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粉煤灰烧结砖
随着社会的进步与发展，环境保护越来越重要。燃煤电厂由于燃煤发电每年排放大量的粉煤灰，不仅占用储灰场地，而且周边环境也受到了污染。对电厂是一个沉重的负担，对社会也是一大公害。目前，利用粉煤灰生产烧结空心砖的技术已经成型，采用该技术，不但可以保 护 自然资源，利废增效，节约耕地，同时还能完善墙体材料的革新，粉煤灰烧结空心砖是目前 建筑行业的发展方向，它具有质轻、高强、隔音、保温等特点，且方便砌筑、节省砂浆、可相对增大房屋使用面积。
原材料
粉煤灰
热量为1061.72kJ/kg，外观呈灰色、粉状，自然含水率0.98%，化学成分见表1 。
表1 粉煤灰化学成分表
原料 |
烧失量 |
SiO2 |
Fe2O3 |
AL2O3 |
CaO |
MgO |
(k+Na)2O |
| 粉煤灰 |
2.71 |
62.51 |
5.05 |
21.66 |
0.96 |
1.74 |
4.86 |
由表1可知，粉煤灰的化学成分均在制砖的合适范围，符合粉煤灰烧结空心砖要求。其中SiO2含量大于40%小于70%利于制品烧成。CaO 、MgO含量不高，不会影响制品的烧结质量，AL2O3含量21.66%(＞20%)，将会使制品烧结温度提高，加之粉煤灰热值较低，因此需要煤粉增加内燃，以补足烧结砖所需。
粘土
粘土取于吉林热电厂四期灰场附近，外观为黄色、胶粘块状、颗粒较细。松散容重1.202g/cm3，自然含水率7.03%，化学成分见表2。
由表2可知，粘土含SiO265.52%，比较高一些，将提高制品烧成温度，并在原料中起瘠化 作用(俗称砂性)，但粘土中含较高Fe2O3可使制品烧成温度下降。从粘土可塑性测 试结果，塑性指数为14.5，是比较好的塑化剂，是实现高掺量粉煤灰烧结砖的粘结材料。
表2 粘土化学成分表
| 原料 |
烧失量 |
SiO2 |
Fe2O3 |
AL2O3 |
CaO |
MgO |
(k+Na)2O |
| 粘土 |
4.11 |
65.52 |
6.66 |
16.61 |
0.87 |
1.85 |
2.1 |
混合料物理性能
掺配方案
重量比(Wt%)：粉煤灰：粘土=55：45(按高掺量粉煤灰，制作承重多孔烧结砖)。
混合料物理性能
由表3可知，混合料塑性指数大于7，属中塑性原料，干燥敏感性系数小于1，亦属于低 敏感性，干燥线收缩率小，适合快速干燥。
表3 混合料物理性能参数
原料 |
可塑性指数 |
干燥敏感性系数 |
干燥线收缩率（%） |
粘土 |
14.5 |
2.29 |
8.32 |
混合料 |
7.8 |
0.45 |
3.4 |
生产工艺
原料制备
承重多孔烧结砖，特别是空心砖，空洞率高、空壁薄，对原料质量及其混合料加工处理，必 须严格保证混合料的塑性指数不得低于7，工艺确定7～11，根据测试，按重量(Wt%)粉煤灰：粘土=55：45时，其塑性指数7.8。原材料粒度级配十分重要，粉煤灰虽然在坯体中减弱了塑性，但能增加坯体干燥速度，减少龟裂和裂纹，然而非常细的粉煤灰也可以增加塑性，当粉煤灰量大于粘土时，坯体干燥收缩降低，产品力学性能会有较大下降。原料经过风化、困存、陈化后，原料颗粒细化，使塑性指数、湿坯抗拉、干坯抗弯、抗剪强度等明显增加。
加强对原料搅拌，可使其原料、内燃料、水份趋向均匀一致。
成型时采用真空处理，提高原料密度。
成型工艺
坯体成型
采用双级真空挤砖机使泥料挤压成坯体。采用二次码烧工艺，二次码烧应采用不低于2.0Mpa的挤出压力。
成型水份
可塑泥团是由固相、液相和气相组成的塑性即粘性系统。当泥料受到挤压作用而发生变形时 ，希望泥团塑性变形而不希望弹性变形。由弹性变形过渡到塑性变形的极限压力，是随着泥团水份增加而降低。因此，在高挤压成型时，成型水份可大大降低，实践证明，砖机挤出压力在2～3MPa时，成型水份可以降低到12～14%之间。
坯体干燥与焙烧
粉煤灰烧结砖，是在高温下使坯体发生物理化学变化达到固定形状并获得强度的产品。多孔、空心砖坯由于孔洞存在，干燥速度可以加快，但是，是否允许快速干燥的重要因素， 取决于原料的干燥敏感性系数的高低。根据测试，干燥敏感系数小于1。因此，可以快速干燥，送热风温度130～150℃，干燥周期29小时。
焙烧空心砖的重要条件是选择合适的码窑形式。码窑形式决定窑内气体运动的好坏。采取机 械码窑，合理确定坯与坯间缝隙，以利气流通畅。焙烧过程中，预热带初期(400℃以下)， 主要是坯体残余水份蒸发。由于孔壁多而薄，升温速度要慢，温度升至500～600℃时，结晶 水 分解，材料结构松弛，在575℃时，游离石英发生晶型转化，由β型转为α型，坯体膨胀，此段升温亦应缓慢，温度600～1130℃，内燃料需要长时间氧化燃烧，冷却至573℃时α型石 英再转为β石英，制品体积收缩，应缓慢降温。根据测试，此原料烧结砖的烧结温度为1100℃，烧成温度：1070～1140℃，烧结周期30～35小时。
原料制备
原料经过除杂质、净化、破碎后，送入箱式给料机，使之符合各种物料的生产配比，然后通过胶带输送机集中送入锤式混合粉碎机，对原料进行混合粉碎，再经过强力搅拌进一步加水混合，使物料含水率达到成型水分，之后继续通过对辊破碎机和细碎对辊机加工，使物料的粒度控制在1mm以下。
成型
通过陈化使物料内的水分进一步均匀分布，再经过搅伴挤出机和轮碾机的进一步搅拌、挤压、碾炼，使物料的各组也尽可能分布均匀。挤砖机是制砖的关键设备，要求挤砖机装置设计制造精密、经久耐用、产量大、运转率高。故要求双级真空挤砖机。
采用二次码烧工艺
粉煤灰制砖工艺，无论从原料处理、成型、干燥、焙烧都较煤矸石、页岩等原料的制砖工艺复杂得多。半硬塑挤出的一次码烧工艺，通过三次工业性试验论证，结果都不理想。全硬塑挤出一次码烧，没做工业试验，要想彻底解决干燥龟裂现象，可能性很小。而采取软挤出的二次码烧工艺，从理论上完全可以解决干燥中出现的龟裂，可提高成品率。
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