·1262· 北京科技大学学报 第33卷 后在温度105±0.5℃烘箱中烘干至水分小于 对陶粒的筒压强度和吸水率影响不大，对陶粒容重 10%.烘干的小球在马弗炉温度650℃下预热 有较大的影响.可以判断，正是赤泥本身方解石的 15min,然后以22.6℃·min-1的升温速度将温度升 发泡作用导致陶粒容重的变化.随着赤泥质量分数 高到1120℃焙烧20min,取出冷却后得到陶粒. 的减少，虽然带入的方解石量减少，但由于废玻璃加 所得陶粒的容重、吸水率以及筒压强度根据轻 入量的增加提高了Si02、A1203组分的含量，提高了 集料及其试验方法(GB/T17431.2一1998)测定.陶 熔融液相的黏度，气体的外逸量减少，导致陶粒的容 粒的内部结构采用扫描电子显微镜分析，陶粒中的 重降低.但是，当赤泥质量分数减少到72%以下时， 晶体矿物采用X射线粉末衍射技术确定. 由于带入的方解石量不足，又导致了陶粒容重的增 2结果与讨论 大.只有发泡剂量和Si02、A1,03组分含量达到最 佳匹配时，才能获得容重最低的陶粒产品.以赤泥 2.1利用赤泥本身方解石为发泡剂时，赤泥、废玻 本身方解石为发泡剂时，赤泥、废玻璃和膨润土的最 璃和膨润士质量比对陶粒性能的影响 佳质量比为74：15：11时，此时得到的陶粒容重最 表2为赤泥、废玻璃和膨润土质量比对赤泥陶 低，为1.43g·cm3,吸水率和筒压强度分别为 粒性能的影响.可见，赤泥、废玻璃和膨润土质量比 1.23%和22.14MPa 表2赤泥、废玻璃和膨润土质量比对陶粒性能的影响 Table 2 Effect of the mass ratio of red mud/waste glass/bentonite on the properties of ceramsite 质量分数/呢 容重/ 简压强度/ 编号 吸水率/% 赤泥 废玻璃 膨润土 (g°cm-3) MPa RFBI 87.0 0 13.0 1.73 2.59 23.23 RFB2 83.5 4.0 12.5 1.69 1.38 25.57 RFB3 80.0 8.0 12.0 1.68 1.34 26.38 RFB4 77.0 11.5 11.5 1.53 1.25 22.32 RFB5 74.0 15.0 11.0 1.43 1.23 22.14 RFB6 72.0 17.5 10.5 1.45 1.26 22.12 2.2硝酸钠发泡剂对赤泥陶粒性能的影响 粒容重，必须外加发泡剂.硝酸钠是一种能在高 在赤泥、废玻璃和膨润土配比74：15：11条 温下产气的物质，其高温产气反应为4NaN0,→ 件下，利用赤泥本身方解石的发泡作用，得到了 2N2+2Na,0+502·表3为硝酸钠质量含量对陶 容重1.43g·cm-3的陶粒，但若需进一步降低陶 粒性能的影响 表3硝酸钠含量对陶粒性能的影响 Table 3 Effect of NaNO;content on the properties of ceramsite 质量分数/呢 容重/ 简压强度/ 编号 吸水率/% 赤泥 废玻璃 膨润土 NaNO (g*cm-3) MPa RFB5 74.0 15.0 11.0 0 1.43 1.23 22.14 RFBNI 73.0 14.8 10.8 1.4 1.39 1.23 18.70 RFBN2 72.0 14.6 10.6 2.8 1.37 1.47 26.19 RFBN3 71.0 14.4 10.4 4.2 1.35 1.59 23.23 RFBN4 70.0 14.2 10.2 5.6 1.28 1.54 12.03 RFBN5 69.0 14.0 10.2 6.8 1.29 1.67 8.23 RFBN6 68.0 13.8 10.2 8.0 1.40 3.45 4.23 可见，在利用赤泥中方解石为发泡剂的基础上， 逸，增大陶粒的容重.最佳的NaNO3质量分数为 外加发泡剂NaNO,可使陶粒的容重得到进一步降 5.6%,即赤泥、废玻璃、膨润土和NaNO3质量比为 低.但是，NaN03质量分数不宜超过5.6%，否则会 70.0:14.2:10.2:5.6,此时陶粒的容重、吸水率和筒 由于NaNO,降低原料熔点而导致部分气体提前外 压强度分别为1.28gcm-3、L.54%和12.03MPa北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 后在温 度 105 ± 0. 5 ℃ 烘箱中烘干至水分小于 10% ． 烘干的小球在马弗炉温度 650 ℃ 下 预 热 15 min，然后以 22. 6 ℃·min － 1 的升温速度将温度升 高到 1 120 ℃焙烧 20 min，取出冷却后得到陶粒． 所得陶粒的容重、吸水率以及筒压强度根据轻 集料及其试验方法( GB /T17431. 2—1998) 测定． 陶 粒的内部结构采用扫描电子显微镜分析，陶粒中的 晶体矿物采用 X 射线粉末衍射技术确定． 2 结果与讨论 2. 1 利用赤泥本身方解石为发泡剂时，赤泥、废玻 璃和膨润土质量比对陶粒性能的影响 表 2 为赤泥、废玻璃和膨润土质量比对赤泥陶 粒性能的影响． 可见，赤泥、废玻璃和膨润土质量比 对陶粒的筒压强度和吸水率影响不大，对陶粒容重 有较大的影响． 可以判断，正是赤泥本身方解石的 发泡作用导致陶粒容重的变化． 随着赤泥质量分数 的减少，虽然带入的方解石量减少，但由于废玻璃加 入量的增加提高了 SiO2、A12O3 组分的含量，提高了 熔融液相的黏度，气体的外逸量减少，导致陶粒的容 重降低． 但是，当赤泥质量分数减少到 72% 以下时， 由于带入的方解石量不足，又导致了陶粒容重的增 大． 只有发泡剂量和 SiO2、A12O3 组分含量达到最 佳匹配时，才能获得容重最低的陶粒产品． 以赤泥 本身方解石为发泡剂时，赤泥、废玻璃和膨润土的最 佳质量比为 74∶ 15 ∶ 11 时，此时得到的陶粒容重最 低，为 1. 43 g·cm － 3 ，吸水率和筒压强度分别为 1. 23% 和 22. 14 MPa． 表 2 赤泥、废玻璃和膨润土质量比对陶粒性能的影响 Table 2 Effect of the mass ratio of red mud /waste glass/bentonite on the properties of ceramsite 编号 质量分数/% 赤泥 废玻璃 膨润土 容重/ ( g·cm － 3 ) 吸水率/% 筒压强度/ MPa RFB1 87. 0 0 13. 0 1. 73 2. 59 23. 23 RFB2 83. 5 4. 0 12. 5 1. 69 1. 38 25. 57 RFB3 80. 0 8. 0 12. 0 1. 68 1. 34 26. 38 RFB4 77. 0 11. 5 11. 5 1. 53 1. 25 22. 32 RFB5 74. 0 15. 0 11. 0 1. 43 1. 23 22. 14 RFB6 72. 0 17. 5 10. 5 1. 45 1. 26 22. 12 2. 2 硝酸钠发泡剂对赤泥陶粒性能的影响 在赤泥、废玻璃和膨润土配比 74 ∶ 15 ∶ 11 条 件下，利用赤泥本身方解石的发泡作用，得到了 容重 1. 43 g·cm － 3 的 陶 粒，但若需进一步降低陶 粒容重，必须外加发泡剂． 硝酸钠是一种能在高 温下产气 的 物 质，其高温产气反应为 4NaNO3 → 2N2 + 2Na2O + 5O2 ． 表 3 为硝酸钠质量含量对陶 粒性能的影响． 表 3 硝酸钠含量对陶粒性能的影响 Table 3 Effect of NaNO3 content on the properties of ceramsite 编号 质量分数/% 赤泥 废玻璃 膨润土 NaNO3 容重/ ( g·cm － 3 ) 吸水率/% 筒压强度/ MPa RFB5 74. 0 15. 0 11. 0 0 1. 43 1. 23 22. 14 RFBN1 73. 0 14. 8 10. 8 1. 4 1. 39 1. 23 18. 70 RFBN2 72. 0 14. 6 10. 6 2. 8 1. 37 1. 47 26. 19 RFBN3 71. 0 14. 4 10. 4 4. 2 1. 35 1. 59 23. 23 RFBN4 70. 0 14. 2 10. 2 5. 6 1. 28 1. 54 12. 03 RFBN5 69. 0 14. 0 10. 2 6. 8 1. 29 1. 67 8. 23 RFBN6 68. 0 13. 8 10. 2 8. 0 1. 40 3. 45 4. 23 可见，在利用赤泥中方解石为发泡剂的基础上， 外加发泡剂 NaNO3，可使陶粒的容重得到进一步降 低． 但是，NaNO3 质量分数不宜超过 5. 6% ，否则会 由于 NaNO3 降低原料熔点而导致部分气体提前外 逸，增大陶粒的容重． 最佳的 NaNO3 质量分数为 5. 6% ，即赤泥、废玻璃、膨润土和 NaNO3 质量比为 70. 0∶ 14. 2∶ 10. 2∶ 5. 6，此时陶粒的容重、吸水率和筒 压强度分别为 1. 28 g·cm － 3 、1. 54 % 和 12. 03 MPa． ·1262·