高温热处理至关重要，可引发将煤矸石转化为耐用建筑材料所需的特定化学和物理转变。具体来说，马弗炉或窑炉必须维持在 1000°C 至 1100°C 的精确热场，以促进矿物成分的熔化，这是砖块的基本粘结机制。
核心要点 煤矸石砖的结构完整性依赖于 液相烧结，这仅在特定的高温窗口内发生。该过程熔化内部矿物质形成玻璃相，使材料致密化，并显著提高其抗压强度和耐水性。
烧结机理
关键矿物熔化
要制造出合格的砖块，原材料必须经历相变。精确的温度环境（1000°C–1100°C）是熔化煤矸石中存在的 硅酸盐和铝酸盐 所必需的。
玻璃相形成
随着这些矿物质的熔化，它们会转变为 玻璃相。这不仅仅是状态的改变；它创造了一个新的材料基质，作为成品砖的内部框架。
结构致密化
液相烧结
玻璃相充当砖微观结构中的强大粘合剂。这种“液相烧结作用”将未熔化的煤矸石固体颗粒连接起来，形成一个内聚单元。
消除孔隙率
在烧制之前，生砖含有许多微观的间隙或孔隙。液态玻璃相流入这些空隙，有效地填充材料之间的孔隙，从而形成更紧密、更致密的结构。
性能结果
提高物理强度
孔隙填充和液相烧结的直接结果是 堆积密度 的显著增加。这种致密化带来了更高的 抗压强度，使砖块适用于承重建筑应用。
提高耐候性
通过玻璃相封闭内部孔隙，砖块的渗透性大大降低。这降低了 吸水率，这对于防止霜冻损坏和确保在潮湿环境中的长期耐用性至关重要。
理解权衡
精确性的必要性
对“精确”环境的要求源于狭窄的加工窗口。如果温度低于 1000°C，硅酸盐可能无法充分熔化形成必要的玻璃相，导致砖块易碎、多孔。
热一致性
相反，热场必须均匀。加热不一致可能导致致密化不均匀，砖块的某些部分玻璃化且坚固，而其他部分则保持薄弱且易吸水。
优化烧结工艺
要获得制备煤矸石烧结砖的最佳效果，您必须将热控与所需的材料性能相结合。
- 如果您的主要关注点是结构完整性：确保窑炉达到 1000°C–1100°C 的上限，以最大化玻璃相的体积并提高抗压强度。
- 如果您的主要关注点是耐用性和防潮性：优先考虑在热窗口内的保温时间，以确保彻底的孔隙填充，从而最大限度地降低吸水率。
精确的热管理决定了松散骨料与高性能建筑材料之间的区别。
总结表：
| 参数 | 范围/机理 | 对最终产品的影响 |
|---|---|---|
| 烧结温度 | 1000°C – 1100°C | 硅酸盐和铝酸盐熔化所必需 |
| 相变 | 玻璃相形成 | 创造内部粘结基质 |
| 粘结机理 | 液相烧结 | 连接固体颗粒形成内聚单元 |
| 结构变化 | 孔隙填充 | 增加堆积密度和抗压强度 |
| 耐用性因素 | 低吸水率 | 提高抗冻性和耐候性 |
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参考文献
- Yinghui Sun, Boxiong Shen. Coal Gangue Utilization: Applications, Challenges, and Sustainable Development Strategies. DOI: 10.3390/en18020444
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
