本文研究了焚烧煤电厂煤底灰 (CBA) 废物中添加的砂粘土陶瓷的机械性能和热性能,以开发一种用于热能存储 (TES) 的替代材料。采用烧结或烧成法在 1000˚C 和 1060˚C 下开发陶瓷球。用压缩机压缩所得陶瓷,并使用 Decagon devise KD2 Pro 热分析仪进行热分析。还使用马弗炉在 610˚C 下进行热循环。发现 CBA 增加了孔隙率,从而使砂粘土和灰陶瓷的轴向拉伸强度增加到 3.5 MPa。选择了具有 TES 所需拉伸强度的陶瓷球。它们的体积热容量和热导率范围分别为 2.4075 MJ·m −3 ·˚C −1 至 3.426 MJ·m −3 ·˚C −1,热导率范围为 0.331 Wm −1 ·K −1 至 1.014 Wm −1 ·K −1,具体取决于沙子的来源、大小和烧成温度。所选配方具有良好的热稳定性,因为最易碎的样品经过 60 次热循环后也没有出现任何裂纹。这些特性使人们可以设想将陶瓷球用作聚光太阳能发电厂温跃层热能存储(结构化床)的填充材料。以及用于太阳能灶和太阳能干燥器等其他应用。
一直小于所需的坍落度流动度,即 650 毫米。通过使用 5%、9%、13% 和 17% 的高效减水剂,CBA10、CBA20、CBA30 和 CBA40-SCC 的坍落度流动度均在所需的范围内(EFNARC,2005)。随着 CBA 含量的增加,坍落度流动度降低,这是因为 CBA 的孔隙率越高,CBA 含量越高,饱和水越多。所取得的结果表明,与对照混合物相比,CBA 结构具有粗糙的形式,骨料之间的颗粒间磨损减少。其他研究人员也观察到了这种趋势(Aswathy 和 Mathews,2015)。在局部偏高岭土和 CBA 的联合使用中,随着 MK 和 CBA 的数量增加,需要更多的 SP 来满足所需的坍落度流动度范围。最大添加量为22%的SP可满足MK20CBA40混合料的坍落流动度要求。