坯體在干燥過程中因干燥速度過快產生開裂的原因主要有兩方面:
一方面是干燥過程中干燥制度有突然的變化,溫度、濕度曲線有突然的較大變動;
另一方面是坯體的干燥在沒有經過臨界點前的干燥速度過快。
我們知道,干燥介質的溫度是表示干燥介質帶走水分能力標志之一,介質溫度越高,帶走水分的能力越強,坯體脫水速度越快。但如果溫度過高,會造成坯體表面水分蒸發太快,而內部水分移動速度小于表面水分蒸發速度,坯體表面收縮大,而內部收縮小,造成內部對表面產生應力,當表面強度小于此值時,坯體表面就產生裂紋。在干燥時,如果介質溫度突然升高,這時表面脫水速度急劇增加,表面收縮太快,內部收縮趕不上表面的收縮速度,內部對表面產生的應力大于表面強度,使坯體產生裂紋。
介質濕度對坯體干燥過程的影響也是巨大的,如果濕度太高,則坯體脫水速度緩慢,若處理不當,就可能出現凝露現象,使坯體回潮。如果介質濕度太低,則脫水能力很強,易使坯體表面干燥過快,表面與內部有較大的應力差,從而導致坯體產生開裂。如果干燥時介質的濕度變得很低或很高,就會出現回潮或開裂現象。
臨界點是坯體干燥收縮停止的一個很重要的工藝點,在臨界點以前,隨著干燥過程的進行,坯體會一直有體積收縮現象,這時如果干燥過快,就很容易使坯體產生裂紋。而在臨界點以后由于坯體停止了收縮,就是再快的干燥速度,脫去再多的水分,也只是增加了坯體中的孔隙率,不會產生內應力,對坯體開裂與否沒有任何影響。所以,通常說的干燥速度太快就是指臨界點前的干燥速度太快,導致坯體開裂。
故在坯體干燥過程中,只要控制好介質的溫度、濕度及臨界點前的干燥速度,就能防止因干燥速度過快而導致的坯體開裂。
在干燥過程中,磚坯表面水分的蒸發,使磚坯在垂直干燥面的方向上形成了水分梯度,這就必然引起內部水分的外擴散。當磚坯水分的表面擴散蒸發和內擴散具有相等的速度時,即在等速干燥階段,干燥進行最為強烈。但表面水分強烈蒸發時,外層發生收縮,毛細管的直徑就縮小,因此,使內擴散的速度大大降低。另外,當毛細孔道中的水位降落到低于表面的開口時,蒸發面就下降到磚坯的內部,結果使得磚坯表面很干,而內部仍然潮濕,同時干燥速度顯著降低。
磚坯的內擴散速度低于外擴散速度的結果,首先是降低了磚坯的干燥速度,其次是在磚坯內部形成了明顯的水分梯度。當水分梯度現象十分嚴重時,在等速干燥階段,磚坯在同一時間內接近磚坯干燥的表面部分的收縮大,而遠離磚坯干燥表面部分的收縮小,因此,磚坯表面就形成了裂紋或坯體變形。
產生裂紋的原因除干燥制度不合理外,和磚坯的塑性、干燥敏感性有很大的關系。當原料干燥敏感性較高時,即使在正常室溫下也會出現干燥裂紋。
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