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，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，應(yīng)力引起制品的力學(xué)強度降低，特別是抗折強度降低顯著，同時在胚體進(jìn)入高溫段（＞870℃）時會發(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，在實際的生產(chǎn)應(yīng)用之中，通常會用煤矸石作為早強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際應(yīng)用上仍有差別。在選用煤矸石時，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。在運用煤矸石代替粘土燒制水泥熟料時，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，還能產(chǎn)生良好的社會以及經(jīng)濟效益。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