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煤矸石是煤炭生产过程中排放的固体废弃物,每年的排放量相当于当年煤产量的10~20%左右。大量煤矸石的堆积,不仅占用大量土地,而且污染环境。本文以煤矸石为主要研究对象,开展了莫来石轻质隔热材料制备及性能的研究。本课题研究内容主要有两方面:首先,本文以煤矸石为主要原料制备莫来石轻质砖,研究了烧成温度、煤矸石加入量、造孔剂加入量、粒径和蓝晶石加入量对莫来石轻质砖性能和结构的影响,并将制备的莫来石轻质砖与国内外制品进行对比;其次,以煤矸石为主要原料制备了莫来石轻质骨料,研究了烧成温度、煤矸石加入量对M70和M55莫来石轻质骨料性能和结构的影响,将M75、M55和市场上常见的M65莫来石轻质骨料制备莫来石轻质浇注料;结果表明:(1)对莫来石轻质砖:当烧成温度为1450℃,煤矸石加入量为60wt%,造孔剂(外加)加入量为50wt%,粒径为d(0.5)为165μm,蓝晶石加入量为10wt%时可制备体积密度0.83g/cm~3、常温耐压强度2.5MPa、1400℃×6h重烧线变化率为0.24%、导热系数为0.217W/(m·K)(300℃)的莫来石轻质砖,和国内外轻质隔热砖相比,物理性能达到要求,导热系数更低。(2)对莫来石轻质骨料:当烧成温度为1450℃,煤矸石加入量为50wt%,可制备体积密度为1.21g/cm~3、吸水率为53.7%、堆积密度为0.71g/cm~3,耐压强度为5.24MPa的M70莫来石轻质骨料;当烧成温度为1300℃,煤矸石加入量为50wt%,可制得体积密度为1.32g/cm~3、吸水率为44.09%、堆积密度为0.97g/cm~3,耐压强度为4.28MPa的M55莫来石轻质骨料; M70、M55轻质骨料制备的浇注料与市场上常见的M65莫来石轻质骨料做骨料制备莫来石轻质浇注料物理性能相当,导热系数更低,为煤矸石的利用提供了一条有效的途径。