陳佳琛 孫婧容

假日探親時(shí)，我們?cè)诜罴疑桨l(fā)現(xiàn)了有趣的石料。有的潔白如玉，閃閃發(fā)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(yīng)用？

通過(guò)探訪得知，奉家山上的石料中包括硅灰石、粘土等。為利用當(dāng)?shù)刭Y源造福社會(huì)，我們進(jìn)行了利用植物膠水與石料制作環(huán)保耐火缽的研究。

一、研究過(guò)程

從學(xué)校實(shí)驗(yàn)室借來(lái)6只小坩堝。搗碎石料，以每只裝50克為量，分別裝進(jìn)3只坩堝，放到煤爐中燒煉3.5小時(shí)，石料未見(jiàn)熔化。

然后改用塊煤，裝上20瓦的鼓風(fēng)機(jī)冶煉，燒半小時(shí)，坩堝破裂。

為尋找耐火原料，我們來(lái)到瓷廠，取來(lái)碾碎過(guò)的耐火器破廢料，并從當(dāng)?shù)夭杉?。又找?lái)4種含粘性漿汁的植物將其搗碎，浸水調(diào)試，發(fā)現(xiàn)其中的兩種植物浸漬的水有較好的粘合性。

通過(guò)請(qǐng)教老農(nóng)，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(zhǎng)期保存，從山區(qū)取來(lái)造紙廢堿水，將滑藤、奶參草、廢堿水按1∶1∶8的比例調(diào)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(diào)配，制成了四種類(lèi)型的耐火缽。

用植物膠水試制出來(lái)的耐火缽是否可以經(jīng)受高溫的考驗(yàn)？

為此，我們將其進(jìn)行分組燒煉試驗(yàn)。在3小時(shí)的細(xì)火慢燒之后又進(jìn)行了3小時(shí)的鼓風(fēng)燒煉。燒煉結(jié)果見(jiàn)表2。

為解決探究中存在的問(wèn)題，我們與指導(dǎo)老師來(lái)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(zhì)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(shè)備制出對(duì)比試驗(yàn)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(jìn)行耐火缽烘烤、窯燒實(shí)驗(yàn)與自然干燥的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，合格率最高的是廠方使用木質(zhì)素黃酸鈣膠合劑粘結(jié)壓制出來(lái)的耐火缽，合格率達(dá)90%。而植物膠水試制的耐火缽合格率只有70%，說(shuō)明這種方法仍有可取之處，改進(jìn)空間尚大。

為使該產(chǎn)品走上非燒結(jié)環(huán)保低碳之路，我們又與指導(dǎo)老師來(lái)到新化某電子陶瓷有限公司，進(jìn)行了非燒結(jié)與燒結(jié)產(chǎn)品的對(duì)比試驗(yàn)。

結(jié)果表明，使用次數(shù)最多、時(shí)間最長(zhǎng)的是高溫?zé)Y(jié)的耐火缽制品；使用次數(shù)最少、時(shí)間最短的是非燒結(jié)耐火缽試驗(yàn)品，由于使用時(shí)間的最小值可達(dá)88小時(shí)，說(shuō)明可采用非燒結(jié)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(dāng)耐高溫的硬實(shí)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(jīng)受高溫?zé)裏挼氖炝希Y(jié)構(gòu)穩(wěn)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(jiān)固耐用。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

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(chǎn)成本。

2.低碳環(huán)保

我們研制的耐火缽既可減輕造紙廢堿水、廢耐火缽對(duì)環(huán)境的污染，又能用非燒結(jié)的方式降低燃煤對(duì)環(huán)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(shí)用性強(qiáng)。

四、進(jìn)一步設(shè)想

由于時(shí)間及知識(shí)儲(chǔ)備有限，我們所制耐火缽還處在試驗(yàn)階段，但它代表了一種保護(hù)環(huán)境、資源循環(huán)利用的意識(shí)。

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