Σε αυτό το έγγραφο, η απογυμνωμένη σκωρία χάλυβα από απόβλητα τούβλα σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας και απόβλητα σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας χρησιμοποιούνται ως κύριες πρώτες ύλες και το τσιμέντο χρησιμοποιείται για την παρασκευή άκαυτων τούβλων. Για τη λήψη βελτιστοποιημένων παραμέτρων διεργασίας, μπορεί να παρέχει τεχνική αναφορά για τη συνολική χρήση πυρίμαχων υλικών μετά τη χρήση.
δοκιμή
1.1 Πρώτες ύλες
Η απογυμνωμένη σκωρία χάλυβα και τα απόβλητα σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου λαμβάνονται μετά από απογύμνωση, κοπή και διαλογή με εργαλεία όπως σφυριά και μηχανές κοπής.
(1) Απογύμνωση σκωρίας χάλυβα: Μετά τη σύνθλιψη, τη σφαιρική άλεση και το κοσκίνισμα, λαμβάνονται τρεις διαφορετικές προδιαγραφές των 0-1, 1-3 και 3-5mm. Επειδή οι πρώτες ύλες σκωρίας απογυμνωμένου χάλυβα 1-3mm και 3-5mm μπορούν να λειτουργήσουν ως σκελετό στο άκαυτο τούβλο και να παίξουν υποστηρικτικό ρόλο, να βελτιώσουν την αντοχή του άκαυτου τούβλου και να μειώσουν το κόστος κατασκευής τούβλων , οπότε η φυσική άμμος δεν προστίθεται στην αναλογία. Η χημική σύσταση της απογυμνωμένης σκωρίας χάλυβα φαίνεται στον Πίνακα 1. Μπορεί να φανεί ότι οι πρώτες ύλες της απογυμνωμένης σκωρίας χάλυβα είναι σκωρίες χάλυβα τύπου υψηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο (Fe2O3) και τύπου υψηλής άμμου (SiO2), και οι κύριες φάσεις της Η απογυμνωμένη σκωρία χάλυβα είναι φάση πυριτικού διασβεστίου και φάση ελεύθερου οξειδίου του ασβεστίου. Η πολυεπίπεδη δομή είναι πορώδης και όχι πυκνή, παρόμοια με τη μικροδομή του πηλού, επομένως μπορεί να αντικαταστήσει τον πηλό για να παράγει τούβλα που δεν καίγονται. Η ανάλυση EDS δείχνει ότι τα κύρια στοιχεία της αποφλοιωμένης σκωρίας χάλυβα είναι Si, Mg, Al, Ca, Fe και ούτω καθεξής.
(2) Απόβλητα σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου: περάστε από 45-πλέγμα κόσκινου μετά την άλεση με σφαιρίδια για να διασφαλίσετε ότι το μέγεθος σωματιδίων της πρώτης ύλης του δείγματος είναι μικρότερο από 0,5 nm. Τα κύρια συστατικά του απόβλητου σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου είναι το Al2O3 και το MgO. Μετά από ανάλυση, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι οι κύριες φάσεις του απόβλητου σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου είναι η φάση περικλάσης και η φάση σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου. μπορεί να παρατηρηθεί ότι η απόβλητη πέτρα σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου είναι μια πολυεπίπεδη δομή. Μέσω της ανάλυσης του ενεργειακού φάσματος EDS, μπορεί να φανεί ότι τα κύρια στοιχεία των απορριμμάτων σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας είναι τα Al, Mg, Si κ.λπ., και υπάρχουν πολλά στοιχεία αλουμινίου, τα οποία μπορούν να παρέχουν την απαραίτητη αντοχή για άκαυστα τούβλα.
(3) Τσιμέντο: P·O42.5, η απόδοση πληροί τις απαιτήσεις της GB175-2007 "General Portland Cement". Το τσιμέντο χρησιμοποιείται ως τσιμεντοειδές συστατικό και ενεργοποιητής σε άκαυστα τούβλα.
1.2 Προετοιμασία δείγματος
Αυτό το δείγμα δοκιμής παρασκευάζεται με τις διαδικασίες παρτίδας, ανάμειξης, χύτευσης και σκλήρυνσης. Οι συνθήκες παρτίδας είναι: η απογυμνωμένη σκωρία χάλυβα είναι 60 τοις εκατό , 70 τοις εκατό (διαιρείται σε τρεις προδιαγραφές των 0-1, 1-3, 3-5mm), τα απόβλητα σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου είναι 20 τοις εκατό , 30 τοις εκατό, το τσιμέντο και το νερό καθορίζονται αντίστοιχα ως 10 τοις εκατό, 2 τοις εκατό. Το υλικό αναμειγνύεται πρώτα με ξηρή ανάμιξη για 2 λεπτά, και στη συνέχεια προσθήκη νερού και υγρή ανάμειξη για 2 λεπτά. Αφού αναμειχθούν ομοιόμορφα οι πρώτες ύλες, υιοθετείται η διαδικασία χύτευσης. Η διάμετρος του καλουπιού είναι 20 mm και η πίεση καλουπώματος είναι 15 MPa. Μετά το ξεκαλούπωμα, τα δείγματα σκληρύνθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου και πίεση για 28 ημέρες και ψεκαζόταν με νερό κάθε 3 ημέρες για να αποτραπεί το ράγισμα των δειγμάτων, έτσι ώστε να ληφθούν δείγματα από τούβλα που δεν είχαν καεί. Στη διαδικασία χύτευσης, η πίεση των 10 MPa χρησιμοποιήθηκε για τη χύτευση πρώτα και διαπιστώθηκε ότι το δείγμα δεν σχηματίστηκε πλήρως και η σκόνη έπεσε. Και μέσω σύγκρισης, διαπιστώνεται ότι η αντοχή σε θλίψη των δειγμάτων που σχηματίζονται υπό πίεση 15 MPa είναι υψηλότερη από αυτή των δειγμάτων που σχηματίζονται υπό πίεση 10 MPa.
1.3 Δομικός χαρακτηρισμός και δοκιμή απόδοσης
(1) Χρησιμοποιώντας το περιθλασίμετρο ακτίνων Χ μοντέλου D/max-rA της εταιρείας Rigaku της Ιαπωνίας, πραγματοποιήθηκε η ανάλυση φάσης των πρώτων υλών από σκωρία χάλυβα και σπινέλιο μαγνησίας-αλουμίνας και των άκαυτων τούβλων μετά το σχηματισμό και τη σκλήρυνση.
(2) Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης S{1}N του Hitachi της Ιαπωνίας χρησιμοποιήθηκε για να χαρακτηρίσει τη μορφολογία, τη δομή, το σχήμα και την κατανομή των άκαυτων τούβλων.
(3) Χρησιμοποιώντας μια ηλεκτρονική μηχανή δοκιμών γενικής χρήσης (CTM4304, China MTS Company), πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές αντοχής σε θλίψη και κάμψη των δειγμάτων άκαυτων τούβλων.
Αποτελέσματα και Ανάλυση
2.1 Μαζική πυκνότητα και απορρόφηση νερού άκαυτων τούβλων
(1) Η χύδην πυκνότητα των άκαυτων τούβλων παρουσιάζει μια συνολική αυξητική τάση με την αύξηση της περιεκτικότητας σε απογυμνωμένη σκωρία χάλυβα και τη μείωση της περιεκτικότητας σε απόβλητα σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας. Όταν η διαβάθμιση των αποφλοιωμένων σωματιδίων σκωρίας χάλυβα είναι 0-1mm25 τοις εκατό , 1-3mm25 τοις εκατό , και 3-5mm20 τοις εκατό , η πυκνότητα όγκου του άκαυτου τούβλου είναι η μεγαλύτερη , που είναι 2863kg/m3. Ο λόγος μπορεί να είναι ότι η περιεκτικότητα του δείγματος σε αποφλοιωμένη σκωρία χάλυβα αυξάνεται και η πυκνότητα της αποφλοιωμένης σκωρίας χάλυβα είναι υψηλότερη από αυτή των απορριμμάτων σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας, γεγονός που οδηγεί στην αύξηση της συνολικής χύδην πυκνότητας των άκαυτων τούβλων. (2) Όταν η διαβάθμιση σωματιδίων της αποφλοιωμένης σκωρίας χάλυβα είναι 0~1mm15 τοις εκατό, 1~3mm15 τοις εκατό, 3~5mm30 τοις εκατό, το ποσοστό απορρόφησης νερού του άκαυτου τούβλου είναι το μικρότερο, το οποίο είναι 6,07 τοις εκατό, και ο λόγος μπορεί να είναι 30 τοις εκατό απόβλητα σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου. Η σκόνη και η αποφλοιωμένη σκωρία χάλυβα 0-1mm γέμισε πλήρως τα κενά στον σκελετό του άκαυτου τούβλου, με αποτέλεσμα τη μείωση της απορρόφησης νερού του δείγματος. Και η απορρόφηση νερού των δειγμάτων είναι όλα σύμφωνη με τις απαιτήσεις της απορρόφησης νερού μικρότερη από 18 τοις εκατό στο πρότυπο JC/T422-2007 "Μη πυροσυσσωματωμένα τούβλα απορριμμάτων σκουπιδιών".
2.2 Απόκλιση διαστάσεων άκαυτων τούβλων
Δεδομένου ότι τα ενεργά συστατικά όπως το C2S, το C3S και το αργιλικό σίδηρο ασβέστιο στην αποφλοιωμένη σκωρία χάλυβα είναι ζελατινώδη, ένας ενεργοποιητής που μπορεί να διεγείρει τη δραστηριότητα του τσιμέντου μπορεί να δημιουργηθεί κατά τη διαδικασία ενυδάτωσης και το ενεργοποιημένο τσιμέντο θα οδηγήσει στον όγκο τούβλα που δεν καίγονται. Επέκταση, επομένως έχει κάποια επίδραση στο μέγεθος των άκαυτων τούβλων.
Σε αυτή τη δοκιμή, η ποσότητα τσιμέντου που χρησιμοποιείται είναι 10 τοις εκατό και οι ακτινικές και αξονικές αλλαγές διαστάσεων του τεμαχίου εργασίας είναι σχετικά μικρές και δεν εμφανίζονται ρωγμές στην επιφάνεια. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις JC/T422-2007 "απόκλισης εμφάνισης και μεγέθους μικρότερη από 2 mm.
Συμπερασματικά
(1) Η πίεση διαμόρφωσης και η αναλογία των πρώτων υλών επηρεάζουν την απόδοση των άκαυτων τούβλων. Οι βελτιστοποιημένες παράμετροι της διαδικασίας προετοιμασίας που προέκυψαν μέσω έρευνας είναι: αποφλοίωση σκωρίας χάλυβα 0-1mm25 τοις εκατό , 1-3mm15 τοις εκατό , 3-5mm20 τοις εκατό , σπινέλιο μαγνησίου-αλουμινίου 30 τοις εκατό , τσιμέντο 10 τοις εκατό , πίεση καλουπώματος 15 MPa.
(2) Εκτός από το αρχικό οξείδιο του μαγνησίου και το θειικό ασβέστιο, το λαμβανόμενο άκαυστο τούβλο δημιουργεί επίσης μια νέα φάση σερπεντίνης. Η μορφολογική ανάλυση δείχνει ότι τα τούβλα που δεν καίγονται έχουν δομή επένδυσης και ένθετη δομή και τα λεπτά σωματίδια σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας είναι ενσωματωμένα στον ακανόνιστο απολεπισμένο σκελετό σκωρίας χάλυβα, ο οποίος παίζει ρόλο πλήρωσης και κάνει τα μη καιόμενα τούβλα πυκνά.
(3) Σε αυτήν τη δοκιμή, ο ελάχιστος ρυθμός απορρόφησης νερού των προετοιμασμένων τούβλων που δεν καίγονται είναι 6,07 τοις εκατό και η μέγιστη αντοχή σε θλίψη είναι 9,57 MPa, που πληροί τις τυπικές απαιτήσεις του JC/T446-2000 "Concrete Pavement Bricks ". Αυτή η πειραματική μελέτη έχει μεγάλη σημασία για τη συνολική χρήση πυρίμαχων υλικών μετά τη χρήση.
