粉煤灰在有釉瓷質(zhì)磚中的應(yīng)用

汪慶剛　潘炳宇　潘利敏　劉一軍

摘 要：本文采用粒度分析儀、XRD及SEM等測試手段，研究了粉煤灰的微觀結(jié)構(gòu)與組成。并以粉煤灰為原料，探討了粉煤灰在有釉瓷質(zhì)磚中的應(yīng)用原理及工藝。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；有釉瓷質(zhì)磚；應(yīng)用

1 前言

粉煤灰是在燃煤供熱、發(fā)電過程中，磨成一定細(xì)度的煤粉或煤矸石粉，在煤粉爐中經(jīng)過高溫燃燒后由收塵器收集起來的細(xì)灰。隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，排放的粉煤灰不斷的增加，不僅占用耕地，造成土壤、大氣、水體等污染，而且危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。目前，粉煤灰主要用于生產(chǎn)粉煤灰水泥、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊，以及加氣混凝土等。我國粉煤灰整體利用率不高，僅為40%左右，遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國家的70%～80%的水平。因此，開發(fā)粉煤灰利用新途徑，已成為當(dāng)前廢渣治理的迫切需要。

粉煤灰的化學(xué)成分與傳統(tǒng)陶瓷原料成分相似，本文重點對粉煤灰在陶瓷墻地磚中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 試驗內(nèi)容

2.1 粉煤灰的研究

本文采用的粉煤灰取自南海電廠，其化學(xué)成分見表1，可見該粉煤灰主要由無機(jī)硅酸鹽組成。相關(guān)資料顯示，其燒失量主要是未完全燃燒碳及少量硫酸鹽、碳酸鹽所造成的。

表2是粉煤灰的粒徑體積和累計體積的數(shù)據(jù)情況，圖1是粉煤灰粒度分布及累計粒度分布圖，圖2是掃描電鏡觀察粉煤灰的微觀形貌。可知粉煤灰由大小不等、形狀不規(guī)則的粒狀體組成，其粒徑范圍在0.36～301.68μm之間。

圖3是粉煤灰X射線衍射分析圖。由圖3可知，該粉煤灰主要礦物成分為石英、鉀長石和鈉長石相。

2.2 粉煤灰在有釉瓷質(zhì)磚中的應(yīng)用

如果配方中的碳含量過多氧化不充分，會造成釉面出現(xiàn)針孔、夾心、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無機(jī)鹽類，配方設(shè)計必須充分考慮有機(jī)物含量、坯釉適應(yīng)性及燒成范圍。經(jīng)大量試驗證明，確定了摻粉煤灰有釉瓷質(zhì)磚配方，其化學(xué)成分見表3，熱膨脹系數(shù)見表4。

圖4是采用德國耐馳DIL402PC型熱膨脹儀測試產(chǎn)品的燒結(jié)溫度對比圖。

由圖4可知，生產(chǎn)配方燒成范圍為1237.5～1259.5℃，燒結(jié)點為1248.7℃；摻粉煤灰配方的燒成范圍為1234.9℃～1256.6℃，燒結(jié)點為1246.2℃。摻粉煤灰配方與原配方在成分、膨脹系數(shù)、燒結(jié)范圍等方面的對比差異不大。由此，可以制定其對應(yīng)的燒成曲線，如圖5所示。摻粉煤灰后的產(chǎn)品的理化性能如表5所示。

由表5可知，摻粉煤灰后的有釉瓷質(zhì)磚的吸水率基本保持不變，其抗彎強(qiáng)度更好，耐急冷急熱性與正常生產(chǎn)的有釉瓷質(zhì)磚效果相近。但摻粉煤灰后，會降低產(chǎn)品的白度，因此，僅適用于顏色較暗的有釉瓷質(zhì)磚。

3 結(jié)論

（1） 該粉煤灰可以用于有釉瓷質(zhì)磚的生產(chǎn)，隨著粉煤灰的摻入，陶瓷坯體白度有著明顯的下降。因此，該粉煤灰僅適用于顏色較暗的有釉瓷質(zhì)磚。

（2） 該粉煤灰的鉀鈉及鐵含量較高，在陶瓷磚中起到了一定的熔劑作用。同時，粉煤灰所含的玻璃相易于熔融，有利于坯體中顆粒的流動，降低了陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度，促進(jìn)了陶瓷產(chǎn)品的燒結(jié)致密化，一定程度上提高了陶瓷材料的斷裂模數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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