Dans cet article, les scories d'acier décapées des déchets de briques de spinelle de magnésie-alumine et des déchets de spinelle de magnésie-alumine sont utilisées comme principales matières premières, et le ciment est utilisé pour préparer les briques non cuites. Pour obtenir des paramètres de processus optimisés, il peut fournir une référence technique pour l'utilisation globale des matériaux réfractaires après utilisation.
test
1.1 Matières premières
Les scories d'acier décapées et les déchets de spinelle de magnésie-aluminium sont obtenus après avoir été décapés, coupés et triés par des outils tels que des marteaux et des machines de découpe.
(1) Décapage du laitier d'aciérie : Après concassage, broyage à billes et criblage, trois spécifications différentes de 0-1, 1-3 et 3-5 mm sont obtenues. Parce que les matières premières de laitier d'acier dépouillé de 1-3 mm et 3-5 mm peuvent agir comme composant de squelette dans la brique non brûlée et jouer un rôle de soutien, améliorer la résistance de la brique non brûlée et réduire le coût de fabrication de la brique , donc le sable naturel n'est pas ajouté au rapport. La composition chimique du laitier d'acier décapé est indiquée dans le tableau 1. On peut voir que les matières premières du laitier d'acier décapé sont des scories d'acier à haute teneur en fer (Fe2O3) et à haute teneur en sable (SiO2), et les principales phases de la les scories d'acier décapées sont une phase de silicate dicalcique et une phase d'oxyde de calcium libre; La structure en couches est poreuse et non dense, semblable à la microstructure de l'argile, elle peut donc remplacer l'argile pour produire des briques non brûlantes. L'analyse EDS montre que les principaux éléments du laitier d'acier exfolié sont Si, Mg, Al, Ca, Fe, etc.
(2) Déchets de spinelle de magnésie-aluminium : passer à travers un tamis à mailles 45- après le broyage à boulets pour s'assurer que la taille des particules de matière première de l'échantillon est inférieure à 0 0,5 nm. Les principaux composants des déchets de spinelle de magnésie-aluminium sont Al2O3 et MgO ; après analyse, on peut conclure que les phases principales des déchets magnésie-spinelle d'aluminium sont la phase périclase et la phase magnésie-spinelle d'aluminium ; on peut observer que les déchets de pierre de spinelle de magnésie-aluminium sont une structure en couches. Grâce à l'analyse du spectre d'énergie EDS, on peut voir que les principaux éléments des déchets de spinelle de magnésie-alumine sont Al, Mg, Si, etc., et il existe de nombreux éléments en aluminium, qui peuvent fournir la résistance nécessaire aux briques non cuites.
(3) Ciment : P·O42.5, les performances répondent aux exigences de GB175-2007 "General Portland Cement". Le ciment est utilisé comme composant cimentaire et activateur dans les briques crues.
1.2 Préparation des échantillons
Cet échantillon de test est préparé par les processus de dosage, mélange, moulage et durcissement. Les conditions de dosage sont : les scories d'acier décapées sont de 60 %, 70 % (divisées en trois spécifications de 0-1, 1-3, 3-5 mm), les déchets de spinelle de magnésie-aluminium sont de 20 %, 30 pour cent , le ciment et l' eau sont respectivement fixés à 10 pour cent , 2 pour cent . Le matériau est mélangé en mélangeant d'abord à sec pendant 2 minutes, puis en ajoutant de l'eau et un mélange humide pendant 2 minutes. Une fois les matières premières mélangées uniformément, le processus de moulage est adopté. Le diamètre du moule est de 20 mm et la pression de moulage est de 15 MPa. Après démoulage, les échantillons ont été durcis à température et pression ambiantes pendant 28 jours, et de l'eau pulvérisée tous les 3 jours pour empêcher les échantillons de se fissurer, afin d'obtenir des échantillons de briques non brûlées. Dans le processus de moulage, la pression de 10 MPa a été utilisée pour le moulage en premier, et il a été constaté que l'échantillon n'était pas complètement formé et que la poudre tombait. Et par comparaison, on constate que la résistance à la compression des échantillons formés sous la pression de 15MPa est supérieure à celle des échantillons formés sous la pression de 10MPa.
1.3 Caractérisation structurale et essais de performance
(1) À l'aide du diffractomètre à rayons X modèle D/max-rA de Rigaku Company du Japon, l'analyse de phase des matières premières de laitier d'acier et de spinelle de magnésie-alumine et des briques non cuites après formage et durcissement a été effectuée.
(2) Le microscope électronique à balayage S-3000N de Hitachi, au Japon, a été utilisé pour caractériser la morphologie, la structure, la forme et la distribution des briques non cuites.
(3) À l'aide d'une machine d'essai universelle électronique (CTM4304, China MTS Company), les essais de résistance à la compression et à la flexion des échantillons de briques non brûlées ont été effectués.
Résultats et analyse
2.1 Densité apparente et absorption d'eau des briques non cuites
(1) La masse volumique apparente des briques crues montre une tendance globale à la hausse avec l'augmentation de la teneur en laitier d'acier décapé et la diminution de la teneur en spinelle de magnésie-alumine des déchets. Lorsque la gradation des particules de scories d'acier pelées est de 0-1mm25 %, 1-3mm25 % et 3-5mm20 %, la densité apparente de la brique non brûlée est la plus grande , soit 2863kg/m3. La raison peut être que la teneur en scories d'acier exfoliées dans l'échantillon augmente et que la densité des scories d'acier exfoliées est supérieure à celle des déchets de spinelle de magnésie-alumine, ce qui entraîne une augmentation de la densité apparente globale des briques non brûlées. (2) Lorsque la gradation des particules du laitier d'acier pelé est de 0 ~ 1 mm 15%, 1 ~ 3 mm 15%, 3 ~ 5 mm 30%, le taux d'absorption d'eau de la brique non brûlée est le plus petit, soit 6,07%, et la raison peut être 30 pour cent de déchets de magnésie-spinelle d'aluminium. La poudre et le laitier d'acier exfolié de 0-1 mm ont complètement rempli les vides dans le squelette de la brique non cuite, ce qui a entraîné une diminution de l'absorption d'eau de l'échantillon. Et l'absorption d'eau des échantillons est conforme aux exigences d'absorption d'eau inférieure à 18 % de la norme JC/T422-2007 "Non-sintered Garbage Tailings Bricks".
2.2 Ecart dimensionnel des briques crues
Étant donné que les composants actifs tels que C2S, C3S et l'aluminate ferrique de calcium dans le laitier d'acier pelé sont gélatineux, un activateur qui peut stimuler l'activité du ciment peut être généré pendant le processus d'hydratation, et le ciment activé conduira au volume de briques non brûlantes. La dilatation a donc une certaine influence sur la taille des briques non cuites.
Dans ce test, la quantité de ciment utilisée est de 10% et les changements dimensionnels radiaux et axiaux de la pièce sont relativement faibles et aucune fissure n'apparaît à la surface. Conformément aux exigences d'apparence et de taille JC/T422-2007 inférieures à 2 mm.
en conclusion
(1) La pression de formage et le rapport des matières premières ont une influence sur les performances des briques crues. Les paramètres de processus de préparation optimisés obtenus grâce à la recherche sont les suivants : laitier d'acier d'épluchage 0-1mm25 %, 1-3mm15 %, 3-5mm20 %, spinelle magnésium-aluminium 30 %, ciment 10 %, pression de moulage 15MPa.
(2) En plus de l'oxyde de magnésium et du sulfate de calcium d'origine, la brique non cuite obtenue génère également une nouvelle phase de serpentine. L'analyse morphologique montre que les briques non brûlantes ont une structure de revêtement et d'incrustation, et les fines particules de spinelle de magnésie-alumine sont incrustées dans le squelette irrégulier de laitier d'acier exfolié, qui joue un rôle de remplissage et rend les briques non brûlantes denses.
(3) Dans ce test, le taux d'absorption d'eau minimum des briques non brûlantes préparées est de 6,07 % et la résistance à la compression maximale est de 9,57 MPa, ce qui répond aux exigences standard de JC/T446-2000 "Concrete Pavement Bricks ". Cette étude expérimentale est d'une grande importance pour l'utilisation globale des matériaux réfractaires après utilisation.
