Trong bài báo này, xỉ thép phế thải của gạch magnesia-alumina spinel và magnesia-alumina spinel thải được sử dụng làm nguyên liệu chính, và xi măng được sử dụng để điều chế gạch không nung. Để có được các thông số quy trình được tối ưu hóa, nó có thể cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật cho việc sử dụng tổng thể vật liệu chịu lửa sau khi sử dụng.
Bài kiểm tra
1.1 Nguyên liệu
Xỉ thép đã tước và spinel magie-nhôm phế thải thu được sau khi được tước, cắt và phân loại bằng các dụng cụ như búa và máy cắt.
(1) Tước xỉ thép: Sau khi nghiền, nghiền bi và sàng lọc, thu được ba thông số kỹ thuật khác nhau là 0-1, 1-3 và 3-5mm. Vì nguyên liệu xỉ thép tước 1-3mm và 3-5mm có thể đóng vai trò là thành phần khung của gạch không nung và đóng vai trò hỗ trợ, nâng cao cường độ của gạch không nung và giảm chi phí sản xuất gạch , do đó cát tự nhiên không được thêm vào tỷ lệ. Thành phần hóa học của xỉ thép đã tước được trình bày trong Bảng 1. Có thể thấy, nguyên liệu thô của xỉ thép đã tước là xỉ thép loại có hàm lượng sắt cao (Fe2O3) và loại cát cao (SiO2), và các giai đoạn chính của quá trình xỉ thép tước là pha dicalcium silicat và canxi oxit tự do; Cấu trúc phân lớp xốp, không đặc tương tự vi cấu trúc của đất sét nên có thể thay thế đất sét để sản xuất gạch không nung. Phân tích EDS cho thấy các nguyên tố chính của xỉ thép được tẩy tế bào chết là Si, Mg, Al, Ca, Fe, v.v.
(2) Spinel magie-nhôm phế thải: lọt qua sàng lưới 45-sau khi nghiền bi để đảm bảo rằng kích thước hạt nguyên liệu thô của mẫu nhỏ hơn 0.5nm. Thành phần chính của spinel magie-nhôm thải là Al2O3 và MgO; sau khi phân tích, có thể kết luận rằng các pha chính của spinel magie-nhôm thải là pha pericla và pha spinel magie-nhôm; có thể quan sát thấy rằng đá spinel magie-nhôm thải là một cấu trúc phân lớp. Thông qua phân tích phổ năng lượng EDS, có thể thấy rằng các nguyên tố chính của spinel magie-alumina thải là Al, Mg, Si, v.v., và có nhiều nguyên tố nhôm, có thể cung cấp cường độ cần thiết cho gạch không nung.
(3) Xi măng: P·O42.5, tính năng đáp ứng các yêu cầu của GB175-2007 "General Portland Xi măng". Xi măng được sử dụng làm thành phần kết dính và chất hoạt hóa trong gạch không nung.
1.2 Chuẩn bị mẫu
Mẫu thử nghiệm này được chuẩn bị bằng các quy trình trộn, trộn, đúc và đóng rắn. Các điều kiện trộn là: xỉ thép đã tước là 60 phần trăm, 70 phần trăm (được chia thành ba thông số kỹ thuật của 0-1, 1-3, 3-5mm), spinel nhôm-magiê thải là 20 phần trăm, 30 phần trăm , xi măng và nước lần lượt được ấn định là 10 phần trăm , 2 phần trăm . Vật liệu được trộn bằng cách trộn khô đầu tiên trong 2 phút, sau đó thêm nước và trộn ướt trong 2 phút. Sau khi nguyên liệu thô được trộn đều, quá trình đúc được thông qua. Đường kính của khuôn là 20 mm và áp suất khuôn là 15 MPa. Sau khi tháo khuôn, các mẫu được bảo dưỡng ở nhiệt độ và áp suất phòng trong 28 ngày, cứ 3 ngày lại phun nước để mẫu không bị nứt, để thu được mẫu gạch không nung. Trong quá trình đúc, áp suất 10MPa được sử dụng để đúc trước và người ta thấy rằng mẫu không được hình thành hoàn toàn và bột rơi ra. Và qua so sánh cho thấy cường độ chịu nén của các mẫu được tạo hình dưới áp suất 15MPa cao hơn so với các mẫu được tạo thành dưới áp suất 10MPa.
1.3 Kiểm tra đặc tính cấu trúc và hiệu suất
(1) Sử dụng máy đo nhiễu xạ tia X model D/max-rA của Công ty Rigaku Nhật Bản, tiến hành phân tích pha của nguyên liệu thô xỉ thép và spinel magie-nhôm và gạch không nung sau khi tạo hình và đóng rắn.
(2) Kính hiển vi điện tử quét S-3000N của Hitachi, Nhật Bản được sử dụng để mô tả đặc điểm hình thái, cấu trúc, hình dạng và sự phân bố của gạch không nung.
(3) Sử dụng máy thí nghiệm vạn năng điện tử (CTM4304, Công ty MTS Trung Quốc), tiến hành thí nghiệm cường độ nén và uốn của các mẫu gạch không nung.
Kết quả và Phân tích
2.1 Khối lượng riêng và độ hút nước của gạch không nung
(1) Mật độ khối của gạch không nung cho thấy xu hướng tăng tổng thể với sự gia tăng hàm lượng xỉ thép bị loại bỏ và giảm hàm lượng spinel magie-alumina thải. Khi cấp độ hạt xỉ thép bóc là 0-1mm25 phần trăm , 1-3mm25 phần trăm và 3-5mm20 phần trăm , thì khối lượng riêng của gạch không nung là lớn nhất , là 2863kg/m3. Nguyên nhân có thể là do hàm lượng xỉ thép bong tróc trong mẫu tăng lên, tỷ trọng xỉ thép bong tróc cao hơn so với spinel magie-alumina thải, dẫn đến tỷ trọng chung của gạch không nung tăng. (2) Khi tỷ lệ hạt của xỉ thép đã bóc là 0 ~ 1mm15%, 1 ~ 3mm15%, 3 ~ 5mm30%, tỷ lệ hấp thụ nước của gạch không nung là nhỏ nhất, là 6,07%, và lý do có thể là 30% chất thải magie-nhôm spinel. Bột và xỉ thép đã tróc 0-1mm lấp đầy hoàn toàn các khoảng trống trong khung xương của gạch không nung, làm giảm khả năng hút nước của mẫu. Và khả năng hấp thụ nước của các mẫu đều phù hợp với yêu cầu về độ hấp thụ nước dưới 18 phần trăm trong tiêu chuẩn JC/T422-2007 "Gạch chất thải rác không thiêu kết".
2.2 Sai lệch kích thước của gạch không nung
Do các thành phần hoạt tính như C2S, C3S và aluminat canxi sắt trong xỉ thép đã bóc vỏ có dạng sền sệt, nên chất kích hoạt có thể kích thích hoạt tính của xi măng có thể được tạo ra trong quá trình hydrat hóa và xi măng hoạt tính sẽ dẫn đến khối lượng gạch không nung. Độ giãn nở nên có ảnh hưởng nhất định đến kích thước viên gạch không nung.
Trong thử nghiệm này, lượng xi măng được sử dụng là 10% và sự thay đổi kích thước hướng tâm và trục của phôi tương đối nhỏ và không có vết nứt nào xuất hiện trên bề mặt. Phù hợp với yêu cầu về ngoại hình và độ lệch kích thước của JC/T422-2007 "dưới 2mm.
Tóm lại là
(1) Áp lực tạo hình và tỷ lệ nguyên liệu thô có ảnh hưởng đến tính năng của gạch không nung. Các thông số của quy trình chuẩn bị được tối ưu hóa thu được thông qua nghiên cứu là: xỉ thép bong tróc 0-1mm25 phần trăm , 1-3mm15 phần trăm , 3-5mm20 phần trăm , spinel nhôm-nhôm 30 phần trăm , xi măng 10 phần trăm , áp suất đúc 15MPa.
(2) Ngoài magie oxit và canxi sunfat ban đầu, gạch không nung thu được còn sinh ra một pha mới là serpentin. Phân tích hình thái cho thấy gạch không nung có cấu trúc ốp và khảm, và các hạt mịn của magie-alumina spinel được nhúng vào khung xỉ thép bong tróc không đều, đóng vai trò làm đầy và làm cho gạch không nung trở nên đặc.
(3) Trong thử nghiệm này, tỷ lệ hấp thụ nước tối thiểu của gạch không nung đã chuẩn bị là 6,07 phần trăm và cường độ nén tối đa là 9,57MPa, đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn của JC/T446-2000 "Gạch bê tông vỉa hè “. Nghiên cứu thử nghiệm này có ý nghĩa rất lớn đối với việc sử dụng tổng thể vật liệu chịu lửa sau khi sử dụng.
