In dit artikel worden de gestripte staalslakken van magnesia-alumina-spinelbakstenen en magnesia-alumina-spinelafval gebruikt als de belangrijkste grondstoffen, en cement wordt gebruikt om onverbrande stenen te maken. Om geoptimaliseerde procesparameters te verkrijgen, kan het technische referentie bieden voor het algehele gebruik van vuurvaste materialen na gebruik.
test
1.1 Grondstoffen
Gestripte staalslakken en magnesia-aluminium spinelafval worden verkregen nadat ze zijn gestript, gesneden en gesorteerd met gereedschappen zoals hamers en snijmachines.
(1) Strippen van staalslakken: na breken, malen in een kogelmolen en zeven worden drie verschillende specificaties verkregen van 0-1, 1-3 en 3-5mm. Omdat de grondstoffen van 1-3mm en 3-5mm gestripte staalslakken kunnen fungeren als de skeletcomponent in de onverbrande baksteen en een ondersteunende rol spelen, de sterkte van de onverbrande baksteen verbeteren en de kosten van het maken van bakstenen verlagen , dus natuurlijk zand wordt niet toegevoegd aan de verhouding. De chemische samenstelling van de gestripte staalslak wordt weergegeven in tabel 1. Men kan zien dat de grondstoffen van de gestripte staalslak staalslak met een hoog ijzergehalte (Fe2O3) en een hoog zandtype (SiO2) zijn, en de hoofdfasen van de gestripte staalslakken zijn dicalciumsilicaatfase en vrije calciumoxidefase; De gelaagde structuur is poreus en niet dicht, vergelijkbaar met de microstructuur van klei, en kan dus klei vervangen om niet-brandende stenen te produceren. Uit de EDS-analyse blijkt dat de belangrijkste elementen van de geëxfolieerde staalslak Si, Mg, Al, Ca, Fe enzovoort zijn.
(2) Afval magnesia-aluminium spinel: ga door een 45-zeef met mazen na malen in een kogelmolen om ervoor te zorgen dat de deeltjesgrootte van het ruwe materiaal van het monster kleiner is dan 0.5nm. De belangrijkste componenten van magnesia-aluminium spinelafval zijn Al2O3 en MgO; na analyse kan worden geconcludeerd dat de belangrijkste fasen van magnesiumoxide-aluminiumspinelafval de periklaasfase en de magnesiumoxide-aluminiumspinelfase zijn; het kan worden waargenomen dat magnesia-aluminium spinel steen een gelaagde structuur is. Door middel van EDS-energiespectrumanalyse kan worden gezien dat de belangrijkste elementen van afvalmagnesia-alumina-spinel Al, Mg, Si, enz. Zijn, en dat er veel aluminiumelementen zijn die de nodige sterkte kunnen bieden voor onverbrande stenen.
(3) Cement: P·O42.5, de prestatie voldoet aan de vereisten van GB175-2007 "General Portland Cement". Cement wordt gebruikt als cementgebonden component en activator in onverbrande bakstenen.
1.2 Monstervoorbereiding
Dit testmonster wordt bereid door de processen van batching, mengen, gieten en uitharden. De batchvoorwaarden zijn: gestripte staalslak is 60 procent, 70 procent (verdeeld in drie specificaties van 0-1, 1-3, 3-5 mm), afval magnesia-aluminium spinel is 20 procent, 30 procent, cement en water zijn respectievelijk vastgesteld op 10 procent, 2 procent. Het materiaal wordt gemengd door eerst 2 minuten droog te mengen, daarna water toe te voegen en 2 minuten nat te mengen. Nadat de grondstoffen gelijkmatig zijn gemengd, wordt het gietproces toegepast. De diameter van de mal is 20 mm en de vormdruk is 15 MPa. Na het ontvormen werden de monsters uitgehard bij kamertemperatuur en druk gedurende 28 dagen, en om de 3 dagen met water besproeid om te voorkomen dat de monsters barsten, om onverbrande steenmonsters te verkrijgen. Tijdens het vormproces werd eerst een druk van 10 MPa gebruikt om te vormen en bleek dat het monster niet volledig was gevormd en viel het poeder eraf. En door vergelijking blijkt dat de druksterkte van de monsters gevormd onder een druk van 15 MPa hoger is dan die van de monsters gevormd onder een druk van 10 MPa.
1.3 Structurele karakterisering en prestatietesten
(1) Met behulp van de röntgendiffractometer van het D/max-rA-model van Rigaku Company uit Japan werd de faseanalyse van de grondstoffen van staalslak en magnesia-alumina-spinel en de onverbrande stenen na vorming en uitharding uitgevoerd.
(2) De S-3000N scanning elektronenmicroscoop van Hitachi, Japan werd gebruikt om de morfologie, structuur, vorm en verdeling van onverbrande stenen te karakteriseren.
(3) Met behulp van een elektronische universele testmachine (CTM4304, China MTS Company) werden de druk- en buigsterktetesten van de onverbrande baksteenmonsters uitgevoerd.
Resultaten en analyse
2.1 Bulkdichtheid en wateropname van onverbrande stenen
(1) Het stortgewicht van onverbrande bakstenen vertoont een algemeen stijgende trend met de toename van het gehalte aan gestripte staalslakken en de afname van het afvalmagnesia-alumina-spinelgehalte. Wanneer de gradatie van de gepelde staalslakdeeltjes 0-1mm25 procent, 1-3mm25 procent en 3-5mm20 procent is, is de bulkdichtheid van de onverbrande baksteen het grootst , dat is 2863 kg/m3. De reden kan zijn dat het gehalte aan geëxfolieerde staalslakken in het monster toeneemt en dat de dichtheid van geëxfolieerde staalslakken hoger is dan die van afvalmagnesia-alumina-spinel, wat leidt tot een toename van de totale bulkdichtheid van onverbrande stenen. (2) Wanneer de deeltjesgradatie van de gepelde staalslak 0 ~ 1 mm15 procent, 1 ~ 3 mm15 procent, 3 ~ 5 mm30 procent is, is de waterabsorptiesnelheid van de onverbrande baksteen de kleinste, namelijk 6,07 procent, en de reden kan zijn 30 procent magnesia-aluminium spinel afval. Het poeder en de 0-1mm geëxpandeerde staalslak vulden de holtes in het skelet van de onverbrande baksteen volledig, wat resulteerde in een afname van de waterabsorptie van het monster. En de waterabsorptie van de monsters is allemaal in overeenstemming met de vereisten van de waterabsorptie van minder dan 18 procent in de JC/T422-2007 "Non-sintered Garbage Tailings Bricks"-norm.
2.2 Maatafwijking van onverbrande stenen
Aangezien de actieve componenten zoals C2S, C3S en calciumijzer(III)aluminaat in de gepelde staalslak gelatineus zijn, kan tijdens het hydratatieproces een activator worden gegenereerd die de activiteit van het cement kan stimuleren, en het geactiveerde cement zal leiden tot het volume van niet-brandende stenen. Uitzetting, dus het heeft een zekere invloed op de grootte van onverbrande stenen.
In deze test is de gebruikte hoeveelheid cement 10 procent, en de radiale en axiale dimensionale veranderingen van het werkstuk zijn relatief klein en er verschijnen geen scheuren op het oppervlak. In overeenstemming met JC/T422-2007 "uiterlijk en maatafwijking minder dan 2 mm vereisten.
ten slotte
(1) De vormdruk en de verhouding van grondstoffen hebben invloed op de prestaties van onverbrande stenen. De parameters van het geoptimaliseerde voorbereidingsproces die door onderzoek zijn verkregen, zijn: afpellen van staalslak 0-1mm25 procent, 1-3mm15 procent, 3-5mm20 procent, magnesium-aluminium spinel 30 procent, cement 10 procent, vormdruk 15MPa.
(2) Naast het oorspronkelijke magnesiumoxide en calciumsulfaat genereert de verkregen onverbrande baksteen ook een nieuwe fase van serpentijn. Morfologische analyse toont aan dat de niet-brandende stenen een bekledings- en inlegstructuur hebben, en dat de fijne deeltjes magnesia-alumina-spinel zijn ingebed in het onregelmatige geëxfolieerde staalslakkenskelet, dat een vullende rol speelt en de niet-brandende stenen dicht maakt.
(3) In deze test is de minimale waterabsorptiesnelheid van de voorbereide niet-brandende stenen 6,07 procent en de maximale druksterkte 9,57 MPa, wat voldoet aan de standaardvereisten van JC/T446-2000 "Concrete Pavement Bricks ". Deze experimentele studie is van groot belang voor het algehele gebruik van vuurvaste materialen na gebruik.
