硼泥基烧结砖工艺实验研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要硼泥基烧结砖工艺实验研究摘要近年来，随着我国经济的持续快速发展，废弃物的处理和利用已成为学术界的研究热点之一。本研究采用硼砂、硼酸厂排出的硼泥、发电厂排出的粉煤灰和铁尾矿为原料，研制新型节能建材，为硼泥的利用开辟了一条新的途径。本实验利用自行设计的模具、压力器和简易脱模设备制备了200多块30x30x20mm的小试样和10多块240x115x53mm的大试样，利用高温箱式电阻炉、恒温干燥箱等仪器，通过XRD分析、导热系数测定、以及物理力学性能和耐久性测定等实验方法，系统地研究了硼泥基烧结砖的制备工艺、锻烧过程和烧结机理。本文采用正交试验的方法，研究了不同配比的原料对烧结

2、砖质量的影响，确定了3种配比，其中以抗压强度为指标确定了砖的最佳配比为：硼泥40％；粉煤灰20％；铁尾矿40％。最佳的塑性成型压力为20MPa。研究结果表明，硼泥基烧结砖的最高烧成温度比粘土烧结砖的最高烧成温度高，烧成温度范围为l100℃左右，烧成时升温速率应较慢，适宜的升温速率在室温～300℃时为100℃／h，300℃～最高烧成温度为50～60℃／h左右，在烧成温度下保温2—4h，制品性能达到最佳值。其物理力学性能高于MU20的普通粘土砖，并且没有发现泛霜和石灰爆裂现象；其导热系数为0．23w／m·℃是普通粘土砖的一半，保温性能优于普通粘士砖。该烧结砖的锻烧过程中所发生的物理化学变化大体上与

3、粘土单独加热时相似。并且坯料中粉煤灰含量越高，坯料的烧结温度越高，烧结砖结构的形成越缓慢。研究还发现，该烧结砖的烧结机理与普通粘土砖相似，在烧结初期，以固相表面扩散传质为主；在烧结中后期，由于坯体中存在少量液相，以颗粒重排和塑性流动传质为主。利用本研究提出的烧结工艺，烧制砖瓦时硼泥的含量从20～30％提高到了40％，加大了硼泥的综合利用，有利于循环经济。关键词：硼泥；烧结砖；制备工艺；烧结机理东北大学硕士学位论文Abstr8CtThephysicochemicalchangestakingplaceduringthefiringprocessofthebrickarebasicallysimi

4、lartothosetakingplacewhenclayisfiredindividually．However，sincetheCAS2inclaycanactthecrystalseed，thecrystallizationofCAS2fromtheglassphaseinfly-ashtakesplaceatlowertemperatethanthatwhenpurefly-ashisfired．Furthermore，thehigherthefly—ashcontent，thehigherthefiringtemperature，andtheslowerthestructureform

5、ationofthesample．Itisalsofoundthatthesinteringmechanismofboraxsedimentbasedbrickissimilartothatofcommonclaybrick．Attheearlystagematerialtransferisdominatedbysurfacediffusion，whileatthemiddleandlatestages，itisdominatedbyparticlerearrangementandplasticflow，becauseoftheexistenceofasmallamountofliquidph

6、aseinthegreenbody．Inthiscompositionmorethan10percentofboraxsedimentcanbeutilizescomparedwiththetraditionalmethodevenwithoutanyadditive．Keywords：boraxsedimentbased；firedbrick；preparationprocess；sintermechanism—Iy独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过

7、的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。

8、，，，y．由学位论文作者签名，f移榭日期：p形．2、27学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作