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三叠系杂页岩制备西式瓦坯的工艺流程
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三叠系杂页岩制备西式瓦坯的工艺流程
网址:www.qianghuiwaye.com 添加时间:2016-4-21 点击(1099)

    以灰色和红色两种三叠系页岩为原料,用正交试验法确定烧成瓦坯体配方和烧成制度,借助XR与月术测试坯体的矿物组成和微观结构。结果表明:红色与灰色页岩的最佳配比为1v最佳烧成温度为1OS0C,烧成周期2在此工艺条件下制备的西式瓦坯各项性能指标符合技术要求。用灰色页岩和红色页岩制备烧成瓦坯,b,相以石英为主,含少量的莫来石相,并含有一定的玻璃相。西式瓦是由粘土或其他无机非金属原料经成型、烧成等工艺处理,用于建筑物屋面覆盖及装饰的板状或块状烧成制品。西式瓦是近年来国内大力发展的一种新型屋面材料,具有强度高、抗震、耐久、阻燃、耐寒、吸水率低、排水快、造型起伏变化大、立体感强等诸多良好特性。它把仅能满足遮风挡雨基本功能的普通瓦类升级为以装饰功能为主的多功能烧成瓦,其装饰效果古朴自然,经典怀旧,风韵雅致,现已成为各种中高档酒店别墅、楼宇亭台、大型商业中心、市政工程等建筑的首选屋面装饰材料。我国建筑工程屋面应用烧成瓦的快速增长,必将进一步刺激社会需求量的大大增加。可以预测,到2020年西式瓦将成为我国建筑屋面的主导产品。我国页岩资源丰富,属于优势矿种,以页岩代替粘土生产西式瓦有着广阔发展前景。从地质年代来看,一般制瓦原料在新生代的第三纪和中生代的白至纪、侏罗纪、三叠纪。据勘探,三叠系页岩是由砂质页岩、粉砂岩、石英砂岩、钙质粉砂岩、页岩等岩层交互形成,该地域储量大但因品位低而没被大量开采利用。本研究拟资源化利用该杂页岩研制高品位、高档次、高附加值的高档建筑用西式瓦,将不具备农作物生长条件的杂页岩矿山资源加以开发利用。该产品的研制与开发,符合我国墙体材料节地政策,顺应建筑发展潮流,满足消费需求,对地方经济的科学发展将起到重要的带动作用。两种页岩通过粉磨、过筛,按照灰色页岩与红色页岩一定的质量比配制坯料,加水后置于密封袋内陈腐2412噪泥一次。然后在的模具里成型、脱模,试样在空气中自然干燥至表面发白,再放入110℃的鼓风干燥箱内直至试样恒重为止,制成生坯。把生坯放入电阻炉中按制定的烧成制度烧成,取出即成熟坯。研究表明,并非任何页岩都可作为瓦坯的原料,能否作为制瓦原料,不仅从页岩的化学成分判断,更重要的是要看页岩的矿物组成,并且要进行工艺物理性能测试才可确定。表3为制瓦原料的化学成分的适宜范围,与表1对比可知:两种页岩的化学成分都在要求范围内,可初步判定可以用于烧成瓦的制备。为了确定两种页岩的矿物组成,利用1'2000型鞘寸线衍射仪测定灰色页岩、红色页岩坯体的XRl)图,如图1,2所示。分析图谱可知,灰色页岩主要含石英矿物、长石类矿物、粘土类矿物、石灰质矿物、铁矿红长。含量高低次序为:石英、长石类、铁矿、石灰质、伊利石粘土类。粘土类矿物含量不高,主要为伊利石谱等色页岩主要含石英矿物、长石类矿物、粘土类矿物、铁矿等。含量高低次序为:石英、伊利石、铁矿、高岭石、石、蒙脱石粘土类矿物主要为伊利石一含量明显高于灰色页岩,并且含有一定量的高岭石和微量的蒙脱石。两种页岩中主要的粘土矿物为伊利石,说明它们都属于伊利石页岩类。灰色页岩粘土类矿物含量过少,非粘土矿物较高,红页岩粘土类矿物含量较高,因此判定用这两种页岩矿物搭配使用更有利于生产。测定了两种页岩的矿物组成,分别对两种页岩进行工艺物理性能的测试,结果如表2从表2试验结果可以看出,红色页岩的塑限低,可塑性好,灰色页岩的塑限高,可塑性差。这与两种页岩中的伊利石粘土的含量及惰性矿物长石含量有关。从锻烧后性能看,灰色页岩烧成后强度大,吸水率小,说明其烧成状态好。而红色页岩强度次于灰色,因此再次证明用这两种页岩矿物搭配使用更有利于生产。为确定最佳配比,本试验以红灰料配比、加水量和湿泥浆过筛目数为三因素,构成三因素三水平的因素正交表4所示。根据正交表工,C3>3进行试验。因为瓦产品的品种除了根据形状和表面状态分类外,主要是根据吸水率的大小将产品分为工类其6叫>,II类喊la叫,>600o).II磷其18叫,>10.叫)、青瓦其21.叫,>18000)}3},故以烧成后坯体吸水率为评价指标,确定优化配方如表5原料配比正交优化试验确定的原料配比优化方案为人玛叹也即灰色页岩与亮红页岩质量比10}40干粉料加水11攀磨好的泥浆过120目筛。33坯体烧成制度的优化为了确定西式瓦坯的最佳焙烧温度制度,依据前面确定的原料配比,再次应用正交试验法对焙烧温度制度的相应指标进行考察。温度制度包括烧成温度、升温速度、保温时间及冷却速率等参数!。因此影响考察指标的主要因素有烧成温度(A)、保温时间(B)、升温速率((拜口自然冷却温度(D)四个因素,分别确定各因素的水平数。其中,升温速率三个水平为(;:室温一3000C/m粤300}500狱120C/m平500}850
0C,80C/m1n850一max120C/m}(:室温一3000C,150C/min300一5000C,100C/min500一8500C,60C/ming50一max100C/m},(;:室温一300150C/min300一500狱100C/min500一850狱(,0C/m粤850一max120C/min,冷却制度分别选取珍保温后直接取出、几炉温降至4000Q仅出和砚炉温降至200℃取出三个水平。按四因素三水平,选取工,C3>4即可满足实验要求,如表6试验内容如表7所示。为了研究最优方案坯体的矿物组成和微观结构,利用1'-2000型鞘寸线衍射仪和KYKY2800型电子扫描显微镜,对按照上述最优方案制备的坯体料进行XRD分析及MM分析。分析结果如图入图4从XRl)图谱和日玉」图分机用灰色页岩和红色页岩制备西式瓦坯,晶相以石英为主,含少量的莫来石相,并含有一定的玻璃相。结果表明,西式瓦坯的显微结构是以固相作骨架,液相填充其间并粘结固相,西式瓦坯烧成属于液相烧成。坯体在加热过程中发生的主要为物理化学变化:坯体排除残留水分,高岭石、伊利石矿物脱水,晶体结构被破坏,新的结晶相莫来石形成和液态玻璃相形成。对比性能得知:最优方案坯体的抗压强度、干燥收缩率、烧成收缩率均优于焦作坯体;吸水率和体积密度略次于焦作坯体,但符合国家标准U/T21149-2007I工类标准。是投资五千万元全套引进意大利设备与技术的企业,生产采用全自动流水线,历经二十几道工序,产品为高档建筑屋面西式瓦。由此可推出,若将宜阳县页岩用于实际工厂生产中,有良好的生产设备和技术,一定能够生产出优质的西式瓦。(1从分析宜阳县页岩矿物资源的两种页岩来看,利用宜阳三叠系杂页岩制备高档西式瓦具有可行性。在不添加粘土的情况下,灰色页岩与红色页岩合理配比可制备出高档的西式瓦。若将此资源开发利用,发挥其价值,对开辟新的高档制瓦原料领域,保护土地科学发展地方经济具有重要意义;(2通过正交试验确定最佳配方为灰色页岩和红色页岩的质量比为10坯体烧成温度为1050C,烧成周期2b利用XRD与S1}1V1测试手段分析,坯体以主晶相石英及少量的莫来石相作为坯体骨架结构,并含有一定的玻璃相,液相填充其间并粘结固相,使坯体具有较高的机械强度;3>通过与实际工厂的对比试验,证明此西式瓦坯在最优方案下,综合技术指标较优,并且可以达到国家(:B}毛11492007I工类标准。www.qianghuiwaye.com


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