En este documento, la escoria de acero despojada de ladrillos de espinela de magnesia-alúmina de desecho y espinela de magnesia-alúmina de desecho se utilizan como las principales materias primas, y el cemento se usa para preparar ladrillos sin quemar. Para obtener parámetros de proceso optimizados, puede proporcionar una referencia técnica para la utilización general de materiales refractarios después de su uso.
prueba
1.1 Materias primas
La escoria de acero decapado y la espinela de magnesio y aluminio de desecho se obtienen después de ser decapados, cortados y clasificados con herramientas como martillos y máquinas cortadoras.
(1) Escoria de acero de decapado: Después de triturar, moler bolas y cribar, se obtienen tres especificaciones diferentes de 0-1, 1-3 y 3-5 mm. Debido a que las materias primas de escoria de acero pelado de 1-3mm y 3-5mm pueden actuar como el componente del esqueleto en el ladrillo sin quemar y desempeñar un papel de soporte, mejorar la resistencia del ladrillo sin quemar y reducir el costo de fabricación de ladrillos. , por lo que no se añade arena natural a la proporción. La composición química de la escoria de acero decapado se muestra en la Tabla 1. Se puede ver que las materias primas de la escoria de acero decapado son escoria de acero con alto contenido de hierro (Fe2O3) y alto contenido de arena (SiO2), y las principales fases de la las escorias de acero decapado son fase de silicato dicálcico y fase de óxido de calcio libre; La estructura en capas es porosa y no densa, similar a la microestructura de la arcilla, por lo que puede reemplazar a la arcilla para producir ladrillos que no se queman. El análisis EDS muestra que los elementos principales de la escoria de acero exfoliada son Si, Mg, Al, Ca, Fe, etc.
(2) Espinela de magnesio y aluminio de desecho: pase a través de un tamiz de malla 45-después del molino de bolas para garantizar que el tamaño de partícula de la materia prima de la muestra sea inferior a 0.5nm. Los componentes principales de los residuos de espinela de magnesia y aluminio son Al2O3 y MgO; después del análisis, se puede concluir que las principales fases de los residuos de magnesia-espinela de aluminio son la fase de periclasa y la fase de magnesia-espinela de aluminio; se puede observar que la piedra de desecho de espinela de magnesia y aluminio es una estructura en capas. A través del análisis del espectro de energía EDS, se puede ver que los elementos principales de la espinela de magnesia-alúmina residual son Al, Mg, Si, etc., y hay muchos elementos de aluminio que pueden proporcionar la resistencia necesaria para los ladrillos sin quemar.
(3) Cemento: P·O42.5, el desempeño cumple con los requisitos de GB175-2007 "General Portland Cement". El cemento se utiliza como componente cementoso y activador en ladrillos sin quemar.
1.2 Preparación de muestras
Esta muestra de prueba se prepara mediante los procesos de procesamiento por lotes, mezclado, moldeado y curado. Las condiciones de dosificación son: escoria de acero decapado es 60 por ciento, 70 por ciento (dividida en tres especificaciones de 0-1, 1-3, 3-5 mm), espinela de magnesio y aluminio residual es 20 por ciento, 30 por ciento , cemento y agua se fijan respectivamente en 10 por ciento , 2 por ciento . El material se mezcla primero mezclando en seco durante 2 minutos y luego agregando agua y mezclando en húmedo durante 2 minutos. Después de mezclar uniformemente las materias primas, se adopta el proceso de moldeo. El diámetro del molde es de 20 mm y la presión de moldeo es de 15 MPa. Después del desmoldeo, las muestras se curaron a temperatura y presión ambiente durante 28 d, y se rociaron con agua cada 3 d para evitar el agrietamiento de las muestras, de modo que se obtengan muestras de ladrillos sin quemar. En el proceso de moldeo, primero se usó la presión de 10MPa para moldear, y se encontró que la muestra no estaba completamente formada y el polvo se cayó. Y a través de la comparación, se encuentra que la resistencia a la compresión de las muestras formadas bajo la presión de 15MPa es mayor que la de las muestras formadas bajo la presión de 10MPa.
1.3 Caracterización estructural y pruebas de desempeño
(1) Usando el difractómetro de rayos X modelo D/max-rA de Rigaku Company de Japón, se llevó a cabo el análisis de fase de las materias primas de escoria de acero y espinela de magnesia-alúmina y los ladrillos sin quemar después de la formación y el curado.
(2) El microscopio electrónico de barrido S-3000N de Hitachi, Japón, se utilizó para caracterizar la morfología, la estructura, la forma y la distribución de los ladrillos sin quemar.
(3) Usando una máquina de prueba universal electrónica (CTM4304, China MTS Company), se llevaron a cabo las pruebas de resistencia a la compresión y a la flexión de las muestras de ladrillo sin quemar.
Resultados y Análisis
2.1 Densidad aparente y absorción de agua de ladrillos sin quemar
(1) La densidad aparente de los ladrillos sin quemar muestra una tendencia general creciente con el aumento del contenido de escoria de acero decapado y la disminución del contenido de espinela de magnesia-alúmina residual. Cuando la gradación de las partículas de escoria de acero pelada es 0-1mm25 por ciento, 1-3mm25 por ciento y 3-5mm20 por ciento, la densidad aparente del ladrillo sin quemar es la más grande , que es 2863kg/m3. La razón puede ser que el contenido de escoria de acero exfoliada en la muestra aumenta, y la densidad de la escoria de acero exfoliada es más alta que la de los desechos de espinela de magnesia-alúmina, lo que conduce a un aumento de la densidad aparente general de los ladrillos sin quemar. (2) Cuando la gradación de partículas de la escoria de acero pelada es 0~1mm15 por ciento, 1~3mm15 por ciento, 3~5mm30 por ciento, la tasa de absorción de agua del ladrillo sin quemar es la más pequeña, que es 6,07 por ciento, y la razón puede ser 30 por ciento de residuos de espinela de magnesia y aluminio. El polvo y la escoria de acero exfoliada de 0-1 mm llenaron por completo los vacíos en el esqueleto del ladrillo sin quemar, lo que resultó en una disminución en la absorción de agua de la muestra. Y la absorción de agua de las muestras está en línea con los requisitos de absorción de agua de menos del 18 por ciento en el estándar JC/T422-2007 "Ladrillos de relaves de basura no sinterizados".
2.2 Desviación dimensional de ladrillos sin quemar
Dado que los componentes activos como C2S, C3S y aluminato férrico de calcio en la escoria de acero pelada son gelatinosos, se puede generar un activador que puede estimular la actividad del cemento durante el proceso de hidratación, y el cemento activado conducirá al volumen de ladrillos que no se queman. Expansión, por lo que tiene cierta influencia en el tamaño de los ladrillos sin quemar.
En esta prueba, la cantidad de cemento utilizada es del 10 por ciento, y los cambios dimensionales radiales y axiales de la pieza de trabajo son relativamente pequeños y no aparecen grietas en la superficie. De acuerdo con JC/T422-2007 "requisitos de desviación de apariencia y tamaño de menos de 2 mm.
en conclusión
(1) La presión de formación y la proporción de materias primas influyen en el rendimiento de los ladrillos sin quemar. Los parámetros del proceso de preparación optimizado obtenidos a través de la investigación son: pelado de escoria de acero 0-1mm25 por ciento, 1-3mm15 por ciento, 3-5mm20 por ciento, espinela de magnesio y aluminio 30 por ciento, cemento 10 por ciento, presión de moldeo 15 MPa.
(2) Además del óxido de magnesio y sulfato de calcio originales, el ladrillo sin quemar obtenido también genera una nueva fase de serpentina. El análisis morfológico muestra que los ladrillos que no se queman tienen una estructura de revestimiento e incrustaciones, y las partículas finas de espinela de magnesia y alúmina están incrustadas en el esqueleto de escoria de acero exfoliado irregular, que desempeña un papel de relleno y hace que los ladrillos que no se queman sean densos.
(3) En esta prueba, la tasa mínima de absorción de agua de los ladrillos preparados que no se queman es del 6,07 por ciento y la resistencia máxima a la compresión es de 9,57 MPa, lo que cumple con los requisitos estándar de JC/T446-2000 "Ladrillos de pavimento de hormigón ". Este estudio experimental es de gran importancia para la utilización general de los materiales refractarios después de su uso.
