I denne artikkelen brukes den strippede stålslaggen av avfallsmagnesia-aluminiumoksydspinellstein og avfallsmagnesia-aluminiumoksydspinell som de viktigste råvarene, og sement brukes til å fremstille uforbrente murstein. For å oppnå optimaliserte prosessparametere kan den gi teknisk referanse for den generelle utnyttelsen av ildfaste materialer etter bruk.
test
1.1 Råvarer
Strippet stålslagg og avfallsmagnesia-aluminiumspinell oppnås etter å ha blitt strippet, kuttet og sortert med verktøy som hammere og skjæremaskiner.
(1) Avisolering av stålslagg: Etter knusing, kulefresing og sikting oppnås tre forskjellige spesifikasjoner på 0-1, 1-3 og 3-5mm. Fordi de 1-3mm og 3-5mm strippede stålslaggråmaterialene kan fungere som skjelettkomponenten i den uforbrente mursteinen og spille en støttende rolle, forbedre styrken til den uforbrente mursteinen og redusere kostnadene ved å lage murstein , så naturlig sand legges ikke til forholdet. Den kjemiske sammensetningen av det strippede stålslagget er vist i tabell 1. Det kan ses at råvarene til det strippede stålslagget er stålslagg med høy jern- (Fe2O3) og høy sandtype (SiO2), og hovedfasene i strippet stålslagg er dikalsiumsilikatfase og fri kalsiumoksidfase; Den lagdelte strukturen er porøs og ikke tett, lik mikrostrukturen til leire, så den kan erstatte leire for å produsere ikke-brennende murstein. EDS-analysen viser at hovedelementene i det eksfolierede stålslagget er Si, Mg, Al, Ca, Fe og så videre.
(2) Magnesia-aluminiumspinellavfall: pass gjennom en 45-nettsikt etter kulefresing for å sikre at partikkelstørrelsen på råmaterialet til prøven er mindre enn 0,5 nm. Hovedkomponentene i avfallsmagnesia-aluminiumspinell er Al2O3 og MgO; etter analyse kan det konkluderes med at hovedfasene av avfallsmagnesia-aluminiumspinell er periklasefase og magnesia-aluminiumspinellfase; det kan observeres at avfall magnesium-aluminium spinell Stone er en lagdelt struktur. Gjennom EDS energispektrumanalyse kan man se at hovedelementene i magnesia-aluminiumoksyd spinell er Al, Mg, Si, etc., og det er mange aluminiumselementer som kan gi den nødvendige styrken til uforbrente murstein.
(3) Sement: P·O42.5, ytelsen oppfyller kravene i GB175-2007 "General Portland Cement". Sement brukes som en sementholdig komponent og aktivator i uforbrente murstein.
1.2 Prøveforberedelse
Denne testprøven er utarbeidet ved hjelp av prosessene batching, blanding, støping og herding. Batchbetingelsene er: strippet stålslagg er 60 prosent, 70 prosent (delt i tre spesifikasjoner av 0-1, 1-3, 3-5mm), avfallsmagnesia-aluminiumspinell er 20 prosent, 30 prosent , sement og vann er henholdsvis fastsatt til 10 prosent , 2 prosent . Materialet blandes ved først tørrblanding i 2 minutter, og deretter tilsetning av vann og våtblanding i 2 minutter. Etter at råvarene er jevnt blandet, blir støpeprosessen tatt i bruk. Diameteren på formen er 20 mm og formtrykket er 15 MPa. Etter fjerning av formen ble prøvene herdet ved romtemperatur og trykk i 28 dager, og vann sprayet hver 3. dag for å forhindre at prøvene sprakk, for å oppnå uforbrente teglprøver. I støpeprosessen ble trykket på 10MPa brukt til støping først, og det ble funnet at prøven ikke var fullstendig dannet, og pulveret falt av. Og gjennom sammenligning er det funnet at trykkstyrken til prøvene dannet under trykket på 15 MPa er høyere enn for prøvene dannet under trykket på 10 MPa.
1.3 Strukturell karakterisering og ytelsestesting
(1) Ved å bruke D/max-rA-modellen røntgendiffraktometer fra Rigaku Company of Japan, ble faseanalysen av råmaterialene til stålslagg og magnesia-aluminiumoksydspinell og de uforbrente mursteinene etter forming og herding utført.
(2) S-3000N skanningselektronmikroskopet i Hitachi, Japan ble brukt til å karakterisere morfologien, strukturen, formen og distribusjonen til ubrente murstein.
(3) Ved å bruke en elektronisk universell testmaskin (CTM4304, China MTS Company), ble trykk- og bøyestyrketestene av de uforbrente mursteinsprøvene utført.
Resultater og analyse
2.1 Bulkdensitet og vannabsorpsjon av uforbrente murstein
(1) Bulkdensiteten til uforbrente murstein viser en generell økende trend med økningen av strippet stålslagginnhold og reduksjonen av magnesia-aluminiumoksydspinellinnholdet. Når graderingen av de skrellede stålslaggpartiklene er 0-1mm25 prosent, 1-3mm25 prosent og 3-5mm20 prosent, er bulktettheten til den uforbrente mursteinen størst , som er 2863 kg/m3. Årsaken kan være at innholdet av eksfoliert stålslagg i prøven øker, og tettheten til eksfoliert stålslagg er høyere enn for avfallsmagnesia-aluminiumoksydspinell, noe som fører til økning av den totale bulktettheten til uforbrente murstein. (2) Når partikkelgraderingen til det avskallede stålslagget er 0~1 mm15 prosent, 1~3mm15 prosent, 3~5mm30 prosent, er vannabsorpsjonshastigheten til den uforbrente mursteinen den minste, som er 6,07 prosent, og årsaken kan være 30 prosent avfall magnesia-aluminium spinell. Pulveret og 0-1 mm eksfoliert stålslagg fylte hulrommene i skjelettet til den uforbrente mursteinen, noe som resulterte i en reduksjon i vannabsorpsjonen til prøven. Og vannabsorpsjonen til prøvene er alle i tråd med kravene til vannabsorpsjon mindre enn 18 prosent i JC/T422-2007 "Non-sintered Garbage Tailings Bricks"-standarden.
2.2 Dimensjonsavvik for ubrent murstein
Siden de aktive komponentene som C2S, C3S og kalsiumjern(III)aluminat i det avskallede stålslagget er gelatinøse, kan en aktivator som kan stimulere aktiviteten til sementen genereres under hydratiseringsprosessen, og den aktiverte sementen vil føre til volumet av ikke-brennende murstein. Utvidelse, så det har en viss innflytelse på størrelsen på ubrente murstein.
I denne testen er mengden sement som brukes 10 prosent, og de radielle og aksiale dimensjonsendringene til arbeidsstykket er relativt små, og det oppstår ingen sprekker på overflaten. I tråd med JC/T422-2007 "utseende og størrelsesavvik mindre enn 2 mm krav.
for å konkludere
(1) Formingstrykket og forholdet mellom råmaterialer har innflytelse på ytelsen til uforbrente murstein. De optimaliserte parametrene for forberedelsesprosessen oppnådd gjennom forskning er: skrelle stålslagg 0-1mm25 prosent, 1-3mm15 prosent, 3-5mm20 prosent, magnesium-aluminiumspinell 30 prosent, sement 10 prosent, støpetrykk 15 MPa.
(2) I tillegg til det originale magnesiumoksidet og kalsiumsulfatet, genererer den oppnådde uforbrente mursteinen også en ny fase av serpentin. Morfologisk analyse viser at de ikke-brennende mursteinene har en kledning og innlagt struktur, og de fine partiklene av magnesia-alumina spinell er innebygd i det uregelmessige eksfolierede stålslaggskjelettet, som spiller en fyllende rolle og gjør de ikke-brennende mursteinene tette.
(3) I denne testen er den minste vannabsorpsjonshastigheten for de forberedte ikke-brennende mursteinene 6,07 prosent, og den maksimale trykkstyrken er 9,57 MPa, som oppfyller standardkravene til JC/T446-2000 "Concrete Pavement Bricks" ". Denne eksperimentelle studien er av stor betydning for den totale utnyttelsen av ildfaste materialer etter bruk.
