植物“粘”上石料

陳佳琛 孫婧容

假日探親時，我們在奉家山發現了有趣的石料。有的潔白如玉，閃閃發光；有的白里透紅，紋理分明；有的黑白相間，斑駁陸離。這些是什么石料？都有哪些成分？具體有哪些應用？

通過探訪得知，奉家山上的石料中包括硅灰石、粘土等。為利用當地資源造福社會，我們進行了利用植物膠水與石料制作環保耐火缽的研究。

一、研究過程

從學校實驗室借來6只小坩堝。搗碎石料，以每只裝50克為量，分別裝進3只坩堝，放到煤爐中燒煉3.5小時，石料未見熔化。

然后改用塊煤，裝上20瓦的鼓風機冶煉，燒半小時，坩堝破裂。

為尋找耐火原料，我們來到瓷廠，取來碾碎過的耐火器破廢料，并從當地采集石料。又找來4種含粘性漿汁的植物將其搗碎，浸水調試，發現其中的兩種植物浸漬的水有較好的粘合性。

通過請教老農，得知這兩種植物為滑藤和奶參草。它們浸水后可以粘合粘土、石灰作三合土，于是我們將這些植物配水制成植物膠水。

為使植物膠水能長期保存，從山區取來造紙廢堿水，將滑藤、奶參草、廢堿水按1∶1∶8的比例調配，制成植物膠水。

將耐火器破廢料與搗碎的粘土粉、硅灰石粉按比例調配，制成了四種類型的耐火缽。

用植物膠水試制出來的耐火缽是否可以經受高溫的考驗？

為此，我們將其進行分組燒煉試驗。在3小時的細火慢燒之后又進行了3小時的鼓風燒煉。燒煉結果見表2。

為解決探究中存在的問題，我們與指導老師來到某窯爐材料廠，與工作人員一起，分別使用我們研制的植物膠水和工廠使用的木質素黃酸鈣為粘合劑，利用取自廠方的耐火原料，采用廠方的設備制出對比試驗的耐火缽各60套。每組再選出其中的30套分成AB兩組分別進行耐火缽烘烤、窯燒實驗與自然干燥的對比實驗。

從實驗結果可以看出，合格率最高的是廠方使用木質素黃酸鈣膠合劑粘結壓制出來的耐火缽，合格率達90%。而植物膠水試制的耐火缽合格率只有70%，說明這種方法仍有可取之處，改進空間尚大。

為使該產品走上非燒結環保低碳之路，我們又與指導老師來到新化某電子陶瓷有限公司，進行了非燒結與燒結產品的對比試驗。

結果表明，使用次數最多、時間最長的是高溫燒結的耐火缽制品；使用次數最少、時間最短的是非燒結耐火缽試驗品，由于使用時間的最小值可達88小時，說明可采用非燒結工藝制作耐火缽。

二、成分與原理探究

硅灰石含硅酸鈣等礦物，具有一定的硬度和耐火抗壓性能，可充當耐高溫的硬實骨料。

粘土含二氧化硅、氧化鎂等成分，具有良好的粘合性和耐火性能。

耐火器破廢料為經受高溫燒煉的熟料，結構穩定。由滑藤、奶參草和造紙廢堿水制成的植物膠水起到了良好的粘合作用，使所制成的耐火缽堅固耐用。

三、創新點

1.省料省力

用植物膠水、石料和耐火器破廢料制成的耐火缽可以減少燒制工序，省煤、省人力，降低了生產成本。

2.低碳環保

我們研制的耐火缽既可減輕造紙廢堿水、廢耐火缽對環境的污染，又能用非燒結的方式降低燃煤對環境的污染。加入了植物膠水的耐火缽，可盛物承燒高溫冶鑄的金屬品和非金屬品，用途廣泛，實用性強。

四、進一步設想

由于時間及知識儲備有限，我們所制耐火缽還處在試驗階段，但它代表了一種保護環境、資源循環利用的意識。

如果能改進原材料和配方的選取等方面，相信這種能減輕環境污染的耐火缽的性能會有很大改善。（指導老師：陸曉華 鄒秀西 胡昌偉）