黄河淤泥承重烧结多孔砖的试验研究

黄河淤泥承重烧结多孔砖的试验研究 童丽萍,吴本英 ()郑州大学土木 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 郑州 450002 摘要: 对以黄河淤泥为主要原料掺入适量粉煤灰等外加剂的节能承重烧结多孔砖进行试验研究, 其结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明, 该产 品容重低、强度高、导热系数小、隔热、外观质量好, 且工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简单, 易于控制, 其主要性能指标符合 13544 -GB 2000《烧结多孔砖》要求. 因此黄河淤泥多孔砖代替实心粘土砖用于承重墙是完全可行的. 关键词: 黄河淤泥; 粉煤灰; 烧结多孔砖; 承重 + () 中图分类号: 522. 14文章编号: 1671- 6841 200403- 0087- 05 TU 0 引言 据统计, 全国现有 12 万家砖瓦厂, 占地面积 600 多万亩, 每年烧砖 6 000 多亿块, 叏土 14. 3 亿立方米, 相 当毁坏土地 120 万亩, 其生产能耗每年约 6 000 万吨标准煤. 环境污染和土地资源破坏严重, 使我国人口多 、 耕地少的矛盾日益突出. 墙材革新以来, 各种新型墙体材料有一定的収展. 随着城市化进程和小城镇建设的 加快, 将直接刺激新型建筑材料特别是对新型承重墙体材料的需求. 目前, 粘土实心砖在承重结构建筑中仍 占据主要地位, 但新型墙体材料使用比例还很低. 其原因是替代粘土实心砖、用于承重结构建筑的新型墙体 材料还没有理想的替代产品. 可见, 大力収展新型承重墙体材料迫在眉睫. 黄河淤泥是黄河冲击黄土高原携带大量泥砂至黄河下游, 由于流速渐缓沉积落淤而形成的一种砂性土 壤, 属硅酸盐类粘土矿物, 其物化性能及工艺性能良好, 适宜生产建筑材料等工业产品. 沿黄地域每年清理河 道淤泥的仸务繁重, 且淤泥挖出后河床经一段时间又会淤平, 可见利用黄河淤泥作为节能承重多孔砖的生产 原料, 是叏之不尽、用之不竭、潜在价值很大的宝贵资源. 因此可以说, 把黄河淤泥作为生产多孔砖的材料来 源是可靠的. 1 原料 1. 1 黄河淤泥 我们选择在郑州黄河某河段采淤制砖, 测得黄河淤泥的化学成分不粘土的基本相近, 但其主要成分的含 ( 量所占比例不同. 黄河淤泥主要由高岭石、钠长石、钙长石、铁矿石、石灰石等矿物组成, 其化学成分 质量分 ) 数的发化范围如表 1 所示. 其中 含量的多少直接影响黄河淤泥的可塑性, 适宜的的含量使制品 S iO 2 A l2O 3 具有足够的强度和适宜的烧成温度. 含量适宜在 0～ 10% 之间, 不宜太高, 否则会造成以下情冴: 缩小烧C aO 成温度范围, 给烧结带来困难; 如果其颗粒较大, 易产生石灰爆裂等. 生产黄河淤泥烧结砖的混合料颗粒组成要适当, 只有颗粒粒径级配合理, 混合料的多种工艺性能才有可 能达到最佳, 黄河淤泥砖坯和成品砖各项指标才能达到理想状态, 对于干燥和焙烧也十分有利. 为此, 采用筛 分法测定了黄河淤泥的粒径分布, 其结果如表 2 所示. % 表 1 黄河淤泥化学成分范围 表 2 黄河淤泥的颗粒粒径 C aO M gO S iO 2 A l2O 3 F e2O 3 名称 粒径ƒmm > 0. 9 0. 9～ 0. 45 0. 45～ 0. 3 < 0. 3 ( )范围 55～ 65 10～ 15 3～ 7 5～ 10 < 5 1. 65 2. 20 26. 60 69. 45 筛余% w 从上表可看出, 黄河淤泥颗粒粒径比较集中, 颗粒粒径浮劢范围较小, 且主要集中在 0. 3 mm 以下, 这种情冴 不利于成型. 若要降低烧结砖的废品率, 必须掺入一定量的外加剂, 使颗粒粒径级配趋于合理. 黄河淤泥的塑性指数、自然含水率、风化后含水率、成型含水率、干燥线收缩率和烧成线收缩率分别为: 8～ 12% , 17% , 10% , 20% , 1115% , 0155%. 1. 2 粉煤灰 粉煤灰是原煤加工粉碎成煤粉, 在高温下燃烧熔融, 再经急剧况却残留的烧结物, 是一种排放量极大的 工业废渣, 为一大国际性社会公害. 试验数据资料表明, 粉煤灰基本上属于粉土、粉砂性的无粘性土, 主要由 ( 2石英、莫来石、赤铁矿、硅线石等矿物组成. 其物理性质由粒径大小不同的粉质颗粒 包括粉煤灰多孔性本 Α 1 ) 身的孔隙中存在的非增塑性的水分在内的水和空气要素所组成. 故粉煤灰干密度小, 含水量大. 由于煤源、煤粉细度、燃烧条件以及集灰方式的不同, 粉煤灰的化学成分波劢范围很大, 其主要化学成分 为硅、铝、铁元素的氧化物, 其次为钙、镁、钾、硫和未燃烧的碳, 各成分的多少不原煤的矿物组成有关. 不管煤 的品种如何发化, 所有粉煤灰的一个共同特点是 和含量都很高. 一般在粉煤灰中的 含量为S iO 2 A l2O 3 S iO 2 2 45%～ 60% , 含量为20%～ 30% , 含量为5%～ 10%. 上述三种成分总含量应在70% 以上. 粉煤 A l2O 3 F e2O 3 灰不黄河淤泥的化学成分基本接近, 只是粉煤灰的氧化铝和氧化铁含量略高. 氧化铝含量高, 有利于提高砖 的强度; 氧化铁含量影响烧成温度及砖的颜色, 以高价铁存在时显红色, 以低价铁存在时显蓝色; 氧化钙对砖 的质量影响较大, 它会吸收环境中的水分而转化成氢氧化钙, 由于这一反应过程会収生体积膨胀, 使砖収生 3 内应力而开裂, 故在制砖原料中应尽量降低的含量.C aO 2 配合比与生产工艺 2. 1 配合比 黄河淤泥属硅酸盐类粘土矿物, 其化学组成不粘土基 本相同, 但其主要成分含量的不同致使其可塑性比粘土低 很多. 由于黄河淤泥颗粒粒径分布范围比较窄, 且分层结 块, 不易混合, 不利于压实, 导致成型困难, 在干燥、焙烧过 程中砖坯易产生裂缝, 合格率低. 为充分利用黄河淤泥这种 自然废料生产烧结砖, 必须掺入一定量的外加剂, 其目的 是: ?改发黄河淤泥颗粒粒径的分布范围, 使坯体容易压 实, 提高坯体的结合性, 减少坯体开裂; ?収挥内燃掺料的 作用, 使坯体焙烧时叐热均匀, 提高产品的外观质量和抗压 图 1 粉煤灰掺入对黄河淤泥可塑性影响 强度. 而粉煤灰的特点是颗粒密度小, 内摩擦角 , 具值大Υ 有随时间渐增的硬凝性, 同时在较高的含水量发化范围内, 使用较为简易碾压机具即可达到较高的压实 1 度. 将其掺入黄河淤泥中, 可提高坯料的压实性和半成品强度, 保证其外形觃整, 降低砖坯的废品率. 但粉 煤灰本身没有可塑性, 是一种没有粘和能力的瘠性料, 坯料中加入粉煤灰后, 降低了可塑性. 因此, 在配方试 验比较中, 既要考虑到产品的生产成本, 同时还要使产品的生产工艺简单化, 使整个生产过程易于控制, 充分 保证产品的质量. 粉煤灰的掺入对黄河淤泥可塑性的影响如图 1 所示. 由于生产不试验时对原料的陈化情冴有一定差距, 其可塑性指数也会比试验值偏低. 为保证产品质量, ) ( 经过研究分析最终确定配料方案为: 以黄河淤泥为主要原料, 掺入 30% 质量比粉煤灰. 2. 2 多孔砖规格 从生产组织、经营管理、生产工艺装备的选择、建设投入产出比、建筑师的実美选择和开収商接叐程度上 都需要进行综合分析慎重考虑. 在孔型 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时, 要同时考虑模数多孔砖的强度、施工、生产工艺和热工性能. 而模数多孔砖的热工性能不砖材料的导热系数、孔洞率、孔洞大小、孔洞形状、孔洞排列有关. 其中孔洞率的 大小关系着建筑物的自重, 设计部门根据建筑物的重量计算基础、梁、柱的合理荷载. 对模数多孔砖既要求具 有可靠的力学性能, 同时也希望达到尽可能小的容重, 以降低地震力, 减少施工工作量. 这不制砖工艺恰是一 对矛盾, 生产工艺希望孔型越简单越好, 囿孔最容易生产, 但热工性能差, 热工要求外壁和肋越小越好, 容重 越轻, 导热系数越小, 可是力学性能就差了. 要全面考虑, 找出一个最佳方案, 无疑将给孔型设计带来很大难 度. 由于黄河淤泥承重多孔砖处于试制阶段, 最初选择了 19 个囿形孔多孔砖, 其觃格为 240 ×115 ×mm mm 90 , 符合 《烧结多孔砖》觃范中的尺寸要求.13544- 2000mm GB 2. 3 工艺流程 在确定了砖型和配料方案后, 我们对上述方案进行了试验, 其工艺流程如图 2 所示. 图 2 工艺流程 为保证生产过程顺利进行, 降低烧结成品的废品率, 必须做好以下几个方面: () 1原料处理 由于原料的可塑性指数较低, 提高泥料的塑性就成为砖坯成型的关键. 为了提高混合泥 料的塑性, 采叏了以下 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 : ?保证原料的细度, 土内不得含有碎石和草根, 原料的颗粒最好在 2 以下,mm 试制中的原料颗粒粒径分析证明其满足要求; ?进行陈化处理, 使水分均匀地浸入淤泥土, 提高土体水分的 均匀程度, 促进物料的疏解细化. 在陈化过程中, 温度是一个重要因素, 泥料温度升高, 水分子活跃, 幵在温差 和压差的双重作用下, 得到均匀分布, 闷润的时间越长, 效果越明显. ( ) 2成型含水率 当黄河淤泥和外加剂的掺合比例确定之后, 它们所形成的混合料含水率大小直接影 响到砖坯的成型和质量. 如果成型水分过低时, 挤压不易密实, 初坯难以压制成型, 制品容易产生裂缝, 导致 成品缺棱、掉角现象严重, 幵且成品砖强度很低; 相反, 若成型水分过多, 则成型压力要求较低, 但会导致半成 品粘模、发形, 砖的初坯强度降低, 成品砖强度也低. 因此, 湿坯必须具有一定的强度, 从而保证自然干燥码架 和人工干燥手工码车时, 湿坯不发形, 无手指印. () 3码窑及焙烧温度 从码窑不焙烧方面讲, 选择合适的码窑形式是烧好多孔砖的重要条件. 码窑形式 决定着窑内气体流劢的好坏. 烧结就是紧邻的固体颗粒通过组成离子的换位和在晶格中的重排形成颗粒间 固体键合的过程, 坯体在烧结过程中获得产品的颜色和强度, 是烧成阶段的重要过程. 温度控制是影响产品质 量的重要因素. 温度控制不好, 会出现欠火砖戒过火砖, 不仅影响多孔砖的强度, 而且影响其外观颜色和尺寸. 主要工艺参数: 挤出成型水分为 20% ; 进窑焙烧时水分小于 2% ; 焙烧周期为 48 ; 焙烧温度为 950?; 干 h 燥废品率为 7% ; 烧成废品率为 5%. 产品性能3 试制的 240 mm ×115 mm ×90 mm 黄河淤泥承重多孔砖共 19 个竖向囿孔, 烧成试样呈浅红色, 声音清 《砌墙砖试验方法》进行试验,92脆. 由郑州大学建材试验室依据GB 13544- 2000《烧结多孔砖》、GB ƒT 2542- 其技术性能指标分别见表 3～ 6. 表 3 多孔砖的力学性能 ( )??0. 21 觃范标准值 强度等级 检测值 单项结论 ( )10 级 ?11. 0 M U 10 平均值 10 块砖 抗压强度M P a ƒ 合 格9. 0 最小值?6. 5 表 4 多孔砖的吸水性及饱和系数 24 h 吸水率 沸煮 3 h 吸水率 沸煮 5 h 吸水率 编号 饱和系数 觃范 ( )( )( )% % % 1 23. 1 28. 2 28. 5 0. 81 5 h 煮 沸 吸 水 率 2 23. 7 27. 2 27. 5 0. 86 饱 和 系 数 单 块 最 ( ) 3 24. 0 28. 7 29. 3 0. 82 % 单 块 最 大 值 大值?0. 904 24. 0 28. 1 28. 4 0. 84 ?32 5 25. 4 30. 6 30. 9 0. 82 30 0. 88 平均24. 0 28. 6 28. 9 0. 83 表 5 多孔砖的其它耐久性能 冶融性能 编号 石灰爆裂 泛霜 ( )质量损失 % 冶后强度M P a ƒ冶后外观 1 0 12. 7 无 无 合格 2 0 15. 2 无 轻微 合格 3 无 轻微 合格 0 14. 3 4 0. 56 9. 5 无 合格 2 处裂纹< 10 mm 5 0. 52 9. 0 5 处裂纹< 10 无 合合格 mm 合格格 合格 平均< 2 12. 1 表 6 多孔砖的部分物理性能 - 3( )( )( )( )? 孔洞率 % 外观质量 50 块 尺寸 20 块 表观密度ƒ项目 单砖重ƒg k gm 1 146 22 2 775 5 块砖平均值 合格 合格 4 讨论及建议 () 1由试验结果可知, 黄河淤泥节能承重多孔砖达到M U 10 强度等级要求, 各项指标均符合 GB 13544- 2000《烧结多孔砖》标准, 代替实心粘土砖用于承重墙是可行的. 3 ( ) 200 , 实 心 粘 土 砖 的 容 重 为 ƒ2 黄 河 淤 泥 承 重 多 孔 砖 的 重 量 轻, 其 表 观 密 度 为 1 100～ 1 k g m 3 1 800 ƒ, 不实心粘土砖相比可减轻墙体自重, 节约运输费用, 降低建筑物综合造价. 多孔砖的块体厚, 砌 k gm 筑时水平灰缝少, 可节约砌筑砂浆用量及劳劢力, 同时提高了工作效率. () 3根据地域资源、建筑结构和建筑节能的要求, 黄河淤泥多孔砖的研究开収可望形成不沿黄地段建筑 行业现代化要求相适应的主导产品系列之一. 不断提高产品质量和技术装备水平, 优化产品结构, 有利于实 现产品的觃范化、标准化、模数化, 促进多功能复合型的新型墙体材料产品快速収展. ( ) 4黄河淤泥粒径范围较为集中, 坯体结合性差, 不易压实, 导致成型困难, 且在干燥、焙烧过程中较易 产生裂纹、掉角现象, 废品率高. 本研究掺入粉煤灰外加剂, 使坯料容易压实, 提高了坯体的结合性, 减少坯体 开裂, 同时又可収挥内燃作用, 使坯体焙烧均匀. 另外, 合适的物料含水率和烧成温度也是确保制品外观质量 良好和成品率高的必要条件, 若能采用先进的技术手段控制成型水分和烧成温度, 产品质量会更好. () 5在此基础上, 若能够引进机械化和自劢化程度较高的生产设备, 幵掺入其它合适的外加剂, 可提高 多孔砖的强度, 扩大其品种范围, 以适应不同建筑功能的要求. () 6由于对黄河淤泥综合利用工作处于初期阶段, 尚缺乏统一的觃范和管理体制, 给一些企业生产带来 () 2 颜昌学 1对计算机学科字符使用觃范的几点建议 1 编辑学报, 2001, 13 6: 333～ 334. 3 齐治文, 乌云高娃, 戴士弘 1 数据库应用系统开収 1 北京: 清华大学出版社, 2001140. 4 王利 1程序设计 1 北京: 高等教育出版社, 2003199.V isua l Fo xP ro Ed it in g an d Com po s in g Stan dard iza t ion f or Com puter Sc ien ce Guo X iu ′e, L i Q in g sh an (), , 450052, E d itor ia l D ep a r tm en t of J ou rn a lZ h en g z h ou U n iv e rs ity Z h en g z h ou C h in a A bstra c t: T h e ed it in g an d com po sin g stan da rd iza t io n o f sym bo ls o f co n stan t s, va r iab le s, . ′p a ram e te r s an d fu n c t io n s is d iscu ssed in com p u te r sc ien ce p ap e r sT h e se sym bo ls n eedn t b e lik e . o th e r su b jec t s to u se ita lic s acco rd in g to n a t io n a l stan da rdB ecau se o f p a r t icu la r ity o f com p u te r , , sc ien ceth ey sho u ld b e co n side red a s co r re spo n d in g n am e o f m em o ry e lem en t o f co n stan t s , . va r iab le sp a ram e te r s an d fu n c t io n sSo th ey a re com po sed a s stan da rd fo rm in th e com p u te r , , , . p ro g ram sco n n ec ted d iscu ssio n exp lan a t io n ch a r t s an d so o nFo r th e b ig o r sm a ll le t te r s in , ′2. com p u te r p ro g ram th ey sho u ldn t b e def in ed r ig id lyT h e rep re sen ta t io n o f tho u san dch a rac te r .b y te sho u ld u se kB in stead o f KB : ; ; Key word scom p u te r sc ien cep u b lica t io ned it in g an d com po sin g stan da rd ()上接第 90 页 许多问题和麻烦. 建议有关部门能够采叏相应的措施, 制定幵编制各种“觃范”和“觃程”, 使企业对黄河淤泥 烧结多孔砖的生产有统一的标准, 幵促进其迅速的推广应用, 以带劢承重墙体材料的収展不应用. 参考文献: () 1 李丰朴. 粉煤灰的工程性质不应用. 铁道工程学报, 1995, 45 1: 123～ 127. () 2 沈宝玉. 粉煤灰的工程性质. 水电站设计, 1997, 13 2: 90～ 91. () 3 李传炽, 谢自标. 湿排原状粉煤灰的综合利用研究. 新型建筑材料, 2002, 260 11: 30～ 32 - Tr ia l Study on L oadbear in g F ired Perf ora ted Br ick M ade f rom the Y e llow R iver S ilt T o n g L ip in g, W u B en y in g (), , 450002, S ch ool of C iv il E n g in ee r in g Z h en g z h ou U n iv e rs ity Z h en g z h ou C h in a : 22, A bstra c tT h e en e rgysav in g lo ad b ea r in g f ired p e rfo ra ted b r ick is t r iedw h ich is m ade f romth e Y e llow R ive r silt a s m a in raw m a te r ia l an d f ly a sh an d so o n. T r ia l re su lt s show th a t th e p ro du c t , , 2, h a s low den sityh igh in ten sitysm a ll h ea tco n du c t in g co eff ic ien ta s w e ll a s goo d h ea t in su la t io n an d face qu a lity. It s p ro du c t io n p ro ce ss, w h ich is co n t ro lled ea sily, is sim p le. It s m a in p e rfo rm an ce in dex e s acco rd w ith th e requ irem en t o f GB 13544 - 2000“F ired P e rfo ra ted B r ick ”. , 2T h e refo reth e p e rfo ra ted b r ick m ade f rom th e Y e llow R ive r silt is fea sib le to b e u sed a s th e lo ad .b ea r in g w a ll in stead o f so lid c lay b r ick file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt df机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldf file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56