武汉理工大学毕业设计

武汉理工大学毕业设计（论文）烧结墙体材料抗泛碱技术研究学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所获得的研究成果。除了文中尤其加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经刊登或撰写的成果作品。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全理解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，容许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评比机构将本学位论文的所有或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保留和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在年解密后合用本授权书2、不保密囗。（请在以上对应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日(注：此页内容装订在论文扉页)摘要本文通过对页岩烧结砖泛霜试验，研究页岩烧结砖抗泛碱技术。变化页岩粉体的粒度，烧结砖中秸秆、锯末、碳酸钡等的掺量，以及制砖压强等条件。运用XRD、SEM及物理力学性能测定等手段，研究各原因对页岩烧结砖性能以及泛碱程度的影响。成果表明：伴随秸秆与锯末的掺入量提高，烧结砌块体积密度和抗压强度减少，吸水率与显气孔率增长；随秸秆粒径增大，烧结砌块的有关性能也体现出同样的规律；这是由于秸秆与锯末掺入量的增长以及秸秆粒径的增大能改善制品的孔隙构造，使制品的孔隙率增长；此外，对页岩粒径的研究表明，页岩粒径增大，体积密度减少，吸水率、显气孔率增大，抗压强度减少，这也是由于页岩粒径增大使得制品内部致密程度减少，孔隙增多所致。同步，对泛碱现象的研究显示：页岩粉体细度越高，烧结砖体现出的泛碱程度越低；秸秆和锯末的掺入，会减少页岩烧结砖的抗泛碱能力；碳酸钡等外加剂的掺入，能减少原料中可溶性盐的含量，从而减小泛霜发生的也许。关键词：页岩烧结砖；秸秆；锯末；碳酸钡；外加剂AbstractThisBasedonshalesinteredbricks’efflorescenceexperiment,thearticlestudiedtheefflorescence-resistancetechniqueofshalesinteredbrick.Thoughchangingthegranularityofhalepowders,thedosageofstraw,sawdust,bariumcarbonate(etc.)ininteredbricksandpressureorotherproductionconditions,andanalysisedwithXRD,SEMandphysicalandmechanicalperformance,theinfluenceofdifferentfactorsonshalesinteredbricks’performanceandefflorescencedegreehadbeenstudied.Theresultsshowedthat:themoreincorporationofstrawandsawdust,thelowerbulkdensityandcompressivestrength,andthehigherwaterabsorptionandapparentporosity,thisruleisreflectedintheprocessofincreasingtheparticlesizeofthestraw,whichisduetotheincorporationofthestrawandsawdustincreaseinparticlesizeandincreasingthestrawcanimprovetheporestructureofproducts;Inaddition,thestudyofshaleparticlesizeshowthatshaleparticlesizeincreases,thebulkdensityandthecompressivestrengthisreduced,waterabsorptionandporosityincreases,itisalsobecauseofthecompactshaleparticlesizeincreasereducethedegreeofinternaldenseandincreasethenumberofpores.Meanwhile,thestudyonefflorescenceprocessshowedthat:Thehighershalepowders'finenessis,Thelowersinteredbricks'efflorescencedegreeis.Whenmixedwithstrawandsawdust,shalesinteredbricks’efflorescence-resistanceabilitieswillreduce.Becauseofthereductionofsolublesaltsinrawmaterials,bariumcarbonateandotheradmixtureswillreducebricks’possibilityofefflorescence.KeyWords:shalesinteredbrick;straw;sawdust;bariumcarbonate;admixture目□□录（黑体小二号）第1章□绪论 1□□1.1□×××× 1□□1.2□×××× 3□□□□1.2.1□×××× 6………………第3章□空气燃烧火焰空间的数值模拟 26□□3.1□数值模型 26□□3.2□×××× 28□□3.3□×××× 30…………□□3.6□×××× 35…………参照文献 50道谢 51（宋体小四号，阿拉伯数字为TimeNewRoman小四号）第1章绪论烧结砖出窑或砌上墙后来，砖的表面出现白色斑点或一层白色粉末、白色絮状物，严重时展现鱼鳞状的剥离、脱落、粉化，有时颜色较深，视为“泛霜”。国标规定：优级品砖不容许出现泛霜，一级品只容许有轻度泛霜，合格品可有中度泛霜。在我国许多地区烧结砖泛霜是一种常见病，多发病。尽管泛霜出目前焙烧后的成品砖上，但并不是焙烧问题，在于原燃料中的有害成分，酿成于砖坯的干燥阶段，而焙烧后的一段时间才逐渐暴露出来。当用放大镜对成品砖仔细检查时，发现泛霜有两种不一样的状况。一种泛霜仅出目前砖表面有凸出的地方，如棱角、棱边以及有拉线凸出的部位，而在拉线的凹陷处及其他部位则没有泛霜。有时候还可隐现工人操作时留下的指纹，这并非脏手的痕迹，而是指痕施加的轻微压力挤出来的局部少许水分把泛霜（硫酸镁或硫酸钙）带到了表面，这些细微的差异使手纹尤其明显。因此，此类泛霜应归咎于原料土中具有硫酸镁或硫酸钙。另一种泛霜遍及整个砖的表面，就像沾了一层白粉甚至白色絮状物。这是砖坯在干燥过程中遭遇含硫气体如含硫烟气和原料土中的碳酸钙（石灰石）和碳酸镁（菱镁矿、白云石）生成的硫酸钙和硫酸镁析出在砖的表面产生泛霜，这种泛霜必须同步具有3个条件：原料中具有碳酸钙或碳酸镁、人工干燥所用烟气中有二氧化硫和三氧化硫、砖坯中有自由水，三者缺一不可，而烟气中的三氧化硫极易与潮湿空气中的水化合生成硫酸，这就是为何有时同一种原料土，自然干燥时不出现或少出现泛霜而人工干燥就会出现泛霜的原因。此类泛霜物质均有一种熔点高和易溶于水的特性，并可与泥料中的二氧化硅和三氧化二铝反应生成白色高熔点的硅酸盐和硅铝酸盐，并以钙长石（CaAlSi3O2）、镁橄榄石（MgSiO4）、顽辉石（MgSiO3）及正硅酸钡（Ba2SiO4）的形式形成白色或褐色粉末析出在砖的表面成为泛霜。由干硫酸镁比硫酸钙更易溶于水，也就更轻易产生泛霜。研究表明，泥料中可溶性硫酸盐（重要指硫酸镁和硫酸钙）的含量低于0.1%时不会产生泛霜，一旦其含量到达1%，泛霜将不可防止，当含量为0.2%～0.5%时在砖的棱角等凸出部位出现泛霜。当泥料中的氧化钙含量超过0.8%，同步气流中的三氧化硫含量又超过0.12%时产生泛霜。硫酸镁在971℃时只需1h，即可与二氧化硅充足反应生成不溶于水的硅酸镁而永不产生泛霜。硫酸钙则需在1097～1117℃时才能与二氧化硅反应生成不溶于水的硅酸钙。实际生产中原料成分很难变化，原煤中含硫也不易清除，砖坯成型离不开水，这就给成品砖产生泛霜发明了足够的条件。减少砖坯的成型水分，采用无硫烟气干燥砖坯和合适提高焙烧温度，都可以在一定条件下减轻泛霜，问题是减少成型水分，需要挤出机有足够的挤出压力。采用无硫烟气离不开脱硫设施，提高焙烧温度又受限于原料容许的最高烧成温度。因此，普遍认为采用外加剂是一条可行之路，经广泛筛选，除钡化物外还没有找到更有效的防治泛霜的措施，在德国每年要进口10万t碳酸钡用于防治烧结砖瓦的泛霜，德国艾森砖瓦研究所在年还专门开发出了防治泛霜的计算模型。改性木质磺酸钙加入泥料后能减少砖坯的成型水分，增长其密实度，从而有效地减轻泛霜的危害。目前处理泛霜采用的钡化物是碳酸钡和氯化钡，它们与硫酸钙、硫酸镁反应生成的硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、氯化钙、氯化镁都不溶于水，也不也许产生泛霜，并且氯化钙、氯化镁在772℃和712℃即砖的烧结温度之前，就已熔化与泥料中的硅生成不溶于水的硬质硅酸盐了[1]。1.1研究的目的和意义烧结一般砖、烧结多孔砖砌体在砌筑后1个~3个月,在砖的表面出现泛碱现象。砖墙泛碱是因砖墙体中具有的碱性氧化物和水反应生成碱的一种具有腐蚀性的化学反应。由于与可溶性的碱相对应的碱性氧化物如Na2O,K2O,CaO,BaO,MgO等,以不一样含量存在于砖体中,砖砌体一旦被水浸湿到达饱和状态时,砖中的碱性氧化物便和水产生化学反应,墙体被腐蚀破坏,并有白色氢氧化合物析出墙面,即表面有白色的粉末呈絮团状,厚度为0.5mm~8mm,易溶于水,使墙面泛白掉皮。[2]本试验重要研究了页岩墙体烧结砖的泛霜条件，通过控制砖料烧结前的掺加物种类和用量与制砖压力、烧结温度与时间以及烧结后的放置条件等原因观测烧结砖的泛霜状况，从而确定导致墙体烧结材料泛碱的原因。泛霜是指粘土烧结砖制品表面粉末状、薄膜状的盐沉积,泛霜的存在严重地影响着制品的内在和外观质量,轻者会影响建筑物外观,重者会导致砖表面层层剥落、砖体构造松散、缩短建筑物寿命。泛霜是存在于制品内部孔隙中的霜盐所致。当蒸发作用使孔隙水减少时,溶解于孔隙水中的可溶性盐到达饱和,便析出晶体。伴随晶体在体积上的增大,它会在孔隙内产生巨大的内应力,从而导致制品破坏,对/欠火砖0其破坏就更为严重。因此,泛霜的研究越来越引起人们的重视,西欧和苏联等国家已进行了大量的研究工作,重要是针对泛霜的成因机理提出了消除泛霜的措施。我国这方面的研究较少。因此,生产中砖厂不能科学地选料,致使砖泛霜现象普遍存在。尤其是在我国东北、西北、沿海地区,砖泛霜严重地影响着砖的质量,许多砖厂因此而被迫停产或转产。因此,深入研究泛霜的成因机理将对提高砖制品质量,处理我国砖泛霜问题有着十分重要的意义。[3]1.2国内外研究现实状况由于目前中国粘土砖生产实行节省天然粘土的基本国策,各地砖厂大量采用煤矸石、煤渣等工业废渣,使得粘土砖坯体中的硫酸盐含量增长。又由于在粘土砖烧成的过程中,部分窑中采用了余热运用工艺技术,使得烟气中SO3浓度加大,不利于页岩砖烧成过程中坯体内SO3的排放,导致页岩砖硫酸盐含量超标,从而导致大范围内页岩砖出现泛霜加重的趋势。[4]以往的研究表明，白霜生成是使砖强度减少的原因之一。砖在使用过程中，白霜生成越多，强度减少也越多。从文献[2]中的成果可知，烧结黏土砖由于白霜生成很少，因此泛霜是十分轻微的，对砖的强度影响很小，甚至不影响。且烧结黏土砖试样上的霜盐也是首先出目前砖的棱、角、顶面以及未充足燃烧的砖的黑色压痕处。因此，在老式的城镇建设中，烧结黏土砖作为重要墙体材料，它的轻微泛霜对砖的强度和耐久性并无大碍，在施工中可以正常使用。陈宝海[5]运用石墨尾矿制备石墨尾矿烧结砖，烧结砖除泛霜外，其他性能符合GB5101-。研究证明，烧结砖的泛霜物质重要为钙镁硫酸盐（CaSO4、MgSO4）和钙镁碳酸盐（CaCO3、MgCO3）。烧结制品泛霜与制品原料矿物构成、孔隙率等原因有亲密关系。目前，克制烧结砖泛霜的重要途径有控制原料中含硫量，控制原料细度，在原料中加入外加剂等。HaroldBrocken等[6]研究了混凝土砌块砖泛霜物质的来源，得出碳酸钙矾石是泛霜出现的源物质。AnaAndrés等[7]研究发现，在一定烧结条件下添加木质素磺酸铵盐和碳酸钡可克制泛霜。本试验在制备石墨尾矿烧结砖工艺技术基础上[5]，采用添加外加剂和磨细原料的措施克制烧结砖泛霜，并研究了烧结砖泛霜及其克制机理。1.3课题研究内容与预期目的。第2章原材料准备与试验措施2.1原材料2.2试样制备2.2.1原料的粉磨与配料2.2.2成型及烧成2.3试验原理与方案2.3.1泛霜试验第3章试验成果与分析3.1可塑性指标3.2体积密度、吸水率、显气孔率3.3烧成收缩3.4抗压强度3.5微观分析3.6泛碱状况及成果分析第4章结论参照文献曹世璞.话说泛霜[J].砖瓦世界.(11).张春华.砖墙泛碱初探[J]