淺析制磚原料的陳化機理和條件

一、陳化的機理

陳化的含義和原理。在自然環境中，開掘出來的制磚塊體原料，通過風吹日曬雨淋和攢堆“悶發”的風化，使大的塊體進一步疏解的過程是陳化的第一步；原料通過機械強制破碎，原料從大的顆粒進一步變小，再經與水拌和后放置到料倉靜置，同時由于顆粒受到外力強制破壞，顆粒本身的應力和存在裂隙，在水分子的作用下，應力集中處通過毛細作用被水分子“漲開”而開裂，大的變小，逐步變得更小，同時顆粒本身也得到水的滋潤。機理是由于水分的O-H鍵的鍵能比礦物晶體間的分子間作用力稍強，而破壞晶體間的聯接；個體粒徑越小，表面積越大，與水分子的接觸面也愈大，水分子的氫鍵個數與晶體分子接觸的數量越多，這樣物體被疏解。

為什么陳化后原料粘性增加？由于礦物質晶體內部分子受到周圍分子的作用力，能量較低；而表面水分子與周圍分子接觸較少，但能量較高，因此表面能就大，吸附力較強，因而粘性增加。

二、陳化的必要條件

原料的入倉粒度級配、入倉原料的含水率（水分）、倉內靜止時間、陳化庫的室內溫度。

基于物料陳化的機理和實踐經驗，筆者認為原料的入倉粒度的選定依據是：首先根據原料的種類和制磚的品種，當以頁巖類為主和生產承重磚（砌塊）時，作為骨架的大顆粒要多些；當硬度較高的原料作為主導原料和生產非承重磚（砌塊）時，要求作為骨架的大顆粒要少，相對增加填充顆粒（1毫米左右）數量，粘結顆粒的數量力求增加（一味的追求該顆粒則會增加設備的磨損和電力消耗；降低產量）。破碎加水攪拌后的物料（泥料），部分較大的顆粒吸水后疏解成為更小的顆粒，逐步形成粘結顆粒，利于成型的生產。

破碎加水攪拌后的物料即泥料，它的含水率是由成型的生產工藝要求決定的------不大于成型產品的含水率。尤其是目前硬塑擠磚機的工藝要求，當泥料的含水率高于成型要求后，產品發生變形，尤其是直接與窯車臺面接觸的一層的磚（底層）坯變形嚴重，形成廢品、殘磚。根據實踐經驗，泥料的含水率低于成型要求的含水率2—3個百分點，滿足泥料在“悶發”時的水的毛細作用即可。

原料在倉內的靜止時間。原料的最佳陳化時間測定原理，通過測定制磚原料經陳化后變形比與時間（天、小時）之間的關系，當以時間T（天、小時）為橫坐標軸，變形比a為縱坐標軸，連結各點繪制成時間—變形比曲線。從曲線上找出變形比最大點，蓋點對應的時間即為最佳陳化時間。通過不同地域和原料的測定大都在40小時至72小時之間，有的以軟質頁巖為代表的料，在自然環境中充分風化后，陳化時間更短。

陳化庫的室內溫度。根據工作實踐，體會到同一個磚廠在夏季的陳化庫的泥料比冬季好用；在攪拌時加熱水比加涼水，利于成型生產。其原理是水分在在溫度高的條件下，運動速度加快，與物料顆粒結合的更充分。所以，陳化庫在設計時，根據不同的地理位置其室內溫度有所區別，通常在北方冬季溫度要求10--15oC。

三、實例

某地有兩個磚廠，其中一個是個體磚廠，另一個國有磚廠，這兩個磚廠相距7公里，先有國有磚廠，后有個體磚廠。所用原料一致。以某礦煤矸石為主、輔以頁巖。

個體磚廠的生產工藝流程：

取料混合→粗破→細破、篩分→成型擠出→干燥→焙燒→成品。

國有磚廠生產工藝流程：

取料混合→粗破→細破、篩分→加水攪拌→皮帶輸送進入陳化庫→成型擠出→干燥→焙燒→成品。

這兩個工藝區別：在一個有陳化庫，另一個為節省資金，沒有設置陳化庫。效果是國有的磚廠，達產達標，而個體磚廠三番五次到國有磚廠，求教并訴說：同樣的原料，也偷偷地聘用過你們的崗位工，成型產量就是上不去，干燥窯、焙燒窯等磚坯用，就是有磚坯，通過干燥后燒成出來的成品磚，也不如你們的質量好；為增加成型產量從原料破碎的粒度著手把錘頭的更換頻率加大，篩網孔徑變小，僅是成型產量有所提高，但是原料的成本增加了5元/噸；坯體質量：外觀上扒角、爛芯；窯車底層磚坯變形；干燥后開裂；成品磚的抗風化低、抗壓強度低。后來為了加強地企關系，告訴他應增設陳化庫，以改變物料性能。在其加設陳化庫后產量和質量均得以提高，成本降下來了。

總之，在原料通過陳化庫的陳化達到，顆粒疏解，泥團松散，水分勻化，使顆粒表面的水分滲入到顆粒內部，使干濕不均勻或攪拌不充分的原料通過相互滲透而達到水分均勻一致，再進一步通過物理和化學變化來改進原料性能，利于擠出成型生產和干燥、焙燒，提高產品的產量、質量。

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