燒結(jié)類新型墻材質(zhì)量通病及解決辦法

燒結(jié)制品仍然是當(dāng)前工業(yè)和民用建設(shè)工程中使用的重要的地方性建筑材料。燒結(jié)制品質(zhì)量的好壞關(guān)系到建設(shè)工程質(zhì)量和人身生命和財(cái)產(chǎn)安全。結(jié)合多年墻改工作的實(shí)踐，筆者淺談?dòng)嘘P(guān)燒結(jié)磚(砌塊)生產(chǎn)過程中常見質(zhì)量問題及解決辦法。

1 什么是燒結(jié)磚？

我國磚瓦歷史悠久，素有“秦磚漢瓦”之美稱。在陜西周王廟考古發(fā)現(xiàn)就有生產(chǎn)黏土實(shí)心磚和空心磚，據(jù)今已有三千多年歷史。實(shí)際上中國的燒結(jié)磚歷史可以追溯到7000年前。用黏土燒磚主要是用于建房，同時(shí)也用于軍事工程，主要是建造軍事防御工程如長城。我國歷史上制磚技術(shù)先進(jìn)，工藝精湛。大窯專制官邸、寺院等建筑用磚。小土窯則為民間建房燒制普通磚瓦。

燒結(jié)空心制品在西周早期就已經(jīng)開始生產(chǎn)，但在工業(yè)和民用建筑中全面推廣應(yīng)用應(yīng)在上世紀(jì)50~60年代。以黏土（頁巖、煤矸石、粉煤灰、淤泥、建筑廢棄土及工業(yè)固體廢棄物等）為主要原料，經(jīng)坯料制備、擠出成型、焙燒而成，具有一定孔洞率的制品，用于工業(yè)或民用建筑承重部位的砌體材料叫燒結(jié)多孔磚；用于工業(yè)或民用建筑非承重部位的砌體材料叫燒結(jié)空心磚或空心砌塊。一般說來，豎孔多用于承重的磚叫多孔磚；水平孔多用于保溫、隔熱的非承重制品稱之為燒結(jié)空心磚或空心砌塊。

2 燒結(jié)多孔磚及空心磚(砌塊)生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題

磚以前稱之謂“燒結(jié)磚”，主要取決于燒結(jié)工藝(土窯、立窯、輪窯)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以及建筑體系的變化，現(xiàn)代的燒結(jié)磚主票采用隧道窯生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品以多孔磚、空心磚及砌塊為主。但是，不管采用什么樣的技術(shù)及生產(chǎn)工藝，要燒好一塊磚，“原料是關(guān)鍵，技術(shù)是條件，管理是保障”。古代人制磚十分重視原料的選擇及處置，在這個(gè)古老行業(yè)中，一直以來有二句“行話”，叫做“三分工藝七分原料，三分燒七分碼”。明張問之《造磚圖說》中記載：對(duì)制磚的原料處置是“凡七轉(zhuǎn)而后得土，六轉(zhuǎn)而成泥，閱八月而成坯，凡百三十日而后窨水出窯。必面背四旁無燥紋，無墜角，叩之聲震清者，乃為入格”。

從國家及我省多次對(duì)燒結(jié)制品質(zhì)量抽檢或多或少地存在著質(zhì)量問題，根據(jù)燒結(jié)制品質(zhì)量情況分析，大多數(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量問題是原料處置不當(dāng)所致。

2.1 尺寸偏差

原因：主要問題是原料的顆粒級(jí)配及陳化時(shí)間不夠。

解決辦法：

1）對(duì)原料進(jìn)行篩分，解決原料的顆粒級(jí)配；

2）增加原料的陳化時(shí)間，提高原料的可塑性指數(shù)。一般要求，根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)模，存化庫的面積最小應(yīng)能夠滿足七天的生產(chǎn)量；

3）對(duì)擠出機(jī)的擠出機(jī)口尺寸進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)現(xiàn)有的原料進(jìn)行全分析，特別是原料的可塑性指數(shù)，使擠出機(jī)擠出的泥條尺寸接近原材料收縮值的偏差值范圍。

2.2 棱角裂縫

原因：原材料（混合料）中大顆粒比例偏高，成型水分偏低，增加擠出機(jī)擠出泥條的阻力。

解決辦法：

1）提高原材料破碎細(xì)度或減小篩子的孔徑，適當(dāng)調(diào)整原料級(jí)配，減少泥條的阻力；

2）檢查高速細(xì)碎對(duì)輥的間隙，調(diào)整高速細(xì)碎對(duì)輥的間隙(3mm)；

3）適當(dāng)調(diào)整原材料的含水率。

2.3 肋、壁水平長度裂縫

在燒結(jié)多孔磚及燒結(jié)空心磚、砌塊中常見。

原因：主要問題是原材料中大顆粒比例偏高，造成原料中的粗細(xì)顆粒收縮不統(tǒng)一而產(chǎn)生收縮裂縫；干燥室溫度過高或干燥速度過快。

解決辦法:

1）合理調(diào)整原材料的顆粒級(jí)配；

2）合理調(diào)節(jié)干燥室溫度，一般干燥室溫度控制溫度范圍：坯體進(jìn)入干燥室溫度控制在40℃左右，干燥室進(jìn)風(fēng)溫度控制在110℃左右；

3）根據(jù)干燥室內(nèi)的溫度和濕度，合理調(diào)節(jié)坯體的干燥時(shí)間，調(diào)節(jié)干燥室風(fēng)機(jī)的速度。

2.4 欠火磚

在隧道窯生產(chǎn)的燒結(jié)磚的過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)窯車底部兩側(cè)有較嚴(yán)重的欠火磚，其顏色發(fā)白；強(qiáng)度很低，造成成品磚破碎率高。

原因：

1）窯車密封不嚴(yán)，車底冷風(fēng)進(jìn)入窯內(nèi)，致使坯垛底部兩側(cè)溫度下降，是造成欠火磚的主要原因；

2）隧道窯的壓力、溫度和氣氛不平衡，窯內(nèi)的壓力小于窯車下面的壓力；

3）原材料中的內(nèi)摻熱量不夠；

4）求產(chǎn)量，燒結(jié)時(shí)間和保溫時(shí)間不夠。

解決辦法:

1）檢查窯車之間的密封以及窯墻兩側(cè)的砂封，及時(shí)修復(fù)砂封槽漏風(fēng)，砂封槽內(nèi)有足夠的砂子，防止車底冷風(fēng)進(jìn)人窯內(nèi)；

2）調(diào)整窯內(nèi)正壓、零壓與負(fù)壓之間的平衡，保持窯內(nèi)各帶的溫度，減少窯車上的坯垛上下之間的溫差，確保坯體正常焙燒和保溫；

3）分析原材料內(nèi)摻熱值，適當(dāng)提高焙燒溫度；

4）嚴(yán)格控制焙燒和保溫時(shí)間，嚴(yán)格做到“定帶、定溫、定時(shí)”進(jìn)行焙燒和保溫，不以單求產(chǎn)而影響質(zhì)量。

2.5  爆磚

在隧道窯生產(chǎn)的燒結(jié)磚的過程中，磚垛中間及上部的磚出現(xiàn)彎曲變形或氣泡，俗稱爆磚或過火磚。

原因：

1）原材料中熱量配制過高；

2）坯體碼垛不合理；

3）焙燒帶前移，焙燒和保溫時(shí)間過長。

解決辦法:

1）分析原材料中熱量的摻入比，合理配置內(nèi)燃熱值；

2）改進(jìn)碼垛方式，適當(dāng)增加坯體以及坯垛之間的空隙；

3）嚴(yán)格控制焙燒和保溫時(shí)間。

2.6 抗風(fēng)化性能

在燒結(jié)磚檢測中，有不少燒結(jié)磚企業(yè)存在抗風(fēng)化性能差的問題，應(yīng)該說，我省不列入嚴(yán)重抗風(fēng)區(qū)范圍，但問題還是存在。

原因：制磚的原材料發(fā)生變化，不少企業(yè)對(duì)原材料的陳化時(shí)間不夠，有的企業(yè)對(duì)原料破碎后沒有采取均化和陳化的措施，直接送入制擠出機(jī)制坯。坯體在窯內(nèi)同一燒結(jié)溫度的情況下，坯體中的顆粒的固相與液相達(dá)不到燒結(jié)的要求，我們簡稱“夾生飯”或“燒結(jié)不均衡”。

解決辦法:

1）必須對(duì)原材料進(jìn)行均化和陳化處理；

2）提高窯內(nèi)燒成溫度；

3）對(duì)劣質(zhì)原材料要提高破碎的顆粒細(xì)度。

2.7 “石灰爆裂”

石灰“爆裂”和“泛霜”是影響燒結(jié)磚質(zhì)量的兩大危害，嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。由于地質(zhì)成因和礦物組成的復(fù)雜性，這兩個(gè)問題往往在以頁巖和煤矸石為原材料的磚廠中反映比較突出，也成為許多磚瓦企業(yè)生產(chǎn)過程中亟待解決的質(zhì)量問題。

（1）爆裂產(chǎn)生的原因

“石灰石爆裂”是磚內(nèi)部生石灰(Ca0)受潮水化，引起體積膨脹而對(duì)產(chǎn)品造成的一種破壞現(xiàn)象。當(dāng)制磚原材料含有較多的石灰質(zhì)(CaC03)，且破碎后原料顆粒較大時(shí)，焙燒過程中在磚體內(nèi)形成尺寸較大的生石灰(Ca0 )顆粒。生石灰顆粒不斷吸收空氣中的水分，逐步水化成消石灰Ca(OH)2。Ca0水化形成Ca(OH)2的過程是一個(gè)體積膨脹的過程。隨著Ca0不斷水化成Ca(OH)2，磚體內(nèi)Ca(OH)2聚集物體積不斷增大，磚體承受Ca(OH)2聚集物膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力也越來越大，當(dāng)該應(yīng)力大于磚體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)對(duì)磚體形成破壞。少量的Ca(OH)2聚集物可形成磚體表面破壞，大量的Ca(OH)2聚集物則造成磚體酥裂。

（2）“16字解決方針” 

 解決石灰爆裂的“16字方針”就是“揀選剔除、控制細(xì)度、加強(qiáng)焙燒、淋水消解”。

(a) 揀選剔除

如我市“長廣時(shí)代”新型建材有限公司開始利用煤矸石時(shí)也遇到類似的情況。后來采取的措施是將煤矸石過一道鋼蓖子，先將大塊的石灰石剔除，然后用皮帶輸送機(jī)將破碎后的煤矸石運(yùn)進(jìn)車間，利用石灰石與煤矸石硬度不同的性質(zhì)，再經(jīng)過回轉(zhuǎn)式圓篩過一遍，使大部分石灰石被剔除。“揀選剔除”結(jié)果是使石灰石含量下降到5%以下；

(b) 控制細(xì)度

石灰石顆粒粒徑越大，成品磚內(nèi)熟石灰水化產(chǎn)生的集中應(yīng)力越大。控制細(xì)度就是最大限度地減輕石灰石顆粒對(duì)磚坯的危害。實(shí)踐證明，當(dāng)石灰石顆粒小于1mm時(shí)，“石灰爆裂”的危害程度降低80%以上，顆粒小于0.5mm時(shí)，“石灰爆裂”的影響基本消失。因此，降低原料的細(xì)度是解決“石灰爆裂”最關(guān)鍵的措施；

(c)加強(qiáng)焙燒

“石灰爆裂”對(duì)成品磚的破壞，也與成品磚本身的強(qiáng)度有關(guān)系，成品磚強(qiáng)度越高，石灰爆裂產(chǎn)生的危害越小。適當(dāng)提高焙燒溫度(950℃)和延長焙燒時(shí)間，提高成品磚的燒結(jié)程度和成品磚的強(qiáng)度，降低石灰石爆裂產(chǎn)生的危害。“加強(qiáng)焙燒”，就是要提高磚的內(nèi)在質(zhì)量，提高抵御石灰爆裂的能力；

（3）“淋水消解”

 “淋水消解”是最后一關(guān)。CaCO3在600℃左右的時(shí)候開始分解，913℃分解完畢，分解成CaO(生石灰)和CO2，就是存在磚坯中的CaO吸收空氣中的水分以后，生成粉狀的Ca(OH)2并且伴隨很大的體積膨脹，產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力對(duì)磚構(gòu)成嚴(yán)重的危害。但是，CaO在大量水化的情況下，生成膏狀的(也稱液態(tài))Ca(OH)2，情況就大不一樣了，液態(tài)的Ca(OH)2可以向周圍的空隙滲透和移動(dòng)，大大減輕了內(nèi)應(yīng)力的強(qiáng)度，從而使產(chǎn)品度過了“石灰爆裂”這道難關(guān)。做法很簡單，磚在出窯以后，立即通過淋水工序過一道，使磚坯完全浸濕、浸透為原則。但是，需要特別指出的是，無論是“16字方針”或者是其他方法，控制原料的破碎細(xì)度都是首要的前提，沒有細(xì)度的保證，任何方法的效果都會(huì)大打折扣，甚至不起作用。

2.8 泛霜

燒結(jié)磚泛霜俗稱“泛堿”，是由于磚內(nèi)的水溶性鹽類遇水溶解，隨水分的蒸發(fā)遷移至磚表面結(jié)晶成為白色粉末，故也叫“鹽析”。表現(xiàn)為磚面上生出一層白色粉末。這是磚體殘留有硫酸鈣、硫酸鎂等可溶無機(jī)鹽，吸水后滲出表層蒸發(fā)后的殘留物。由于泛霜鹽類含有一定數(shù)量的結(jié)晶水，結(jié)晶后膨脹，因此，在泛霜時(shí)還會(huì)有崩裂磚的表層。為此，應(yīng)控制泥料中氧化鎂的含量低于3%。原料處理過程中應(yīng)強(qiáng)化粉碎，提高原料細(xì)度；焙燒過程中適當(dāng)延長焙燒及保溫時(shí)間，使生成不溶于水的硅酸鹽，減輕或杜絕危害。

（1）硫是生成泛霜物質(zhì)的促進(jìn)劑，也是罪魁禍?zhǔn)祝虻闹饕獊碓词菑娜济豪飵淼模赃x擇低硫煤作燃料，能夠最有效地減輕泛霜現(xiàn)象的產(chǎn)生；

（2）提高原材料的破碎細(xì)度，能夠有效地促進(jìn)原料中的堿性氧化物參與高溫下的物理化學(xué)反應(yīng)，減少可溶鹽的產(chǎn)生，從而減低泛霜的程度。建議原料的破碎粒度控制在1.5 mm以下；

（3）延長焙燒時(shí)間。適當(dāng)延長焙燒時(shí)間，不僅能夠促使硅酸鹽礦物與堿性氧化物的反應(yīng)，而且有利于二氧化硫氣體的分解逸出，從而降低硫酸鹽的生成，達(dá)到減少泛霜的目的；

（4）杜絕欠火磚出廠。欠火磚既是廢品，又是泛霜最重要的禍?zhǔn)祝荒茇潏D小利而流入市場，否則因小失大。建議加強(qiáng)管理，堅(jiān)決杜絕欠火磚出廠。

3 結(jié)束語

燒結(jié)磚產(chǎn)品質(zhì)量問題是多方面的，既有工藝設(shè)備上的先天性缺陷，也有企業(yè)管理上的問題。新發(fā)布的《燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)多孔砌塊》GB 13544-2011標(biāo)準(zhǔn)、《燒空心磚和燒結(jié)空心砌塊》GB/T13544-2014標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)燒結(jié)磚企業(yè)的質(zhì)量提出了更高的要求。

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