武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）燒結(jié)墻體材料抗泛堿技術(shù)研究學(xué)位論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所獲得的研究成果。除了文中尤其加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)刊登或撰寫的成果作品。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全理解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，容許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士論文評比機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的所有或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保留和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密囗，在年解密后合用本授權(quán)書2、不保密囗。（請?jiān)谝陨蠈?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名：年月日導(dǎo)師簽名：年月日(注：此頁內(nèi)容裝訂在論文扉頁)摘要本文通過對頁巖燒結(jié)磚泛霜試驗(yàn)，研究頁巖燒結(jié)磚抗泛堿技術(shù)。變化頁巖粉體的粒度，燒結(jié)磚中秸稈、鋸末、碳酸鋇等的摻量，以及制磚壓強(qiáng)等條件。運(yùn)用XRD、SEM及物理力學(xué)性能測定等手段，研究各原因?qū)搸r燒結(jié)磚性能以及泛堿程度的影響。成果表明：伴隨秸稈與鋸末的摻入量提高，燒結(jié)砌塊體積密度和抗壓強(qiáng)度減少，吸水率與顯氣孔率增長；隨秸稈粒徑增大，燒結(jié)砌塊的有關(guān)性能也體現(xiàn)出同樣的規(guī)律；這是由于秸稈與鋸末摻入量的增長以及秸稈粒徑的增大能改善制品的孔隙構(gòu)造，使制品的孔隙率增長；此外，對頁巖粒徑的研究表明，頁巖粒徑增大，體積密度減少，吸水率、顯氣孔率增大，抗壓強(qiáng)度減少，這也是由于頁巖粒徑增大使得制品內(nèi)部致密程度減少，孔隙增多所致。同步，對泛堿現(xiàn)象的研究顯示：頁巖粉體細(xì)度越高，燒結(jié)磚體現(xiàn)出的泛堿程度越低；秸稈和鋸末的摻入，會減少頁巖燒結(jié)磚的抗泛堿能力；碳酸鋇等外加劑的摻入，能減少原料中可溶性鹽的含量，從而減小泛霜發(fā)生的也許。關(guān)鍵詞：頁巖燒結(jié)磚；秸稈；鋸末；碳酸鋇；外加劑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□□錄（黑體小二號）第1章□緒論 1□□1.1□×××× 1□□1.2□×××× 3□□□□1.2.1□×××× 6………………第3章□空氣燃燒火焰空間的數(shù)值模擬 26□□3.1□數(shù)值模型 26□□3.2□×××× 28□□3.3□×××× 30…………□□3.6□×××× 35…………參照文獻(xiàn) 50道謝 51（宋體小四號，阿拉伯?dāng)?shù)字為TimeNewRoman小四號）第1章緒論燒結(jié)磚出窯或砌上墻后來，磚的表面出現(xiàn)白色斑點(diǎn)或一層白色粉末、白色絮狀物，嚴(yán)重時(shí)展現(xiàn)魚鱗狀的剝離、脫落、粉化，有時(shí)顏色較深，視為“泛霜”。國標(biāo)規(guī)定：優(yōu)級品磚不容許出現(xiàn)泛霜，一級品只容許有輕度泛霜，合格品可有中度泛霜。在我國許多地區(qū)燒結(jié)磚泛霜是一種常見病，多發(fā)病。盡管泛霜出目前焙燒后的成品磚上，但并不是焙燒問題，在于原燃料中的有害成分，釀成于磚坯的干燥階段，而焙燒后的一段時(shí)間才逐漸暴露出來。當(dāng)用放大鏡對成品磚仔細(xì)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)泛霜有兩種不一樣的狀況。一種泛霜僅出目前磚表面有凸出的地方，如棱角、棱邊以及有拉線凸出的部位，而在拉線的凹陷處及其他部位則沒有泛霜。有時(shí)候還可隱現(xiàn)工人操作時(shí)留下的指紋，這并非臟手的痕跡，而是指痕施加的輕微壓力擠出來的局部少許水分把泛霜（硫酸鎂或硫酸鈣）帶到了表面，這些細(xì)微的差異使手紋尤其明顯。因此，此類泛霜應(yīng)歸咎于原料土中具有硫酸鎂或硫酸鈣。另一種泛霜遍及整個(gè)磚的表面，就像沾了一層白粉甚至白色絮狀物。這是磚坯在干燥過程中遭遇含硫氣體如含硫煙氣和原料土中的碳酸鈣（石灰石）和碳酸鎂（菱鎂礦、白云石）生成的硫酸鈣和硫酸鎂析出在磚的表面產(chǎn)生泛霜，這種泛霜必須同步具有3個(gè)條件：原料中具有碳酸鈣或碳酸鎂、人工干燥所用煙氣中有二氧化硫和三氧化硫、磚坯中有自由水，三者缺一不可，而煙氣中的三氧化硫極易與潮濕空氣中的水化合生成硫酸，這就是為何有時(shí)同一種原料土，自然干燥時(shí)不出現(xiàn)或少出現(xiàn)泛霜而人工干燥就會出現(xiàn)泛霜的原因。此類泛霜物質(zhì)均有一種熔點(diǎn)高和易溶于水的特性，并可與泥料中的二氧化硅和三氧化二鋁反應(yīng)生成白色高熔點(diǎn)的硅酸鹽和硅鋁酸鹽，并以鈣長石（CaAlSi3O2）、鎂橄欖石（MgSiO4）、頑輝石（MgSiO3）及正硅酸鋇（Ba2SiO4）的形式形成白色或褐色粉末析出在磚的表面成為泛霜。由干硫酸鎂比硫酸鈣更易溶于水，也就更輕易產(chǎn)生泛霜。研究表明，泥料中可溶性硫酸鹽（重要指硫酸鎂和硫酸鈣）的含量低于0.1%時(shí)不會產(chǎn)生泛霜，一旦其含量到達(dá)1%，泛霜將不可防止，當(dāng)含量為0.2%～0.5%時(shí)在磚的棱角等凸出部位出現(xiàn)泛霜。當(dāng)泥料中的氧化鈣含量超過0.8%，同步氣流中的三氧化硫含量又超過0.12%時(shí)產(chǎn)生泛霜。硫酸鎂在971℃時(shí)只需1h，即可與二氧化硅充足反應(yīng)生成不溶于水的硅酸鎂而永不產(chǎn)生泛霜。硫酸鈣則需在1097～1117℃時(shí)才能與二氧化硅反應(yīng)生成不溶于水的硅酸鈣。實(shí)際生產(chǎn)中原料成分很難變化，原煤中含硫也不易清除，磚坯成型離不開水，這就給成品磚產(chǎn)生泛霜發(fā)明了足夠的條件。減少磚坯的成型水分，采用無硫煙氣干燥磚坯和合適提高焙燒溫度，都可以在一定條件下減輕泛霜，問題是減少成型水分，需要擠出機(jī)有足夠的擠出壓力。采用無硫煙氣離不開脫硫設(shè)施，提高焙燒溫度又受限于原料容許的最高燒成溫度。因此，普遍認(rèn)為采用外加劑是一條可行之路，經(jīng)廣泛篩選，除鋇化物外還沒有找到更有效的防治泛霜的措施，在德國每年要進(jìn)口10萬t碳酸鋇用于防治燒結(jié)磚瓦的泛霜，德國艾森磚瓦研究所在年還專門開發(fā)出了防治泛霜的計(jì)算模型。改性木質(zhì)磺酸鈣加入泥料后能減少磚坯的成型水分，增長其密實(shí)度，從而有效地減輕泛霜的危害。目前處理泛霜采用的鋇化物是碳酸鋇和氯化鋇，它們與硫酸鈣、硫酸鎂反應(yīng)生成的硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、氯化鈣、氯化鎂都不溶于水，也不也許產(chǎn)生泛霜，并且氯化鈣、氯化鎂在772℃和712℃即磚的燒結(jié)溫度之前，就已熔化與泥料中的硅生成不溶于水的硬質(zhì)硅酸鹽了[1]。1.1研究的目的和意義燒結(jié)一般磚、燒結(jié)多孔磚砌體在砌筑后1個(gè)~3個(gè)月,在磚的表面出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象。磚墻泛堿是因磚墻體中具有的堿性氧化物和水反應(yīng)生成堿的一種具有腐蝕性的化學(xué)反應(yīng)。由于與可溶性的堿相對應(yīng)的堿性氧化物如Na2O,K2O,CaO,BaO,MgO等,以不一樣含量存在于磚體中,磚砌體一旦被水浸濕到達(dá)飽和狀態(tài)時(shí),磚中的堿性氧化物便和水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),墻體被腐蝕破壞,并有白色氫氧化合物析出墻面,即表面有白色的粉末呈絮團(tuán)狀,厚度為0.5mm~8mm,易溶于水,使墻面泛白掉皮。[2]本試驗(yàn)重要研究了頁巖墻體燒結(jié)磚的泛霜條件，通過控制磚料燒結(jié)前的摻加物種類和用量與制磚壓力、燒結(jié)溫度與時(shí)間以及燒結(jié)后的放置條件等原因觀測燒結(jié)磚的泛霜狀況，從而確定導(dǎo)致墻體燒結(jié)材料泛堿的原因。泛霜是指粘土燒結(jié)磚制品表面粉末狀、薄膜狀的鹽沉積,泛霜的存在嚴(yán)重地影響著制品的內(nèi)在和外觀質(zhì)量,輕者會影響建筑物外觀,重者會導(dǎo)致磚表面層層剝落、磚體構(gòu)造松散、縮短建筑物壽命。泛霜是存在于制品內(nèi)部孔隙中的霜鹽所致。當(dāng)蒸發(fā)作用使孔隙水減少時(shí),溶解于孔隙水中的可溶性鹽到達(dá)飽和,便析出晶體。伴隨晶體在體積上的增大,它會在孔隙內(nèi)產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力,從而導(dǎo)致制品破壞,對/欠火磚0其破壞就更為嚴(yán)重。因此,泛霜的研究越來越引起人們的重視,西歐和蘇聯(lián)等國家已進(jìn)行了大量的研究工作,重要是針對泛霜的成因機(jī)理提出了消除泛霜的措施。我國這方面的研究較少。因此,生產(chǎn)中磚廠不能科學(xué)地選料,致使磚泛霜現(xiàn)象普遍存在。尤其是在我國東北、西北、沿海地區(qū),磚泛霜嚴(yán)重地影響著磚的質(zhì)量,許多磚廠因此而被迫停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。因此,深入研究泛霜的成因機(jī)理將對提高磚制品質(zhì)量,處理我國磚泛霜問題有著十分重要的意義。[3]1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)實(shí)狀況由于目前中國粘土磚生產(chǎn)實(shí)行節(jié)省天然粘土的基本國策,各地磚廠大量采用煤矸石、煤渣等工業(yè)廢渣,使得粘土磚坯體中的硫酸鹽含量增長。又由于在粘土磚燒成的過程中,部分窯中采用了余熱運(yùn)用工藝技術(shù),使得煙氣中SO3濃度加大,不利于頁巖磚燒成過程中坯體內(nèi)SO3的排放,導(dǎo)致頁巖磚硫酸鹽含量超標(biāo),從而導(dǎo)致大范圍內(nèi)頁巖磚出現(xiàn)泛霜加重的趨勢。[4]以往的研究表明，白霜生成是使磚強(qiáng)度減少的原因之一。磚在使用過程中，白霜生成越多，強(qiáng)度減少也越多。從文獻(xiàn)[2]中的成果可知，燒結(jié)黏土磚由于白霜生成很少，因此泛霜是十分輕微的，對磚的強(qiáng)度影響很小，甚至不影響。且燒結(jié)黏土磚試樣上的霜鹽也是首先出目前磚的棱、角、頂面以及未充足燃燒的磚的黑色壓痕處。因此，在老式的城鎮(zhèn)建設(shè)中，燒結(jié)黏土磚作為重要墻體材料，它的輕微泛霜對磚的強(qiáng)度和耐久性并無大礙，在施工中可以正常使用。陳寶海[5]運(yùn)用石墨尾礦制備石墨尾礦燒結(jié)磚，燒結(jié)磚除泛霜外，其他性能符合GB5101-。研究證明，燒結(jié)磚的泛霜物質(zhì)重要為鈣鎂硫酸鹽（CaSO4、MgSO4）和鈣鎂碳酸鹽（CaCO3、MgCO3）。燒結(jié)制品泛霜與制品原料礦物構(gòu)成、孔隙率等原因有親密關(guān)系。目前，克制燒結(jié)磚泛霜的重要途徑有控制原料中含硫量，控制原料細(xì)度，在原料中加入外加劑等。HaroldBrocken等[6]研究了混凝土砌塊磚泛霜物質(zhì)的來源，得出碳酸鈣礬石是泛霜出現(xiàn)的源物質(zhì)。AnaAndrés等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在一定燒結(jié)條件下添加木質(zhì)素磺酸銨鹽和碳酸鋇可克制泛霜。本試驗(yàn)在制備石墨尾礦燒結(jié)磚工藝技術(shù)基礎(chǔ)上[5]，采用添加外加劑和磨細(xì)原料的措施克制燒結(jié)磚泛霜，并研究了燒結(jié)磚泛霜及其克制機(jī)理。1.3課題研究內(nèi)容與預(yù)期目的。第2章原材料準(zhǔn)備與試驗(yàn)措施2.1原材料2.2試樣制備2.2.1原料的粉磨與配料2.2.2成型及燒成2.3試驗(yàn)原理與方案2.3.1泛霜試驗(yàn)第3章試驗(yàn)成果與分析3.1可塑性指標(biāo)3.2體積密度、吸水率、顯氣孔率3.3燒成收縮3.4抗壓強(qiáng)度3.5微觀分析3.6泛堿狀況及成果分析第4章結(jié)論參照文獻(xiàn)曹世璞.話說泛霜[J].磚瓦世界.(11).張春華.磚墻泛堿初探[J]