《以TAMS、XRD、及ICPAES探討淤泥輕質骨材的燒成影響因素》由会员分享，可在线阅读，更多相关《以TAMS、XRD、及ICPAES探討淤泥輕質骨材的燒成影響因素（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I ) A T A - M S 、X R D 、及I C P A E S 探讨淤泥轻夤骨材的烧成影馨因素洪盟峰( 台湾德霖技衍孕院土木工程系)摘要：经敦十年许多孕者所提出的研究可知，人造轻寅膨服的主要楼理鹅原料的化孥成分比例需在R i l e yf 膨服匾域J 内及具有高温释放氟髓的磙物。一般人造轻耍骨材之破源只要符合裂造轻夤骨材的傺件及符合缝清儇值，即可造行阴揉及枣5 造毂夤骨材。但封於水庳淤泥烧裂轻贾骨材而言，淤泥的物化性耍直接影罄烧裂轻耍骨材的鞋易程度。本研究利用T A M S 熟分析及赏措倦试验、X 光粉末统射弑验、及I C P A E S 感虑耦合鼋浆原子歌射光谱分析俄弑验，探封淤泥
2、轻夤骨材於不同烧裂温度的燮化，分析水庳淤泥物化性因素舆烧裂轻夤骨材的阴傈，韭定羲水庳淤泥轻夤骨材烷服的温度及朗始麈生爆孔及颗粒熔融黏结的温度。翮键字：轻簧骨材淤泥T A M SX R D一、前言R n e y ( 1 9 5 1 ) u l 经由畏期碓勰，封於膨服的雨徊必要绦件鹅：( 1 ) 材料在高温麈生的玻璃相必须有足麴的黏性去包陷氟髓。( 2 ) 在此玻璃相形成畴，同畴材料需有物耍在此高温必须能稃放氟髓。C E B F I P ( 1 9 8 3 ) 【2 】指出：人造毂夤骨材主要由黏土、页岩、板岩或燃料粉末灰等，缝由膨服的遇程或聚集结堍而成。材料膨服的遇程是加熟至融化温度，氟髓然後崖生
3、。聚集结堍是致生在材料熔融使不同獯颊的颗粒能聚集在一起。弱逵到逋喾的膨服此原料必须符合以下的要件：( 1 ) 原料必须包含足麴的氟髓虚生组成成分。( 2 ) 在加热畴，熟塑髓必须骚生，同畴氟髓形成。王樱茂、颜骢( 1 9 9 2 ) 3 1恝羯：粘土若满足膨服雨要件，则烧成畴表面展温度升高较快，先融成脬髓，再形成玻璃相表面屠，此畴内部因温度升高，致使粘土粒内部麈生高塑性流髓，喾氟髓逸出畴，一面受塑性流髋之滞含，一方面未能穿透表面玻璃相屠，在内部形成氟泡使髅稹膨服。C l a r k e ( 1 9 9 3 ) 【4 J 指出轻耍骨材不同的生麈技衍主要可分耦烧结或膨服，烧结方法用在富一些材料融化
4、在温度高於11 0 0 “ ( 2 畴，颗粒组成熔化完全聚集结堍形成颗粒。另一獯方法鹅膨服骚展誊相喾氟髅麈生如墟渣或一些逋富的原料( 黏土、页岩、板岩) 是被加热至熔解的温度，在此温度，麈生熟塑髓同畴形成氟髓而造成骨材的膨服。喾含陶土的材料是被烧加熟连到道喾的膨服，此材料必须包括足麴的氟髓虚生组成以及连到熟塑髅畴形成氟髓。斡多含陶土的材料在11 0 0 - - 1 3 0 0 “ C 是逋合燮成熟塑髓。因此，由以上孥者近敦十年研究的结渝鼹纳可知1 1 - 石1 ，轻夤骨材的膨服原理捣( 1 )原料在高温畴所虚生的玻璃相具有足麴的黏性形成熟塑髓( 2 ) 此玻璃相的熟塑髓去包陷在高温所麈生的氟髓
5、。换言之，轻耍骨材原料麈生膨服的傺件稳能在高温( 1 1 0 0 “ - - 1 3 0 0) 同畴形成玻璃相的熟塑髓及麈生足麴的氟髓。本研究透遇T A M S 分析水库淤泥在不同温度所排放的氟髓舆熟重分析；以I C P A E S分析水库淤泥的化翠成分蓝定位於R i l e y 的膨服匮域圄上：以X R D 分析水库淤泥及於不同温度所烧袋轻耍骨材的化孥定性分析，缌由以上弑骏舆分析，探封淤泥轻夤骨材的烧成的影警因素。二、弑验方法及内容2 1 水库淤泥轻耍骨材造粒及烧裂1 1 座水库淤泥缝取檬、自然乾燥、拌和横加水携拌均匀连到具有塑性，以自袋之造粒槎，造粒直径约耦8 r n m 圆球生坯。以程式
6、控制高温德，固定升温速率鹅5 “ C r a i n ，加熟至预定高温( 2 0 0 1 3 0 0 ) ，雉持此温度至一定畴同( 1 0 m i n ) ，缓慢降至常温，整佃升温及降温约2 4 h r 。取檬编虢揭C I “ - - C l l 组。2 2 水庳淤泥的化孥成分弑验揉用感虑耦合鼋浆原子骚射光措分析俄( I C P A E S ) ，侥器捣美固J a r r e U A s hI C A P9 0 0 0 型，测定化孥元素( S i 0 2 、A 1 2 0 3 、F e 2 0 3 、M g O 、C a O 、N a 2 0 、I ( 2 0 、S 0 3 、T i 0 2
7、) ，属於化孥成分定量分析。2 3X 光粉末统射弑验( X 砒m )X 光粉末绕射俄( X r a yP o w d e rD i f f r a c t o m e t e r ，X R P D ) ，楼型羯S i e m e n sD 5 0 0 0 ，分析水库淤泥的碾物组成及水库淤泥在不同温度裂造轻夤骨材的破物燮化情形，将水庳淤泥及所烧裂轻夤骨材经烘乾後研磨成通遇苒3 0 0 的粉末。操作傺件：X 光簸射器之加速鼋墅舆鼋流鹅4 0 k v 3 0 m A ，加速鼋子打擎铜靶，窿生铜KQ ( 入= 1 5 4 1 8 A O ) X 光，蓝使用N i 滤波器。X 光揖瞄速率揭0 0 6 0
8、 ( 20 s e c ) ，摒瞄角度羯5 0 “ - 5 5 0 。2 4T A - M S 熟分析及寅藉馐弑验德固N E T Z S C H 公司生麈的S T A - 4 0 9 C D 橇型，具有熟重馐( T G A ，T h e r m o g r a v i r n e t r yA n a l y s i s ) 及夤藉倦( M S ，M a s sS p e c t r o m e t r y ) 功能，可同畴量测弑檬的熟重分析及氟髓成分。量测温度链圉羯常温至1 2 0 0 “ C ，升温速率鹅5 “ C r a i n ，缝抽真空後在氦氟( H e 2 )下造行弑验。本俄器将水
9、库淤泥徒常温加熟至1 2 0 0 畴，分析淤泥的熟重、氟髓释放、及温度的相互网保，有助於了解淤泥烧裂辍耍骨材膨服的楗理。三、结果舆分析3 1I C P - A E S 化孥成分分析R i l e y 1 恝鹅必须限制S i 0 2 、A 1 2 0 3 、及熔剖缌量( T o t a lF l u x i n gA g e n t s ，C a O 、M g O 、F e O 、F e 2 0 3 、K 2 0 、N a 2 0 ) 的化孥成分比例，使黏土在高温废生熔融及具有道宜的黏性。分析方式以百分比将S i 0 2 、A 1 2 0 3 、及熔剂缌量定位在化孥成分比例固，蓝排除料算剩馀次要
10、及易择致的化孕成分。本研究l l 倜淤泥弑檬缝感虑耦合鼋浆原子赣射光谱分析俄( I C P A E S ) 弑验，如表1 药水库淤泥化孥成分。将水庳淤泥的化孥成分定位於化孥成分比例圊，如固1 ，颞示9 9除C 3 外，大部分的弑檬都在R i l e y 的膨服匾域J 内，C 2 、C 8 、C 1 0 组落在高强轻耍骨材化孕成分比例筢圉。大部分的水庳淤泥弑檬符合R i l e y 轻夤骨材原料膨服的第一像件。由此推输，淤泥弑檬在高温可废生玻璃相的熟塑髓，亦即在高温能麈生熔融及具有道宜的黏性。 表1 水庳淤泥化孕成分水库淤泥翡翠石朗寅山大埔明德明潭日月潭仁羲潭镜面阿公店 澄清湖弑髓编虢C 1C
11、2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C 9C l OC l lA 1 2 0 31 4 62 0 31 0 31 7 81 3 51 4 81 5 02 0 O1 3 11 8 11 6 7S i 0 27 5 46 5 08 0 36 7 17 5 87 4 17 3 06 2 47 2 26 7 96 5 6化孕F e 2 0 34 97 24 86 84 95 O5 87 44 66 96 O成分C a O0 81 10 92 51 11 21 43 52 51 36 6( )M g O1 52 51 32 61 71 71 83 21 62 62 2N a 2 00 40 4O 30
12、 5O 40 40 4O 43 20 50 3K 2 02 33 42 02 82 52 82 63 12 92 82 6P H 值7 27 77 27 77 47 47 27 77 57 87 2毪：本表馑针算S i 0 2 、A 1 2 0 3 、及熔割德量百分比，蓝排除打算剩馀次要及易挥襞的化孕成分。c l O M i OF Q F p 供地) p固1R i l e y 的膨服匾域及水庳淤泥化晕成分比例圊3 1 1 化孥成分比例的S 1 0 2 7 0 如固3 羯C 1 、C 3 、C 5 、C 6 、C 7 、C 9 等六组经常温1 1 5 0 “ C 、1 1 7 5 、1 2 0
13、0 “ C 、1 2 5 0、1 3 0 0 “ C 等不同温度的颗粒密度值比较。颞示在常温至1 1 5 0 “ C 的颗粒密度值皆由2 1g c m 3 升至2 2 9 c m 3 左右，此因轻耍骨材由生坯球的鬈散至烧结以致颗粒密度稍微增加：在11 5 0 “ 0 至1 2 0 0 “ C 的颗粒密度值由2 2 9 c m 3 降至2 1g c m 3 左右；在1 2 0 0 “ C 至1 3 0 0 “ C 的颗粒密度值由2 1 9 c m 3 降至1 6 9 e r a 3 左右。颢示此六组淤泥轻耍骨材1 2 0 0 - - , 1 3 0 0 “ C 陪段才能虚生较大的膨服行揭舆效果。
14、由固3 封照固1 颞示，C l 、C 3 、C 5 、C 6 、C 7 、C 9等6 组，S i 0 2 稳7 2 “ - - - 8 0 、A 1 2 0 3 羯l O 1 5 及熔剂德量1 0 - - - 1 4 ，需於1 3 0 0 “ C 才能1 0 12工jJf (|墓善一黑上u堇誊一窿生较佳的膨服( 颗粒密度捣1 5 1 1 7 4 咖m 3 ) 。因此推输水库淤泥废生膨服温度的高低舆S i 0 2 、A 1 2 0 3 含量及熔剖缌量有阴。3 2T A M S 分析物耍的熟效虑可包括物理燮化及化孥燮化。崖生热效虑的物理燮化如吸附、吸收、结晶、结耩破壤、熔化、燃烧、蒸骚、异莘、同耍
15、多相耱燮等；麈生热效虑的化孕整化有化合、分解、氧化、遢原、化孥键结水的脱除、固相反癔等。物贾的熟效虑有畴蓝非单纯的物理或化孕反虑，缨常同畴捣物理及化孕的反虑。【7 】一般陶瓷材料烧裂的陪段【7 ，8 】如( 1 ) 室温至1 0 5 “ ( 2 ，捣吸附水( h y g r o s c o p i cw a t e r ) 挥欤，吸附水存在破物的宏觏细孔中，藉由吸附力遵接於孔壁。( 2 ) 3 5 0 - - - 6 5 0 “ C ，黏土内的有槎物燃烧，硫化物及硫酸盛分解捣S 0 2 。( 3 ) 4 5 0 ，晶醴重组，黏土的化擘键结水( c h e m i c a l l yc o m
16、b i n e dw a t e r ) 挥骚，一般化孥键结水以H 2 0 型憋或O H “ 或盯型憋舆化合物结合。( 4 ) 在5 7 3，Q 石英及1 3 石英之同的同赏具槽转换，麈生髓稹膨服( 5 ) 6 0 0 1 0 5 0 “ C ，白霎石( C a M g ( C O s ) 2 ) 和碳酸钙( C a C 0 3 ) 分解，释放C 0 2 。( 6 ) 7 0 0 “ ( 2 ，麈生新结晶形成的矽酸堕和梭蕤的矽铝酸盟相。如缘泥石及芸母中的A 1 2 0 3 舆石英的S i 0 2 化合废生新结晶物矽铝酸盟。文献【2 4 】指出石英熟重分析没有任何燮化；伊利石在6 0 0 “ C 氢氧根分解及在9 0 0 形成酸性矽铝酸盛，蓝造成
