热工性能对污水污泥页岩砖制备的影响.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．03．004热工性能对污水污泥页岩砖制备的影响冯昆荣(绵阳职业技术学院，四川绵阳621000)摘要：本文对影响污水污泥页岩砖制备过程的原料配比、烧成温度、升温速率、烧成时间等热工参数进行研究，希望为污水污泥页岩砖在实际工程的应用提供一定的帮助。关键词：热工性能；制备；影响；污水污泥；页岩砖中圈分类号：TIJ522+．06文献标志码：B文章编号：1672—401l(2013)03—0007—020前言城市生活污水处理将产生大量含水率非常高的污水污泥，已成为城市化快速发展过程中必

2、须面对的重大环境问题之一，因此研究新的污水污泥资源化利用方式非常必要。污水污泥的化学组成、矿物组成和页岩相近，并且与页岩混合后可以改善混合物的塑性，并且污水污泥有较高的热值，因此，将污水污泥与页岩混合可作为制备烧结砖的原料，同时污水污泥中较高的含水量也可以作为砖坯塑性成型时所需的水分，既能减少甚至不用外加水分，又能合理利用污水污泥中的含水，具有比较好的技术优势。污水污泥较高的有机质含量和含水量，虽然能提供烧结砖制备的一些内燃料和塑性成型需水，但是污水污泥本身具有较大的干燥和烧成收缩，可能会对烧结砖的烧制工艺和性能产生较大影响。因此，本文通过对

3、原料配比、热工参数等进行研究，探讨其对污水污泥页岩砖制备的影响。1原料配比烧结砖的制备是高温烧制致密的过程，一般都采用逐步缓慢升温，然后在烧成温度保温所需时间，再缓慢冷却的热工工艺过程。试验选择了烧结实心砖，采用污水污泥与页岩3：7的原料配比，分别研究烧成温度、升温速率、烧成时间对烧结实心砖性能的影响。以2oC／min由环境温度升至烧成温度，烧成温度确定为900℃，在烧成温度下保温2h，然后随炉缓慢冷却(一般12h)，在这个基础上，改变其中一个工艺参数，以研究单个工艺参数对烧结砖性能的影响。2烧成温度对烧结砖性能的影响选取烧成温度为800℃、

4、900℃、1000℃、1100oC四个温度，然后测试烧结实心砖的抗压强度、抗折强度、体作者简介：冯昆荣(1967一)，女，四川南部人，硕士，高级工程癖，副教授，主要研究方向：工程管理。积密度等性能，测试结果见表1。表1不同烧成温度烧结砖的基本性能烧成温度抗压强度抗折强度体积密度吸水率烧成体积／℃／MPa／(k5／m3)／％收缩率／％8006．501．40151019．8一O．8690lo13．703．00156018．52．16100019．503．80157018．64．70110043．0011．60205012．727．76由表1可以看

5、出，随着烧成温度的上升，污水污泥页岩烧结实心砖的强度也增加，而且从800℃上升到900℃，特别是1000oC上升到1100oC的过程，强度提高较大。烧结砖体积密度与强度有相似规律，这是由于温度由800℃上升到900℃过程中，较大的提高了砖的烧结程度，而从1000℃上升到1100℃则可能已经出现了较多的熔融液相，在较强液相烧结的情况下，强度则显著提高，但是也会伴随较大的收缩率。从表1可以看出，烧成温度从1000℃上升到1100℃，砖的体积收缩从4．70％增加到27．77％，较大的收缩会引起砖坯形状的弯曲变形，影响烧结砖成品质量。因此，采用污水污

6、泥混合页岩作为原料时，在提高烧成温度获得较高强度的烧结砖时，要注意同时引起的较大烧成体积收缩。3升温速率对烧结砖性能的影响分别选取升温速率为1。C／min、2。C／min、3。C／win、4。C／min，然后测试烧结实心砖抗压强度、抗折强度、体积密度等性能，测试结果见表2。表2不同升温速率烧结砖的基本性能升温速率抗压强度抗折强度体积密度吸水率／(℃／rain)／MPa／(kg／m3)／％114．403．50159019．10216．004．20160018．50314．302．70159018．70413．203．10155019．60由表2

7、可以看出，随着升温速率在1—3。C／min内变化时，烧结砖的强度基本变化不大，体积密度和吸水率也基本维持一致，当升温速率提高到4℃／min后，烧结砖抗压强度有一定下降，体积密度也有一定的降低。为了保证烧结砖的强度，可以将升温速率控制为2。C／min。4烧成时间对烧结砖性能的影响选择烧成温度下分别保温0．5h、2h、4h，然后测试訾兰砖抗压强度、抗折强度’体积密度等性能，测试结果5结语3见表。。；日1表3不同烧成时间烧结砖的基本性能烧成时间抗压强度抗折强度体积密度吸水率／h／MPa／(kg／m3)／％0．512．102．30159019．502

8、16．004．20160018．50416．703．90161019．30由表3可以看出，随着烧成时间由O．5h延长到2h，烧结砖的强度明显增加，但是在2h以后，其