12%～16%范圍時,