In questo documento, le scorie di acciaio spogliate dei mattoni di scarto di magnesia-allumina spinello e di scarto di magnesia-spinello di allumina sono utilizzate come materie prime principali e il cemento viene utilizzato per preparare mattoni non cotti. Per ottenere parametri di processo ottimizzati, può fornire un riferimento tecnico per l'utilizzo complessivo dei materiali refrattari dopo l'uso.
test
1.1 Materie prime
Le scorie d'acciaio e gli spinelli di magnesia-alluminio di scarto si ottengono dopo essere stati smantellati, tagliati e smistati da strumenti come martelli e macchine da taglio.
(1) Scoria d'acciaio di stripping: dopo la frantumazione, la macinazione a sfere e la vagliatura, si ottengono tre diverse specifiche di 0-1, 1-3 e 3-5 mm. Poiché 1-3mm e 3-5mm materie prime scorie d'acciaio spogliate possono fungere da componente scheletro nel mattone non bruciato e svolgere un ruolo di supporto, migliorare la resistenza del mattone non bruciato e ridurre il costo di produzione del mattone , quindi la sabbia naturale non viene aggiunta al rapporto. La composizione chimica della scoria d'acciaio spogliata è mostrata nella Tabella 1. Si può vedere che le materie prime della scoria d'acciaio spogliata sono scorie d'acciaio ad alto contenuto di ferro (Fe2O3) e ad alto contenuto di sabbia (SiO2), e le fasi principali della le scorie di acciaio spogliate sono fase di silicato bicalcico e fase di ossido di calcio libero; La struttura a strati è porosa e non densa, simile alla microstruttura dell'argilla, quindi può sostituire l'argilla per produrre mattoni che non bruciano. L'analisi EDS mostra che gli elementi principali delle scorie di acciaio esfoliate sono Si, Mg, Al, Ca, Fe e così via.
(2) Spinello di magnesia-alluminio di scarto: passare attraverso un setaccio a maglie 45- dopo la macinazione a sfere per garantire che la dimensione delle particelle della materia prima del campione sia inferiore a 0,5 nm. I componenti principali dello spinello magnesia-alluminio di scarto sono Al2O3 e MgO; dopo l'analisi, si può concludere che le fasi principali dello spinello magnesia-alluminio di scarto sono la fase periclasio e la fase spinello magnesia-alluminio; si può osservare che lo spinello di magnesio-alluminio di scarto La pietra è una struttura stratificata. Attraverso l'analisi dello spettro energetico EDS, si può vedere che gli elementi principali dello spinello di magnesia-allumina di scarto sono Al, Mg, Si, ecc., e ci sono molti elementi di alluminio, che possono fornire la forza necessaria per i mattoni incombusti.
(3) Cemento: P·O42.5, la prestazione soddisfa i requisiti di GB175-2007 "General Portland Cement". Il cemento viene utilizzato come componente cementizio e attivatore nei mattoni crudi.
1.2 Preparazione del campione
Questo campione di prova viene preparato mediante i processi di dosaggio, miscelazione, stampaggio e indurimento. Le condizioni di dosaggio sono: la scoria di acciaio spogliata è del 60 percento, 70 percento (divisa in tre specifiche di 0-1, 1-3, 3-5mm), lo spinello di magnesia-alluminio di scarto è del 20 percento, 30 per cento, cemento e acqua sono rispettivamente fissati al 10 per cento, 2 per cento. Il materiale viene miscelato miscelando prima a secco per 2 minuti, quindi aggiungendo acqua e miscelando a umido per 2 minuti. Dopo che le materie prime sono state miscelate uniformemente, viene adottato il processo di stampaggio. Il diametro dello stampo è di 20 mm e la pressione di stampaggio è di 15 MPa. Dopo la sformatura, i campioni sono stati curati a temperatura e pressione ambiente per 28 giorni, e acqua nebulizzata ogni 3 giorni per evitare la rottura dei campioni, in modo da ottenere campioni di mattoni incombusti. Nel processo di stampaggio, è stata utilizzata prima la pressione di 10 MPa per lo stampaggio e si è riscontrato che il campione non era completamente formato e la polvere cadeva. E attraverso il confronto, si trova che la resistenza alla compressione dei campioni formati sotto la pressione di 15 MPa è superiore a quella dei campioni formati sotto la pressione di 10 MPa.
1.3 Caratterizzazione strutturale e prove prestazionali
(1) Utilizzando il diffrattometro a raggi X modello D/max-rA della Rigaku Company of Japan, è stata eseguita l'analisi di fase delle materie prime di scorie di acciaio e spinello di magnesia-allumina e dei mattoni non cotti dopo la formatura e l'indurimento.
(2) Il microscopio elettronico a scansione S-3000N di Hitachi, Giappone è stato utilizzato per caratterizzare la morfologia, la struttura, la forma e la distribuzione dei mattoni incombusti.
(3) Utilizzando una macchina di prova universale elettronica (CTM4304, China MTS Company), sono state eseguite le prove di resistenza alla compressione e alla flessione dei campioni di mattoni incombusti.
Risultati e analisi
2.1 Densità apparente e assorbimento d'acqua dei mattoni incombusti
(1) La densità apparente dei mattoni incombusti mostra una tendenza generale all'aumento con l'aumento del contenuto di scorie di acciaio sverniciato e la diminuzione del contenuto di spinello di magnesia-allumina di scarto. Quando la gradazione delle particelle di scorie di acciaio sbucciate è 0-1mm25 percento , 1-3mm25 percento e 3-5mm20 percento , la densità apparente del mattone incombusto è la massima , ovvero 2863 kg/m3. Il motivo potrebbe essere che il contenuto di scorie di acciaio esfoliate nel campione aumenta e la densità delle scorie di acciaio esfoliate è superiore a quella dello spinello magnesia-allumina di scarto, il che porta all'aumento della densità apparente complessiva dei mattoni incombusti. (2) Quando la gradazione delle particelle della scoria d'acciaio sbucciata è 0~1mm15 percento, 1~3mm15 percento, 3~5mm30 percento, il tasso di assorbimento d'acqua del mattone incombusto è il più piccolo, che è 6,07 percento, e il motivo potrebbe essere 30 percento di scarto di spinello di magnesia e alluminio. La polvere e le scorie di acciaio esfoliate di 0-1 mm hanno riempito completamente i vuoti nello scheletro del mattone non bruciato, determinando una diminuzione dell'assorbimento d'acqua del campione. E l'assorbimento d'acqua dei campioni è tutto in linea con i requisiti dell'assorbimento d'acqua inferiore al 18% nello standard JC/T422-2007 "Non-sintered Garbage Tailings Bricks".
2.2 Deviazione dimensionale dei mattoni crudi
Poiché i componenti attivi come C2S, C3S e alluminato ferrico di calcio nelle scorie di acciaio pelate sono gelatinosi, durante il processo di idratazione può essere generato un attivatore che può stimolare l'attività del cemento e il cemento attivato porterà al volume di mattoni non brucianti. Espansione, quindi ha una certa influenza sulla dimensione dei mattoni incombusti.
In questo test, la quantità di cemento utilizzata è del 10% e le variazioni dimensionali radiali e assiali del pezzo in lavorazione sono relativamente piccole e non compaiono crepe sulla superficie. In linea con JC/T422-2007 "aspetto e deviazione delle dimensioni inferiori ai requisiti di 2 mm.
Insomma
(1) La pressione di formatura e il rapporto delle materie prime influiscono sulle prestazioni dei mattoni non cotti. I parametri del processo di preparazione ottimizzato ottenuti attraverso la ricerca sono: scorie di acciaio da pelatura 0-1mm25 percento, 1-3mm15 percento, 3-5mm20 percento, spinello di magnesio-alluminio 30 percento, cemento 10 percento, pressione di stampaggio 15MPa.
(2) Oltre all'originale ossido di magnesio e solfato di calcio, il mattone incombusto ottenuto genera anche una nuova fase di serpentino. L'analisi morfologica mostra che i mattoni non infiammabili hanno un rivestimento e una struttura intarsiata, e le particelle fini di spinello magnesia-allumina sono incorporate nello scheletro irregolare di scorie d'acciaio esfoliate, che svolge un ruolo di riempimento e rende densi i mattoni non infiammabili.
(3) In questo test, il tasso minimo di assorbimento d'acqua dei mattoni non infiammabili preparati è del 6,07% e la resistenza massima alla compressione è di 9,57 MPa, che soddisfa i requisiti standard di JC/T446-2000 "Concrete Pavement Bricks ". Questo studio sperimentale è di grande importanza per l'utilizzo complessivo dei materiali refrattari dopo l'uso.
