În această lucrare, zgura de oțel decapată din cărămizi spinel magnezie-alumină reziduale și spinel magneziu-alumină deșeuri sunt utilizate ca materii prime principale, iar cimentul este folosit pentru prepararea cărămizilor nearse. Pentru a obține parametri optimizați de proces, poate oferi referință tehnică pentru utilizarea globală a materialelor refractare după utilizare.
Test
1.1 Materii prime
Zgura de oțel decoperită și spinelul de magneziu-aluminiu deșeuri sunt obținute după ce au fost decupate, tăiate și sortate cu unelte precum ciocanele și mașinile de tăiat.
(1) Decaparea zgurii de oțel: După zdrobire, măcinare cu bile și cernure, se obțin trei specificații diferite de 0-1, 1-3 și 3-5mm. Deoarece materiile prime de zgură de oțel decapată de 1-3mm și 3-5mm pot acționa ca componentă a scheletului în cărămida nearsă și pot juca un rol de susținere, îmbunătățesc rezistența cărămizii nearse și pot reduce costul de fabricare a cărămizii , deci nisipul natural nu se adaugă la raport. Compoziția chimică a zgurii de oțel decapate este prezentată în Tabelul 1. Se poate observa că materiile prime ale zgurii de oțel decopertate sunt zgura de oțel de tip mare de fier (Fe2O3) și de tip nisip (SiO2), iar principalele faze ale zgura de oțel decapată este faza de silicat dicalcic și faza de oxid de calciu liber; Structura stratificată este poroasă și nu densă, similară cu microstructura argilei, astfel încât poate înlocui argila pentru a produce cărămizi care nu arde. Analiza EDS arată că elementele principale ale zgurii de oțel exfoliate sunt Si, Mg, Al, Ca, Fe și așa mai departe.
(2) Spinel de magneziu-aluminiu rezidual: treceți printr-o sită cu plasă 45-după măcinarea cu bile pentru a vă asigura că dimensiunea particulelor de materie primă a probei este mai mică de 0,5 nm. Principalele componente ale deșeurilor spinelului de magnezie-aluminiu sunt Al2O3 și MgO; în urma analizei, se poate concluziona că principalele faze ale deșeurilor spinelului de magnezie-aluminiu sunt faza de periclază și faza de spinel de magnezie-aluminiu; se poate observa că deșeurile magnezie-aluminiu spinel Piatra este o structură stratificată. Prin analiza spectrului energetic EDS, se poate observa că principalele elemente ale spinelului de magnezie-alumină deșeurilor sunt Al, Mg, Si etc., și există multe elemente din aluminiu, care pot oferi rezistența necesară pentru cărămizile nearse.
(3) Ciment: P·O42.5, performanța îndeplinește cerințele GB175-2007 „General Portland Cement”. Cimentul este folosit ca component de ciment și activator în cărămizile nearse.
1.2 Pregătirea probei
Această probă de testare este pregătită prin procesele de dozare, amestecare, turnare și întărire. Condițiile de dozare sunt: zgura de oțel decapată este de 60 la sută, 70 la sută (împărțită în trei specificații de 0-1, 1-3, 3-5mm), deșeurile de spinel de magnezie-aluminiu este de 20 la sută, 30 la sută, cimentul și apa sunt fixate ca 10 la sută, respectiv 2 la sută. Materialul este amestecat prin amestecare uscată timp de 2 minute, apoi adăugând apă și amestecare umedă timp de 2 minute. După ce materiile prime sunt amestecate uniform, procesul de turnare este adoptat. Diametrul matriței este de 20 mm și presiunea de turnare este de 15 MPa. După demulare, probele au fost întărite la temperatura camerei și presiunea timp de 28 de zile, iar apă s-a pulverizat la fiecare 3 zile pentru a preveni crăparea probelor, astfel încât să se obțină mostre de cărămidă nearse. În procesul de turnare, presiunea de 10MPa a fost folosită mai întâi pentru turnare și s-a constatat că proba nu a fost complet formată, iar pulberea a căzut. Și prin comparație, se constată că rezistența la compresiune a probelor formate sub presiunea de 15MPa este mai mare decât cea a probelor formate sub presiunea de 10MPa.
1.3 Caracterizarea structurală și testarea performanței
(1) Folosind difractometrul cu raze X model D/max-rA al companiei Rigaku din Japonia, a fost efectuată analiza de fază a materiilor prime de zgură de oțel și spinel de magnezie-alumină și cărămizile nearse după formare și întărire.
(2) Microscopul electronic cu scanare S-3000N din Hitachi, Japonia a fost folosit pentru a caracteriza morfologia, structura, forma și distribuția cărămizilor nearse.
(3) Folosind o mașină de testare universală electronică (CTM4304, China MTS Company), au fost efectuate testele de rezistență la compresiune și la încovoiere ale probelor de cărămidă nearse.
Rezultate și analize
2.1 Densitatea în vrac și absorbția de apă a cărămizilor nearse
(1) Densitatea în vrac a cărămizilor nearse prezintă o tendință generală de creștere odată cu creșterea conținutului de zgură de oțel decoperit și scăderea conținutului de spinel de magnezie-alumină reziduală. Când gradația particulelor de zgură de oțel decojite este de 0-1mm25 la sută, 1-3mm25 la sută și 3-5mm2{0 la sută, densitatea în vrac a cărămizii nearse este cea mai mare , care este 2863 kg/m3. Motivul poate fi faptul că conținutul de zgură de oțel exfoliată din eșantion crește, iar densitatea zgurii de oțel exfoliată este mai mare decât cea a spinelului de magneziu-alumină reziduală, ceea ce duce la creșterea densității globale în vrac a cărămizilor nearse. (2) Când gradația de particule a zgurii de oțel decojite este de 0~1mm15%, 1~3mm15%, 3~5mm30%, rata de absorbție a apei a cărămizii nearse este cea mai mică, care este de 6,07%, iar motivul poate fi 30 la sută deșeuri spinel de magnezie-aluminiu. Pulberea și zgura de oțel exfoliată de 0-1mm au umplut complet golurile din scheletul cărămizii nearse, rezultând o scădere a absorbției de apă a probei. Iar absorbția de apă a probelor sunt toate în conformitate cu cerințele de absorbție a apei mai mici de 18 la sută din standardul JC/T422-2007 „Caramizi pentru deșeuri de gunoi nesinterizate”.
2.2 Abaterea dimensională a cărămizilor nearse
Deoarece componentele active precum C2S, C3S și aluminatul feric de calciu din zgura de oțel decojită sunt gelatinoase, în timpul procesului de hidratare poate fi generat un activator care poate stimula activitatea cimentului, iar cimentul activat va duce la volumul de cărămizi care nu arde. Expansiune, deci are o anumită influență asupra dimensiunii cărămizilor nearse.
În acest test, cantitatea de ciment utilizată este de 10%, iar modificările dimensionale radiale și axiale ale piesei de prelucrat sunt relativ mici și nu apar fisuri pe suprafață. În conformitate cu cerințele JC/T422-2007 „aspect și dimensiune mai mici de 2 mm.
în concluzie
(1) Presiunea de formare și raportul materiilor prime influențează performanța cărămizilor nearse. Parametrii optimizați ai procesului de preparare obținuți prin cercetare sunt: decojirea zgurii de oțel 0-1mm25 la sută , 1-3mm15 la sută , 3-5mm20 la sută , spinel de magneziu-aluminiu 30 la sută , ciment 10 la sută , presiunea de turnare 15MPa.
(2) Pe lângă oxidul de magneziu și sulfatul de calciu original, cărămida nearsă obținută generează și o nouă fază de serpentină. Analiza morfologică arată că cărămizile care nu arde au o structură de placare și încrustate, iar particulele fine de spinel de magnezie-alumină sunt încorporate în scheletul neregulat de zgură de oțel exfoliat, care joacă un rol de umplere și face cărămizile care nu arzează sunt dense.
(3) În acest test, rata minimă de absorbție a apei a cărămizilor care nu se arde este de 6,07 la sută, iar rezistența maximă la compresiune este de 9,57 MPa, ceea ce îndeplinește cerințele standard ale JC/T446-2000 "Caramizi de pavaj din beton ". Acest studiu experimental este de mare importanță pentru utilizarea globală a materialelor refractare după utilizare.
