粉煤灰在有釉瓷质砖中的应用

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摘 要：本文采用粒度分析仪、XRD及SEM等测试手段，研究了粉煤灰的微观结构与组成。并以粉煤灰为原料，探讨了粉煤灰在有釉瓷质砖中的应用原理及工艺。

关键词：粉煤灰；有釉瓷质砖；应用

1 前言

粉煤灰是在燃煤供热、发电过程中，磨成一定细度的煤粉或煤矸石粉，在煤粉炉中经过高温燃烧后由收尘器收集起来的细灰。随着我国工业的快速发展，排放的粉煤灰不断的增加，不仅占用耕地，造成土壤、大气、水体等污染，而且危害生态环境和人体健康。目前，粉煤灰主要用于生产粉煤灰水泥、粉煤灰砖、粉煤灰砌块，以及加气混凝土等。我国粉煤灰整体利用率不高，仅为40%左右，远低于欧美发达国家的70%～80%的水平。因此，开发粉煤灰利用新途径，已成为当前废渣治理的迫切需要。

粉煤灰的化学成分与传统陶瓷原料成分相似，本文重点对粉煤灰在陶瓷墙地砖中的应用进行研究。

2 试验内容

2.1 粉煤灰的研究

本文采用的粉煤灰取自南海电厂，其化学成分见表1，可见该粉煤灰主要由无机硅酸盐组成。相关资料显示，其烧失量主要是未完全燃烧碳及少量硫酸盐、碳酸盐所造成的。

表2是粉煤灰的粒径体积和累计体积的数据情况，图1是粉煤灰粒度分布及累计粒度分布图，图2是扫描电镜观察粉煤灰的微观形貌。可知粉煤灰由大小不等、形状不规则的粒状体组成，其粒径范围在0.36～301.68μm之间。

图3是粉煤灰X射线衍射分析图。由图3可知，该粉煤灰主要矿物成分为石英、钾长石和钠长石相。

2.2 粉煤灰在有釉瓷质砖中的应用

如果配方中的碳含量过多氧化不充分，会造成釉面出现针孔、夹心、黑心甚至鼓包等缺陷。粉煤灰由于含有未燃碳及少量未完全分解的无机盐类，配方设计必须充分考虑有机物含量、坯釉适应性及烧成范围。经大量试验证明，确定了掺粉煤灰有釉瓷质砖配方，其化学成分见表3，热膨胀系数见表4。

图4是采用德国耐驰DIL402PC型热膨胀仪测试产品的烧结温度对比图。

由图4可知，生产配方烧成范围为1237.5～1259.5℃，烧结点为1248.7℃；掺粉煤灰配方的烧成范围为1234.9℃～1256.6℃，烧结点为1246.2℃。掺粉煤灰配方与原配方在成分、膨胀系数、烧结范围等方面的对比差异不大。由此，可以制定其对应的烧成曲线，如图5所示。掺粉煤灰后的产品的理化性能如表5所示。

由表5可知，掺粉煤灰后的有釉瓷质砖的吸水率基本保持不变，其抗弯强度更好，耐急冷急热性与正常生产的有釉瓷质砖效果相近。但掺粉煤灰后，会降低产品的白度，因此，仅适用于颜色较暗的有釉瓷质砖。

3 结论

（1） 该粉煤灰可以用于有釉瓷质砖的生产，随着粉煤灰的掺入，陶瓷坯体白度有着明显的下降。因此，该粉煤灰仅适用于颜色较暗的有釉瓷质砖。

（2） 该粉煤灰的钾钠及铁含量较高，在陶瓷砖中起到了一定的熔剂作用。同时，粉煤灰所含的玻璃相易于熔融，有利于坯体中颗粒的流动，降低了陶瓷产品的烧成温度，促进了陶瓷产品的烧结致密化，一定程度上提高了陶瓷材料的断裂模数。

参考文献

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