9.4.3　强度特征

9.4.3.1　补充成分的影响

Guangren Qian研究了当仅采用飞灰生产玻璃陶瓷材料时，以SiO2作为补充成分对其强度的影响。该类玻璃陶瓷材料的抗压强度随SiO2掺量的增加而增大，当SiO2掺量相同时，添加5％的Al2 O3时玻璃陶瓷材料的抗压强度将显著增大，如图9-18所示。

图9-18　补充成分对玻璃陶瓷材料抗压强度的影响

注：原材料质量比为63％～88％飞灰，0％炉渣集料，5％MgO，2％TiO2。

根据玻璃化学理论，SiO2是玻璃陶瓷内部框架的主要组成部分。随着SiO2掺量的增加，微晶之间的结合力增强，使得玻璃陶瓷材料的抗压强度增大。而基于偏振光显微镜的观察结果发现，添加适量的Al2O3有利于形成结晶相，还可以促进玻璃之间的黏合作用，从而对抗压强度具有提升作用。

9.4.3.2　炉渣集料掺量的影响

当以飞灰与炉渣集料作为主要原材料时，由于炉渣集料中含有足够的SiO2成分，不需要添加补充成分SiO2。随着炉渣用量的增加，原材料中的SiO2含量随之增加，从而使得玻璃陶瓷材料的抗压强度也随之增大，如图9-19所示。

在以飞灰与炉渣集料为主要原材料的玻璃陶瓷材料中，掺加5％A12O3对玻璃陶瓷材料的抗压强度无甚影响，尤其是当炉渣集料用量接近50％以后。这表明，在玻璃陶瓷材料制备过程中，促进玻璃之间黏合作用仅需耗用少量Al2 O3，炉渣集料中所含的Al2 O3已足够。

对比图9-19、图9-18可见，以飞灰与炉渣混合物为主要原材料所制备的玻璃陶瓷材料的抗压强度较高。这不仅与炉渣集料中SiO2含量较高有关，也在于炉渣集料中含有微量金属元素，如Fe、Mn等，这些金属元素在结晶过程中会降低浆料的黏度，促进结晶，并提高玻璃陶瓷的密度，使结构更为致密，从而提升了玻璃陶瓷材料的强度。

图9-19　炉渣集料掺量对玻璃陶瓷材料抗压强度的影响

注：原材料质量比为18％～63％飞灰，0％SiO2，5％MgO，2％TiO2。