1试验部分
1.1试验原料
本试验选用的原土是云南和辽宁出产的原料用土，品位为较低级别，颜色以白色为主，部分灰色。
1.2试验仪器
1.3样品砖的制备
2工艺变化对制成品的影响
2.1细磨条件对力学指标的影响
成品砖的力学性能关系到砖的强度，是使用性能的一项重要参数。试验发现，随着细磨时间的延长，所制得砖的抗折强度越来越高，为了继续增加强度持续细磨，但是时间的持续增加并没有出现硅藻土素面砖的抗折强度继续大幅增加。分析认为这是由于细磨机对物料通过粉碎研磨，介质球对物料进行作用时间越长其颗粒的粒度就越小，从而原料的结合力和可塑性就越好，相应制得样品砖的强度也越高，力学性能就越好。但是即使随着研磨时间继续增加，细磨机的转速比较快而具有大离心力，通过剧烈的冲击使得原土粉粒粒径不断变小，通过观察，在细磨600s左右后机器的研磨能力达到极限，所以前期表现为制成品的高强度是因为高效破碎率，而后机器的极限和越来越多的原土颗粒粘附在细磨罐的内壁上，这时机器的效率将会出现下降，所以细磨时间控制在600s为最佳，继续增加细磨时间在经济上不合理。
2.2粘结剂加入量对样品砖力学指标的影响
粉体成型主要依靠的是焙烧工艺，但是由于原土成型性能较差，还需要加入粘结剂作为坯体成型剂来辅助成型，达到提高强度的目的。本次试验选用的粘结剂是硅酸钠，溶于水后俗称水玻璃。由于其价廉并且粘结性强而被首选作为粘结剂。由于水玻璃价格便宜，所以本试验不考虑粘结剂的经济影响。实验发现随着质量分数的变化过高或过低其成品质量并不好，只有当水玻璃为1.5%时其力学性能最好。分析是因为粘结剂质量分数小时其相应含量较小，起不到黏结作用。欲使低剂量下获得较高强度，就要用比较高的温度烘干，这样经济性上不合理。当加入水玻璃量太多，会出现混料不均匀，反而影响砖坯的质量。所以粘结剂最佳加入量为混合原料质量的1.5%左右。
2.3制备条件对砖吸水率的影响
硅藻土的主要成分是硅酸质，其超微细孔比吸附性极强的木炭还要多出几千倍，是天然调节湿度材料。在实际应用中表现为在室内的湿度较高时，装饰在室内的硅藻土建筑材料具有的超微细孔结构能够将水分储存起来。如果室内较为干燥，硅藻土建材砖就能够将储存的水分释放出来。本试验采用的是低品级的原料，发现其特殊的性能在于随着细磨时间的增加，硅藻土原料的过度粉碎，会使颗粒间的间隙减小，所以应控制粉碎程度以防止吸水率下降。为了改性，会在其中加入二氧化钛和电气石等辅料，发现加入辅料后成品砖吸水率有一定程度的下降，分析是其对自己的空隙有填充作用，但从结果来看尽管其吸水率有所下降但是下降的幅度并不明显，是可以接受的。
2.4改性对砖性能的影响
光催化性能可以不用外加能源，利用太阳光的照射即可分解空气中的有毒有害物质。主要原理是利用光生电子(e-)和空穴(h+)的作用降解污水或空气等载体中的污染物。具体来说就是用光子击打半导体，当光子能量高于吸收阈值的时候,半导体发生跃迁效应，主要发生在价带电子带间。而在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子，同时空穴将氢氧根离子和水分解为具有强氧化能力的氢氧自由基。其可将绝大多数的有机物氧化，甚至对一些无机物也能进行大比例分解。为了成品砖具有光催化功能性，本试验加入了二氧化钛作为辅料以发挥其光催化性能。加入辅料后成品砖的机械强度和吸水率均未受到影响。显色试验结果表明，加入了辅料后的成品砖除了具备原来的吸湿性能外，还具备了极好光催化性能。使用亚甲基蓝为目标降解液，在降解时间达到120min时，降解率基本都达到了40%以上。这证明了加入二氧化钛光催化剂后成品砖制成品具有了较好光催化性能。
2.5电气石辅料加入对砖性能的影响
负氧离子对人体健康有很大益处，硅藻土本身即具有释放负氧离子的性能。为了提高硅藻土建筑制成砖释放负氧离子的功能性，本试验在硅藻土中加入了电气石作为辅料。对加入这种辅料的成品砖进行降解显色溶液的试验，结果可以清楚的看到在时间达到2h的时候，溶液降解率普遍达到30%以上。而原土释放负氧离子的性能是很微弱的。可以证明加入到硅藻土中的电气石是可以发挥作用的，加入电气石辅料的硅藻土制品具有释放负氧离子的功能，同时发现加入辅料后，砖的机械强度和吸水率没有受到影响，加入电气石改性是可行的。
3结论及建议
硅藻土本身具有多项良好的性能，如：质轻、多空隙等性能，其各方面指标大幅度超过活性炭，而且储量巨大，是制备建筑功能性制品的极好原料。同时，我国又是硅藻土资源大国，硅藻土在多个领域有所应用，其制成品性能的好坏直接关系到资源的利用水平和经济效益。近年来在建筑领域的应用比例逐年增加，范围不断扩大，为了解决我国原料土普遍品位较低，制成品质量较差的问题，本试验研究了制备方法和相应最佳制备条件。为大力开发利用低品位的硅藻土开辟新的途径。细磨条件、粘结剂加入量、制备条件、光催化剂改性、负氧离子改性等条件对成品砖的各项性能都有较大影响，主要表现在力学性能、吸湿性能和成型性能。细磨时间过高或者过低都会影响力学性能，最佳时间为600s；粘结剂的加入量过高或者过低都会影响力学性能，最佳加入比例为1.5%；加入辅料后成品砖吸水率有一定程度的下降，但从结果来看尽管其吸水率有所下降但是下降的幅度并不明显，是可以接受的。光催化改性和负氧离子改性对成品砖性能提升作用较大，且不影响其他性能。
作者：刘洪俊 单位：沈阳市排水管理处
