(1)技术原理
煤歼石是炭、猫土及岩石的混合体,不具有水硬性,但它经控温缎烧或自燃后,其中的a土矿物会分解成无定形偏高岭土及Si02 , A1203等。这些活性组分在激发剂CaO及煤研石中的碱及硫酸盐等作用下就会产生水硬性。水化反应中,硫酸盐形成起早强作用的水化硫铝酸钙;碱的激发作用使Si-O键、Al-0键断开,促进C-S- H及水化铝酸钙的生成,并形成结构类似沸石的长石、霞石类产物,而使砖具有强度。这样,煤歼石中含有的可溶物碱和硫在采用类似水泥制品生产工艺制砖时,不再是有害成分,而是有益的激发剂。其工艺本质与无熟料水泥制品的生产方法及水化硬化机理类似。
(2)原料
高溶物煤歼石制砖的原料包括胶结料、骨料和水。
①胶结料。胶结料起粘结骨料的作用,其组成为:锻烧煤歼石:生石灰=85,150a.缎烧煤歼石。依据煤歼石所含主要U土矿物的不同不同的锻烧温度采用的煤歼石,(一般在900℃左右)将其烧透至无黑心。
,采用本方法其化学成分如表7-1所示,该煤歼石碱、硫及氧化钙含量较高,不适合用烧结法制砖。
b.生石灰。采用新鲜块状生石灰,其活性钙含量为62%0 c.助磨剂。助磨剂在粉磨胶结料时使用,本方法使用的SN助磨剂具有助磨、早强双重作用。其掺加量为胶结料质量的0.80%。
d.胶结料制备。将破碎后的生石灰、缎烧煤歼石及助磨剂按比例配合后,送人球磨机内粉磨至细度为0. 080mm,方孔筛筛余不超过6%,即制得胶结料。
胶结料掺加量的多少影响砖的强度,随着胶结料掺加量的增大,砖的强度随之提高,生产时可通过调整其掺加量来调节砖的标号。本研究所用胶结料的掺加量为砖质量的10%-40%,制得的砖抗压强度为5. 0^-13. 8MPa。
②骨料。骨料起骨架作用,高溶物煤歼石砖中的骨料可以采用炉渣、矿渣、锻烧或自燃煤歼石等工业废渣及砂、石类,一般粒径为0. 15-5. 0mm。方法采用锻烧煤歼石、砂为骨料。
骨料除自身应具有强度外,其颗粒组成也应有一定的级配,这样在同样掺加量条件下,才会形成较紧密的堆积以获得较高的强度。本方法采用的缎烧煤歼石用量为60%-90%1)颗粒级配如表7-2所示。
③水。制砖用水为无污染的常用水。用水量视胶结材料的用量、成型方法、煤歼石的析水性而定,具体用量由试验确定。本研究制砖采用半干压成型,用水量为配合料的16%。操作者的经验是:手摸无湿感、手握料成团不散。
(3)制砖工艺
①工艺流程。经破碎、锻烧后的煤歼石与经破碎的生石灰及助磨剂,通过计量配料,进人球磨机粉磨制得胶结料;胶结料与骨料、水按一定比例配合后人双轴搅拌机搅拌,经堆放消化后送人轮碾机;轮碾后的配合料由料仓定量送人压砖机成型,码上砖坯车,经静停室送人蒸养窑养护而得成品,成品经质量检测合格后出厂。
②消化与轮碾。胶结料、骨料按一定的配合比混合均匀并加水搅拌后进行消化(即放置2--3h),以使其中的生石灰充分消解,并与锻烧煤歼石中的活性组分Si02, A120:等进行反应。此后,再对配合料进行轮碾,轮碾的作用在于使颗粒间相互契合形成较紧密堆积。同时轮碾会将颗粒表面反应生成物层剥落下来,使未反应的颗粒表面暴露而加快反应进行,生成更多的水化产物,进而提高砖的强度。
③成型。轮碾后的配合料经料仓送人压砖机加压成型,注意调整加料量、用水量,确保砖的外形尺寸,使砖无裂纹,无水感即可。
④养护。砖坯的养护是各组分继续进行水化反应的过程,养护使砖的强度不断增长。
砖坯的养护方式有自然养护、常压蒸汽养护和高压蒸汽养护,本方法采用高压蒸汽养护。(免烧砖机)在砖坯出砖机静停8h后,送人0. 81MPa的蒸养窑,用高压蒸汽养护8h,出窑成品的砖为青灰色。
高压蒸汽养护适合连续大规模机械化生产。产品质量好且稳定,工厂经济效益较优。其成品砖的技术性能见表7-3。