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概
述 |
烧结粘土砖生产时破坏耕地,能耗高,其使用越来越受到限制,如广州市已经禁止使用烧结实心粘土砖。开发高性能价格比的替代墙体材料已成为一项迫切的任务。蒸压灰砂砖具有与烧结实心粘土砖相近的性能和较低的价格,因而成为主要替代实心粘土砖的墙体材料之一。本文在生产成本提高不大的前提下,研究用磨细砂部分取代蒸压砂砖配合料中的天然砂,以提高蒸压灰砂砖性能,并探讨其机理。
1、基本原理
在高温水势介质作用下,灰砂砖配合料中硅质材料的部分二氧化硅溶于液相中,它同溶于液相中的Ca(0H),结合成各种类型的水化硅酸钙(0.66~2.40)Cao·Si0。·(0.3~4.0)H0[1·-2]。这些水化矿物都是溶解度较低的物质,因此,很容易使液相达到饱而析出。析出的晶粒之间通过品接触点相联结,形成结晶连生体。随着液相中新生成的结晶接触点联结,形成结晶连生体。随着液相中新生成的结品不断析出,结晶连生体将进一步被填充,密实和强化。当然,参与水化反应的并不是硅质材料中的全部二氧化硅,而仅是颗粒表面上的一层二氧化硅。也就是说,氢氧化钙在硅酸钙,从而把砂子胶结起来。蒸压灰砂砖性能取决定于单位体积中颗粒之间的接触点数和在蒸压过程中生成胶凝物质的质量。本研究用磨细砂取代部分然砂,提高硅质材料的活性和反应面积,增加制品密实度,并分析其对蒸压灰砂砖的水化物和性能的影响。含量为41%,灰砂砖配合料中有效氧化钙含量为6.5%。磨细砂由天然砂磨细而成,比表面积为200±10m。/kg。实验时用质量份分别为4%、6%、8%
10%、12%的磨细砂取代天然砂制作灰砂,相应的试样编号分别为SS0(空白样),SSI,SS2
SS3、SS4和SS5。
石灰、砂、磨细砂和水等材料按配比混合后熟化4h,在指定的成型压力下成型,静停3h后入釜。蒸压制度为:升温1.5 h,恒温4h,恒温温度l 74.5℃,恒温压力0.85Mpa,降温1.5h。抗压强度实验参照GB/T 2545—92 《砌墙试验方法》中非烧结砖抗压强度试验进行。耐不流动水腐蚀和耐盐酸腐蚀试验方法为:分别将试样侵在清水和和5%盐酸溶中28d,然后进行抗压强度试验。耐盐酸腐蚀试样在浸泡期间应保持盐酸浓度不变。
3实验结果与分析

图1 磨细砂掺量对灰砂砖抗压强度的影响
l一在清水中浸泡28d抗压强度;2一出釜后1d抗压强度;3—在5%盐酸中
浸泡28d后抗压强度
从图1可见,当磨细砂取代天然砂量不超过10%,随磨细砂取代量的增加,灰砂
抗压强度随之提高。当磨细砂的掺量小于4%时,灰砂砖抗压强度增加幅度较小,增幅仅为1 2.2%,当磨细砂取代量为4%一1 O%时,灰砂砖抗压强度增长曲线变陡,其抗压强度随磨细砂取代量的增加而提高的幅度较大。取代量从4%增至8%时,强
度提高22.8%。当磨细砂取代量超过10%后,灰砂强度出现下降。
实验时,随着磨细砂取代量的增加,配合料的比表面积增大,最佳成型含水率相应提高。
本实验试样8S5的入釜含水率偏高,蒸压后制品有明显微裂纹而导致性能下降。
从图1还可看出,空白样SS0与掺入不同掺量的磨细砂试样水中许置28d后,抗压强度均有所提高,在5%盐酸溶液中放置28d后抗压强度均有所下降。作试样SS 5外,3条曲线几乎平行。试样SS5因有微裂纹,导致其经5%盐酸腐蚀后抗压强度下降幅度较大。
从x射线衍射图谱(图略)对此可见,掺入比表面积为200±5m2/kg的蒸压灰砂砖无新的水化产物生成。其主要水化产物仍是C S H(II)。
图2为SSO、SS2和SS3试样的扫描电描电镜照片。
 
从图2可看出,使用天然砂的试样SS化产物问连结较为松散,形成不完善的网状结构
(图2 a)。用磨细砂取代部分天然砂后,增大了硅质材料的比表面积,提高了灰砂反应速度,而且,由于磨细砂在磨细过程中受机械力作用,品各缺陷增多,化学活性提高,从而进一步加快了灰砂反应的速度。因而,用磨细砂取代部分天然砂生产灰砂砖,制品中水化产物间的连接越来越完善(图2 d)。当试样中磨细砂的取代量达8%(S S 3)时,水化产物形成相当完善的网状结构(图2 c)。
磨细砂的加入,虽然没有在灰砂砖中形成新的水化产物,但水化产物结构更为完善,从而提高灰砂砖抗压强和耐久性。另外,磨细砂的加入使灰砂砖配合料级配更好,形成的制品结构理更致密,也使制品性能进一步提高。
4结论
(1)在灰砂砖中用比表面积约200m2/kg的磨细砂取代部分天然砂,并未出现新的水化产物;当磨细砂取代量超过6%时,水化产物间形成较为明显的网状结构,从而提高制品的抗压强度和耐水、耐盐酸腐蚀能力。
(2)制作比表面积约200m2/kg的磨细砂取代部分天然砂,增加生产成本不多,因而掺入此细度的磨细砂是低成本生产高强度蒸压灰砂的有效措施之一。尤其生产大孔蒸压砂制品,硅质细颗粒既可提提高制品强度,又可增加灰
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