页岩陶粒理化性能的研究

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"#$ 苏 宜 % 李 燕 & 龙 王 山 页 岩 陶 粒 的 研 制 & 安 徽 建 筑 工 业 学 院 学 报 ’ 自然科学版 (&#))*&+,-&.’!/0#*H!1& "!$ 赵相洋 &211 级超轻页岩陶粒 的 研 制 与 生 产 & 新 型 建 筑 材 料 #))*’!/02.H23& "2$ 王 大 雁 % 汪 邦 鼎 等 & 利 用 ! 页 岩 烧 制 超 轻 陶 粒 & 新 型 建 筑 材 料 !111’*/02#H22&
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软化系数 软化系数是测定陶粒浸水前后强度变化的指标。
由于该陶粒的气孔大部分为封闭孔， 陶粒制品浸水前 后的强度变化很小， 软化系数为 ();<， 满足天然轻粗 骨料优等品的软化系数不小于 (); 的标准。
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粒型系数 粒型系数为颗粒的长向最大尺寸与中间截面最
埚中， 然后移入高温电炉里试烧。 烧成分为预烧和胀烧。 预烧温度为 <!!C， 时间为
,(, J 射线衍射分析 制品的 JI 射线衍射图如图 #，经分析可知陶粒 和莫来石， 可以推断在烧制 中有 ! I)*+,， 45+， 45,+2， 过程中有 45,+2 和 : 的氧化还原反应发生。
#-A*DB,!A*D， 胀 烧 温 度 为 ##-!CB#,<!C ， 时 间 为 该页岩陶粒的烧结范围较宽， -A*DB3A*D。试验发现， 最佳烧成温度 ##-!C起胀， #,<!C开始出现大量液相， 为 ##6!CB#,2!C。 #(2 工厂中试
小尺寸的比值。该陶粒为碎石型陶粒， 颗粒形状不规 则， 所以粒型系数较大， 但能满足 &(( 级陶粒的要求。
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煮沸质量损失 该指标检验的是陶粒中生石灰等易分解物质对
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・ ・ 接近加气混凝土的实际导热系数9()%%*F E E G， GH ・ 符合隔热保温材料的要求。 ()%’’F E G:，
孔的形状大部 分为圆形。
’ !"#$ ’)* 堆积密度
堆积密度主要与原材料的含碳量和含铁量的比 值有关。隆安页岩的烧失量为 **)+*,， 含碳量较高，
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隆 安 页 岩 陶 粒 的 最 佳 烧 成 温 度 在 **<(I H 胀烧时间为 &EJKH;EJK 。当温度升至 *%1(I *%’(I ， 时， 就会出现较多液相， 从而造成陶粒的粘结现象。通 过对制品断面进行 !"# 分析，观察到该陶粒制品气 孔分布均匀，且大部分为封闭孔，因 此 其 吸 水 率 很 小。 通过陶粒的理化性能的测试， 可以认为隆安页岩 陶粒的各项性能指标均达到国家 &(( 级陶粒标准， 为 超轻页岩陶粒。
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・ !""# $ 房材与应用
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化学建材
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孔径大小分布 较好， 呈蜂窝 状。气孔大部 分为封闭孔，
图! 制品断面的内部 !"# 照片 $%& 图’ 制品断面的内部 !"# 照片 $’((
导热系数可以用来反映陶粒混凝砌块热工性能， 课题产品委托广西大学土木工程检测中心检测， 用 测试依据是 AB*(%+<?;; ， =>#?@ 型导热系数测定仪， 混凝土密度为 *<*&)(CD E’， 测得导热系数为 ()%001F
, ’()* ,(# 轻骨料试验 根据 FG H#6<2#I#..3 《 轻集料及其试验方法》
中规定的试验方法， 对中试产品的各项性能指标进行 了测试， 结果见表 #。
表#
项目 陶粒制品 堆积密度
陶粒性能测试数据
筒压强度 吸水率 软化 系数 煮沸质量 损失/ 粒型 系数
# #$%& #(# 原料
广西隆安县页岩， 化学成分为 )*+,%-.(!!/&， 01,+2
对试验室试验的数据进行分析， 根据页岩膨胀所 需条件， 确定进行中试煅烧过程所需要的风、 煤、 料等 参数， 按各有关参数在回转窑进行试生产。工艺流程 如下 E
图"
制品的 12 射线衍射图
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扫描电镜分析 通过对制品的扫描电镜%)K7&照片观察分析其内
部气孔的分布、 大小和孔径等。制品断面的内部 )K7 照片如图 ,、 图 2。可见制品内部有很多气孔， 且气孔
陈 益 兰 f#)X3[/ ， 女， 副教授， 主要从事新型建筑材料 )*+, ： 的研究工作； 联系地址： 广西大 X2111‘ 南 宁 市 大 学 路 #11 号 ， 学化学化工学院；联系电话： #21333#X2** ， d[CA?-： @;<:8?[
其安定性的影响。在陶粒中残留的生石灰随着煮沸 产生石灰爆裂而溶解于水中， 造成较多的质量损失。 由于该陶粒吸水率较低， 吸入陶粒内部的水少， 且 与生石灰反应的量很小， 所以煮沸质 38/ 的含量少， 量损失很低， 仅为 ()’+,， 远低于国家标准/’ 的含量为 0)1(,。由化学方程式： % -.%/’2341 -./23/% !
可知含碳量和含铁量越高， 生成的二氧化碳气体越 多， 发泡效果越好， 堆积密度就越小 。广西隆安页岩
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无需添加外加剂就可烧制出 &(( 级的页岩陶粒。
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筒压强度 陶粒的堆积密度越小， 陶粒体内气泡越多， 孔隙
隆安页岩!破碎!过筛 !回转窑 !冷却机!提升机 !成品库
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煤!破碎!煤磨!风机!喷煤管
在试生产中发现， 当送煤量不稳定时会造成烧成 温度的波动， 温度高于 #,<!C 时出现大量液相， 通过 烧成带的物料产生了粘结， 出现了结大块， 随窑的转 动料团越滚越大， 有资料称此为结蛋现象",$。 经过不断 对回转窑的转速、 送煤量、 窑内温度、 风速等进行适当 调整， 稳定窑内热工制度， 使物料受热均匀， 达到最佳 膨胀效果。
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烧胀页岩陶粒是人造轻骨料的一种，具有轻质、 保温隔热、 抗震性能好、 隔音、 耐高温等多功能特性的 新型建筑材料。在建筑工程中采用轻骨料混凝土结构 可以降低建筑物自重， 减轻劳动强度， 减少材料运 输 量， 降低工程造价， 还可以节省粘土。因此， 陶粒具有 广泛的应用前景 "#$。目前我国生产的陶粒主要有三种， 即页岩陶粒、 粘土陶粒和粉煤灰陶粒。按形状可分为： 普通型、 圆球型%造粒型&、 碎石型%破碎型&。 碎石型陶粒 能减少工艺过程， 制品形状各异， 受力好， 因此能满足 不同工程的要求， 用途很广泛。本实验利用广西隆安 页岩烧成的陶粒为碎石型超轻页岩陶粒，轻质高强， 因此对该页岩陶粒进行了理化性能检测， 对其膨胀机 理和影响膨胀的因素进行了研究， 并对页岩陶粒进行 了 ’—射线衍射晶相分析及扫描电镜微观结构分析。
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・ !""# $ 房材与应用
率越大， 密实度越差， 相应的筒压强度越低， 隔热保 温， 隔音效果也越好5’6。隆安页岩陶粒的筒压强度为 符合国家 &(( 级陶粒优等品筒压强 %)’#789见表 *:， 度"%)( 的要求。 ’)’ 吸水率 吸水率主要与表面玻化程度， 气孔是否为封闭孔 有关。国家 &(( 级陶粒优等品的吸水率要求小于 隆安页岩陶粒的吸水率仅为 %)*,9见表 *:， 说明 *&,， 该陶粒的玻化程度好， 气孔大部分为封闭孔。
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