建筑材料及性能特性的分析

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1煤矸石的組成以及分類

在采用硅鋁比的情況下，根據(jù)煤矸石中碳的含量的差異，第一類，碳的含量小于4%；第二類，碳的含量在4%～6%之間；第三類，碳的含量在6%～20%；第四類，碳的含量大于20%。第一類與第二類煤矸石主要可用于混凝土骨料或是回填礦區(qū)的采空區(qū)等，而第三類可以被用于生產(chǎn)磚或水泥等建筑材料。煤矸石中的硫的含量，也是對煤矸石進(jìn)行分類的重要指標(biāo)之一。根據(jù)硫含量可以將煤矸石分為四類：第一類，硫的含量小于0.5%；第二類，硫的含量在0.5%～3%之間；第三類，硫的含量在3%～6%之間；第四類，硫的含量超過6%。對于第四類煤矸石，可以對其中的硫精礦進(jìn)行處理回收。

2煤矸石生產(chǎn)建筑材料的性能特性和技術(shù)要求

2.1利用煤矸石燒制磚

由于我國大部分的煤矸石主要成分為粘土礦物，因而在制磚方面，煤矸石有很大的用武之地。在采用煤矸石制磚時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其物化性質(zhì)而確定。煤矸石磚的燒制程度和質(zhì)量直接受到煤矸石內(nèi)化學(xué)成分的影響，表1是燒結(jié)磚對于煤矸石原料化學(xué)成分的要求。SiO2作為一種在砂質(zhì)巖石以及泥質(zhì)巖中的一種瘦化劑，可以有效地將煤矸石內(nèi)泥料的塑性進(jìn)行降低，從而減少磚胚在燒制過程中的收縮作用。SiO2在焙燒的過程中，多次發(fā)生晶體轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生的體積膨脹率為0.2%～14.7%，致使制品發(fā)生體積變化，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)SiO2含量超過了75%時(shí)，應(yīng)力引起制品的力學(xué)強(qiáng)度降低，特別是抗折強(qiáng)度降低顯著，同時(shí)在胚體進(jìn)入高溫段（＞870℃）時(shí)會發(fā)生爆炸，從而嚴(yán)重影響制品的質(zhì)量[1]。因而，在對煤矸石進(jìn)行燒制之前，應(yīng)當(dāng)選用SiO2含量在55%～70%的為佳。Al2O3通常是以一種鋁酸鹽礦物的形式存在于煤矸石之中，這種煤矸石主要包含了高嶺石以及伊利石。此種鋁酸鹽礦物能在煤矸石之中起到一種塑化劑的作用，可以有效地提高煤矸石的塑性指數(shù)，從而對胚體的強(qiáng)度能有一定程度的保障。但是當(dāng)鋁酸鹽的含量在超過了35%的時(shí)候，燒制品會出現(xiàn)欠火的現(xiàn)象。因此，在對煤矸石進(jìn)行燒制之前，應(yīng)當(dāng)選用Al2O3含量在15%～25%的為佳。

2.2利用煤矸石生產(chǎn)水泥

煤矸石在水泥的生產(chǎn)之中，其本身就可以代替粘土而作為水泥的熟料進(jìn)行使用，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用之中，通常會用煤矸石作為早強(qiáng)水泥的原料或是以自然煤矸石作為熟料水泥的生產(chǎn)原料。由于煤矸石的化學(xué)成分與粘土較為相近，但是混合煤矸石以及洗煤矸石在實(shí)際應(yīng)用上仍有差別。在選用煤矸石時(shí)，由于洗煤矸石普遍存在著含量較高的現(xiàn)象，為了避免在熟料中形成大量的鋁酸三鈣，因此應(yīng)當(dāng)在配料的過程中摻入適量的石膏以及螢石復(fù)合礦化劑等降低鋁酸三鈣的含量，以提高熟料的質(zhì)量。表2為粘土與混合煤矸石和洗煤矸石的化學(xué)成本的比較。在運(yùn)用煤矸石代替粘土燒制水泥熟料時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重選料以及配料的問題，選料和配料一定要使所配生料的化學(xué)成分與各率值滿足生產(chǎn)水泥熟料的要求[2]。

3結(jié)語

我國每年通過采煤選煤而排棄的煤矸石大概在1.4億t左右，通過對煤矸石進(jìn)行回收并用于建筑材料的生產(chǎn)之中可以有效地在避免環(huán)境污染的同時(shí)，還能產(chǎn)生良好的社會以及經(jīng)濟(jì)效益。因此，對煤矸石在建筑材料的生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行推廣，有著良好的發(fā)展前景。

本文作者:陳立東 工作單位:山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院