免蒸免烧油页岩渣砖的强度性能试验研究.pdf

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免蒸免烧油页岩渣砖的强度性能试验硏究
王志刚,穆建春,习会峰,龙志勤,于成龙
(广东石油化工学院,广东茂名525000
摘要:以油页岩渣为主要原料制备了免蒸免烧新型墙体砖,对砖进行了抗压、抗折强度试验研究,探讨了油页岩渣的类型、目
数以及油页岩渣砖的龄期对砖强度的影响,提出了提高油页岩渣砖强度的几点建议,对工程实际有一定的指导意义。
关键词:油页岩渣:免蒸免烧砖;强度
中图分类号:TU521
文献标识码:A
文章编号:1001-702X(2013)04-0034-03
Researches on strength properties of non-steam-cured and non-fired bricks with oil shale waste
W A NG Zhigang, MU wanchun, K/ Huifeng, LONG Zhiqin, YU Chenglong
(Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, Guangdong, China)
0前
言
1油页岩渣
油页岩具有丰富的储量,我国油页岩储量排世界第三,油
广东茂名的油页岩渣来源有2个途径:油页岩炼油后的干
页岩是一种重要的能源矿产,它可以通过干帽的方法提炼页馏渣和作为燃料燃烧后的废渣門。2种渣主要化学成分见表1。
岩油,也可直接用作燃料燃烧,无论是用作燃料燃烧还是干馏表1燃烧渣和干馏渣的主要化学成分%
都将产生大量的油页岩渣。
项目SiO2 Al,0, Fe_O3Ca0Mg0K2ONa_O
广东茂名市现存有大量干馏后废弃的油页岩渣。20世纪燃烧渣60.502209002381.172510.12
50年代,茂名市建设了规模为年产100万t原油的油页岩炼干馏渣49.7018659731011.46
油厂,由于缺乏环境意识和可持续发展概念,在约30年的炼
项目
P
油过程中,茂名炼油厂排放出的油页岩渣堆放连绵数十里,数燃烧渣0110380070.0606071
量达2.4亿t,高出地面30-60m,占用农田8400多亩叫。另
干馏渣
19,.45
外,茂名一直致力于油页岩发电项目,如果可以实施,每年1
从表1可以看出,干馏渣的烧失量远远大于燃烧渣,这一
台油页岩发电设备又将产生200万-300万t的油页岩渣。这方面是因为干馏渣在干馏过程中油页岩没有完全燃尽,另
些废渣给茂名当地已经造成或将继续造成严重的环境污染,方面是因为油页岩渣在产生过程中混杂了一些油页岩尾矿和
成为茂名市最严重的生态环境问题之一。油页岩渣如何妥其它物质,使得干馏后的油页岩渣不够纯。但是无论是干馏渣
善处理,变废为宝,保护耕地,已成为一个亟待解决的问题。还是燃烧渣其化学成分及含量均与黏土相近,而且,油页岩渣
本文作者多年以来从事茂名油页岩废渣综合利用方面的中SiO02和Al02的含量很高,具有很高的潜在活性。由此可以
研究,用油页岩渣制备出免蒸免烧砖,其外观、强度、抗渗性等推断,在实际工程中不仅可以用油页岩渣替代黏土作为墙体
方面都优于传统的黏土砖。在研究过程中发现,影响油页岩砖的主要混合料,而且还有望制作出高强度的优质砖。2种油
渣砖强度的因素有很多,其中油页岩渣的类型、粒度及龄期对页岩废渣外观见图1。
其强度都有较大影响。
基金项目:广东省科技计划项目(2007B03100017、2012BO31000023)
收稿日期:2013-01-15
作者简介;王志刚,男,1982年生,山西阳泉人,硕士,主要研究新型
建筑材料力学性能。通讯作者:穆建春,地址:广东省茂名市官渡二路
(a)干馏渣
(b)燃烧渣
139号办公楼606,E-mail:mu-cheng2004@163.com。
图12种油页岩废渣的外观
34·新型建筑材料
2013.4
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王志刚,等:免蒸免烧油页岩渣砖的强度性能试验硏究
表2干馏渣砖和燃烧渣砖的28d强度測试结果
2试验
项目
抗压强度/MPa
抗折强度/MPa
2.1试验方案
9.97
2.37
研究油页岩渣类型、粒度及油页岩渣砖龄期对油页岩渣
千馏渣砖
9.23
2.92
砖的抗压、抗折强度的影响。
8.49
2.42
(1)在各种条件、砖配料和配比完全相同的情况下,选用
18.90
5.35
等量、等细度的干馏渣和燃烧渣制备2组免蒸免烧砖。常温湿
燃烧渣砖
16.72
5.76
18.74
5.39
养护28d,测试其抗压、抗折强度
(2)在各种条件、砖配料和配比完全相同的情况下,分别50年代用油页岩炼油的干馏技术是将开采的油页岩破碎筛
选用8目和12目的燃烧渣,制备2组免蒸免烧砖。常温湿养分后,较大粒径的(约=10mm)油页岩放入干馏炉内,在隔绝
护28d,分别测试其28、90、180d的抗压、抗折强度。
空气的干馏炉内进行干燥、预热,然后加热到450-600℃,页
2.2试验方法
岩油就被裂解释放出来。所剩的页岩半焦进入汽化状态,并
抗压强度按照JCT422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标进行氧化-还原反应,生成的油页岩废渣排出炉外,与小粒径
准进行测试;抗折强度按照CB/T2542-2003《砌墙砖试验方的油页岩尾矿混杂,可见,油页岩渣中的油质材料没有完全燃
法》进行测试。
尽。又由于后来茂名在废渣处理时采取在渣中加土种树,造成
3试验结果及分析
了干馏渣中含有大量的黏土和油页岩尾矿。而燃烧渣在用作
燃料时,要经受1000℃以上的高温,使得油页岩中的有机油
3.1油页岩渣类型对油页岩渣砖强度的影响
质材料燃尽挥发,其晶体结构被完全破坏,油页岩渣中存在大
试验中,选用了油页岩干馏渣和燃烧渣2种,在其它条量微孔,内表面积大幅增加,渣中硅、铝离子的活性被充分激
件、砖的各种混合料配比完全相同的情况下,制备了2组免蒸发出来。所以2种渣比较:一方面,干馏渣杂质含量高,降低了
免烧油页岩干馏渣砖和燃烧渣砖,每组3块试件,常温湿养护渣中SiO2和AO3的比例,从而降低了油页岩渣潜在的活性,
28d后,测试其抗压、抗折强度,结果见表2。
另一方面,干馏渣经历的温度较低,还不足以完全激发出渣中
从表2可以看出,用燃烧渣制备的免蒸免烧油页岩渣砖SiO2和AO2的活性;而燃烧后的油页岩渣纯度高,经过高温
的抗压强度和抗折强度明显优于干馏渣制备出的油页岩渣后,其活性被完全激发出来。图2是不同目数的2种油页岩渣
砖。这是由于这2种渣形成过程不同而造成的,茂名20世纪制备出的免蒸免烧砖在龄期28d后的外观情况。
IL995NCO6
IFI PANYO
(a)8目干馏渣砖
(b)12目干馏渣砖
(o)8目燃烧渣砖
(d)12目燃烧渣砖
图2不同目数的2种油页岩渣制备出的免蒸免烧砖28d外观
从图2可以看出,干馏渣制备出的砖表面比较粗糙且有将磨细的油页岩渣过筛,并与其它配料完全相同的材料混合
明显裂纹,这是因为砖在养护过程中发生了收缩,孔隙不均制备2种目数的免蒸免烧油页岩渣砖,常温下湿养护28d后

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