粉煤灰燒結(jié)磚正交試驗(yàn)分析

魏相華

（廣東寶麗華電力有限公司，廣東 梅州 514762）

粉煤灰是燃煤火電廠的廢渣之一，如果能把大量廢棄的粉煤灰作為一種資源進(jìn)行合理的開發(fā)和利用，它不僅能使其變廢為寶，緩解對(duì)環(huán)境的污染和節(jié)省有限的水資源和粘土，又能為建筑行業(yè)提供一批新興的建筑材料。

1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

正交試驗(yàn)是借助預(yù)先設(shè)計(jì)好的“正交表”來安排試驗(yàn)并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析的一種方法。在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。

1.1 因素與水平

大量實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用證明，對(duì)粉煤灰燒結(jié)磚性能顯著影響的因素為取物料配比（粉煤灰摻量）、燒成溫度、保溫時(shí)間，故本正交試驗(yàn)選以上三個(gè)因素并綜合考慮了它們之間交錯(cuò)變化對(duì)粉煤灰燒結(jié)磚性能的影響，每個(gè)因素選取四個(gè)水平，其因素水平表見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平選擇表

1.2 正交試驗(yàn)表頭設(shè)計(jì)

由于選擇了3個(gè)因素且水平為4水平，故采用L16（43）正交表來設(shè)計(jì)粉煤灰燒結(jié)磚的正交試驗(yàn)，其中設(shè)計(jì)方案為將正交表中的列依次分為因素A（粉煤灰摻量）、因素B（燒結(jié)溫度）、因素C（保溫時(shí)間）。表3-2為本正交試驗(yàn)的表頭設(shè)計(jì)。

表2 正交試驗(yàn)表頭設(shè)計(jì)

1.3 記錄并分析試驗(yàn)結(jié)果

以正交試驗(yàn)部分因素為基礎(chǔ)，按照基礎(chǔ)試驗(yàn)方法進(jìn)行磚坯的燒制，所得的粉煤灰燒結(jié)磚測(cè)試性能記錄于表3。

2 正交試驗(yàn)結(jié)果的分析

2.1 各因素對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

分析燒結(jié)磚粉煤灰摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響，隨著粉煤灰摻量的含量增加而抗壓強(qiáng)度開始增加，當(dāng)粉煤灰摻量80%時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)到11.59MPa的最高峰值，具有最好的抗壓強(qiáng)度；隨后成反比降低。

分析燒結(jié)溫度對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響，隨著燒結(jié)溫度的逐步升高粉煤灰燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度開始增大，當(dāng)燒結(jié)溫度為1050℃時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)到9.84MPa最高峰值；隨后成反比降低。

分析保溫時(shí)間對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響，隨著保溫時(shí)間逐步延長(zhǎng)粉煤灰燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度開始增大，當(dāng)?shù)?h時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)到9.96MPa最高峰值；隨后成反比降低或變化不明顯。

2.2 各因素對(duì)5h吸水率的影響

分析粉煤灰摻量對(duì)5h吸水率的影響，初始階段隨著粉煤灰摻量逐步增加燒結(jié)磚的5h吸水率開始降低，當(dāng)?shù)椒勖夯覔搅繛?0%時(shí)吸水率達(dá)到25.88%最小谷值；隨后成正比升高。

分析燒結(jié)溫度對(duì)5h吸水率的影響，初始階段隨著燒結(jié)溫度逐步升高燒結(jié)磚的5h吸水率開始降低，當(dāng)升高到1050℃時(shí)吸水率達(dá)到最小值24.75%最小谷值；隨后成正比升高。

分析保溫時(shí)間對(duì)5h吸水率的影響，初始階段隨著保溫時(shí)間逐漸延長(zhǎng)燒結(jié)磚的5h吸水率開始降低，當(dāng)延長(zhǎng)至8h時(shí)吸水率達(dá)到最小值26.32%%最小谷值；隨后成正比升高。

表3 正交試驗(yàn)計(jì)算分析及試樣性能表

2.3 各因素對(duì)粉煤灰磚燒成收縮的影響

分析粉煤灰摻量對(duì)燒成收縮的影響，初始階段隨著粉煤灰摻量逐步增加粉煤灰燒結(jié)磚燒成收縮率開始降低，當(dāng)?shù)椒勖夯覔搅繛?0%時(shí)燒成收縮率達(dá)到3.21%最小谷值；隨后成正比升高。

分析燒結(jié)溫度對(duì)粉煤灰燒結(jié)磚燒成收縮率的影響，初始階段隨著燒結(jié)溫度逐步升高燒成收縮率開始降低，當(dāng)升高到1050℃時(shí)燒成收縮率達(dá)到最小值3.39%最小谷值；隨后成正比升高。

分析保溫時(shí)間對(duì)粉煤灰燒成磚燒成收縮率的影響，初始階段隨著保溫時(shí)間逐漸延長(zhǎng)燒成收縮率開始降低，當(dāng)延長(zhǎng)至8h時(shí)吸水率達(dá)到最小值3.38%最小谷值；隨后成正比升高。

3 結(jié)論

綜合分析，影響粉煤灰燒結(jié)磚性能的因素依次為：粉煤灰的摻量、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間。通過正交試驗(yàn)結(jié)果確定粉煤灰燒結(jié)磚的制造工藝為在80%粉煤灰摻量的情況下，采用慢速升溫方式在1050℃溫度下進(jìn)行焙燒，燒成后保溫8h，可得到物理性能最好的粉煤灰燒結(jié)磚。