陈佳琛 孙婧容

假日探亲时，我们在奉家山发现了有趣的石料。有的洁白如玉，闪闪发光；有的白里透红，纹理分明；有的黑白相间，斑驳陆离。这些是什么石料？都有哪些成分？具体有哪些应用？

通过探访得知，奉家山上的石料中包括硅灰石、粘土等。为利用当地资源造福社会，我们进行了利用植物胶水与石料制作环保耐火钵的研究。

一、研究过程

从学校实验室借来6只小坩埚。捣碎石料，以每只装50克为量，分别装进3只坩埚，放到煤炉中烧炼3.5小时，石料未见熔化。

然后改用块煤，装上20瓦的鼓风机冶炼，烧半小时，坩埚破裂。

为寻找耐火原料，我们来到瓷厂，取来碾碎过的耐火器破废料，并从当地采集石料。又找来4种含粘性浆汁的植物将其捣碎，浸水调试，发现其中的两种植物浸渍的水有较好的粘合性。

通过请教老农，得知这两种植物为滑藤和奶参草。它们浸水后可以粘合粘土、石灰作三合土，于是我们将这些植物配水制成植物胶水。

为使植物胶水能长期保存，从山区取来造纸废碱水，将滑藤、奶参草、废碱水按1∶1∶8的比例调配，制成植物胶水。

将耐火器破废料与捣碎的粘土粉、硅灰石粉按比例调配，制成了四种类型的耐火钵。

用植物膠水试制出来的耐火钵是否可以经受高温的考验？

为此，我们将其进行分组烧炼试验。在3小时的细火慢烧之后又进行了3小时的鼓风烧炼。烧炼结果见表2。

为解决探究中存在的问题，我们与指导老师来到某窑炉材料厂，与工作人员一起，分别使用我们研制的植物胶水和工厂使用的木质素黄酸钙为粘合剂，利用取自厂方的耐火原料，采用厂方的设备制出对比试验的耐火钵各60套。每组再选出其中的30套分成AB两组分别进行耐火钵烘烤、窑烧实验与自然干燥的对比实验。

从实验结果可以看出，合格率最高的是厂方使用木质素黄酸钙胶合剂粘结压制出来的耐火钵，合格率达90%。而植物胶水试制的耐火钵合格率只有70%，说明这种方法仍有可取之处，改进空间尚大。

为使该产品走上非烧结环保低碳之路，我们又与指导老师来到新化某电子陶瓷有限公司，进行了非烧结与烧结产品的对比试验。

结果表明，使用次数最多、时间最长的是高温烧结的耐火钵制品；使用次数最少、时间最短的是非烧结耐火钵试验品，由于使用时间的最小值可达88小时，说明可采用非烧结工艺制作耐火钵。

二、成分与原理探究

硅灰石含硅酸钙等矿物，具有一定的硬度和耐火抗压性能，可充当耐高温的硬实骨料。

粘土含二氧化硅、氧化镁等成分，具有良好的粘合性和耐火性能。

耐火器破废料为经受高温烧炼的熟料，结构稳定。由滑藤、奶参草和造纸废碱水制成的植物胶水起到了良好的粘合作用，使所制成的耐火钵坚固耐用。

三、创新点

1.省料省力

用植物胶水、石料和耐火器破废料制成的耐火钵可以减少烧制工序，省煤、省人力，降低了生产成本。

2.低碳环保

我们研制的耐火钵既可减轻造纸废碱水、废耐火钵对环境的污染，又能用非烧结的方式降低燃煤对环境的污染。加入了植物胶水的耐火钵，可盛物承烧高温冶铸的金属品和非金属品，用途广泛，实用性强。

四、进一步设想

由于时间及知识储备有限，我们所制耐火钵还处在试验阶段，但它代表了一种保护环境、资源循环利用的意识。

如果能改进原材料和配方的选取等方面，相信这种能减轻环境污染的耐火钵的性能会有很大改善。（指导老师：陆晓华 邹秀西 胡昌伟）