粉煤灰烧结砖正交试验分析

魏相华

（广东宝丽华电力有限公司，广东 梅州 514762）

粉煤灰是燃煤火电厂的废渣之一，如果能把大量废弃的粉煤灰作为一种资源进行合理的开发和利用，它不仅能使其变废为宝，缓解对环境的污染和节省有限的水资源和粘土，又能为建筑行业提供一批新兴的建筑材料。

1 正交试验设计

正交试验是借助预先设计好的“正交表”来安排试验并对试验结果进行分析的一种方法。在实际中广泛应用。

1.1 因素与水平

大量实验及应用证明，对粉煤灰烧结砖性能显著影响的因素为取物料配比（粉煤灰掺量）、烧成温度、保温时间，故本正交试验选以上三个因素并综合考虑了它们之间交错变化对粉煤灰烧结砖性能的影响，每个因素选取四个水平，其因素水平表见表1。

表1 正交试验因素与水平选择表

1.2 正交试验表头设计

由于选择了3个因素且水平为4水平，故采用L16（43）正交表来设计粉煤灰烧结砖的正交试验，其中设计方案为将正交表中的列依次分为因素A（粉煤灰掺量）、因素B（烧结温度）、因素C（保温时间）。表3-2为本正交试验的表头设计。

表2 正交试验表头设计

1.3 记录并分析试验结果

以正交试验部分因素为基础，按照基础试验方法进行砖坯的烧制，所得的粉煤灰烧结砖测试性能记录于表3。

2 正交试验结果的分析

2.1 各因素对抗压强度的影响

分析烧结砖粉煤灰掺量对抗压强度的影响，随着粉煤灰掺量的含量增加而抗压强度开始增加，当粉煤灰掺量80%时抗压强度达到11.59MPa的最高峰值，具有最好的抗压强度；随后成反比降低。

分析烧结温度对抗压强度的影响，随着烧结温度的逐步升高粉煤灰烧结砖的抗压强度开始增大，当烧结温度为1050℃时抗压强度达到9.84MPa最高峰值；随后成反比降低。

分析保温时间对抗压强度的影响，随着保温时间逐步延长粉煤灰烧结砖的抗压强度开始增大，当到8h时抗压强度达到9.96MPa最高峰值；随后成反比降低或变化不明显。

2.2 各因素对5h吸水率的影响

分析粉煤灰掺量对5h吸水率的影响，初始阶段随着粉煤灰掺量逐步增加烧结砖的5h吸水率开始降低，当到粉煤灰掺量为80%时吸水率达到25.88%最小谷值；随后成正比升高。

分析烧结温度对5h吸水率的影响，初始阶段随着烧结温度逐步升高烧结砖的5h吸水率开始降低，当升高到1050℃时吸水率达到最小值24.75%最小谷值；随后成正比升高。

分析保温时间对5h吸水率的影响，初始阶段随着保温时间逐渐延长烧结砖的5h吸水率开始降低，当延长至8h时吸水率达到最小值26.32%%最小谷值；随后成正比升高。

表3 正交试验计算分析及试样性能表

2.3 各因素对粉煤灰砖烧成收缩的影响

分析粉煤灰掺量对烧成收缩的影响，初始阶段随着粉煤灰掺量逐步增加粉煤灰烧结砖烧成收缩率开始降低，当到粉煤灰掺量为80%时烧成收缩率达到3.21%最小谷值；随后成正比升高。

分析烧结温度对粉煤灰烧结砖烧成收缩率的影响，初始阶段随着烧结温度逐步升高烧成收缩率开始降低，当升高到1050℃时烧成收缩率达到最小值3.39%最小谷值；随后成正比升高。

分析保温时间对粉煤灰烧成砖烧成收缩率的影响，初始阶段随着保温时间逐渐延长烧成收缩率开始降低，当延长至8h时吸水率达到最小值3.38%最小谷值；随后成正比升高。

3 结论

综合分析，影响粉煤灰烧结砖性能的因素依次为：粉煤灰的掺量、烧结温度、保温时间。通过正交试验结果确定粉煤灰烧结砖的制造工艺为在80%粉煤灰掺量的情况下，采用慢速升温方式在1050℃温度下进行焙烧，烧成后保温8h，可得到物理性能最好的粉煤灰烧结砖。