簡述燒結(jié)磚化學(xué)成份及物理性能
化學(xué)成份及物理性能是燒結(jié)磚廠家所必須掌握的基本知識面
一、 原料化學(xué)成份
評價某種物料是否能生產(chǎn)出燒結(jié)磚，其主要取決于它的物理性能，而化學(xué)成份對制品的性能具有間接的影響。在判斷原料性能時，化學(xué)的成份分析可以作為判斷的參考依據(jù)。化學(xué)分析通常測定二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、硫矸和燒失量等。
SiO2（二氧化硅）是燒結(jié)磚原料中的主要成份，含量在55～70%之間，超過此含量時，原料的塑性大為降低制品的強度極限。
Al2O3（三氧化二鋁）在制品原料中的含量以10～20%為宜，低于10%時制品的力學(xué)強度降低，高于20%時，雖然制品強度較高，但燒成溫度也高，耗煤量加大，并使制品的顏色變淡。
Fe2O3（三氧化二鐵）是制磚原料中的著色劑，一般含量為3～10%為宜，含量過高時會降低制品的耐火度。
CaO（氧化鈣）在原料中的石灰石（CaCO3）的形成出現(xiàn)，是一種有害物質(zhì)，含量不宜超過10%，如含量過高時將縮小燒結(jié)溫度的范圍。當(dāng)氧化鈣含量大于15%時，燒結(jié)范圍將縮小25℃，給焙燒操作造成困難，其顆粒較大于2mm時更易形成酥磚或引起制品爆裂，可導(dǎo)致坯體嚴重變形，如吸潮、松解、粉化等。MgO（氧化鎂）原料中的含量不超過3%，越少越好，其化合物如硫酸鎂在制品中會產(chǎn)生一種白色的泛霜，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。SO3（硫矸）在原料中的含量一般不超過1%，越少越好。硫矸在焙燒過程中的逸出，使制品發(fā)生膨脹和產(chǎn)生氣泡的原因。其它的含硫物也對制品有害，如硫酸鈣引起制品泛白和起霜，硫酸鎂能引起制品泛霜和膨脹。
原料化學(xué)成份的要求范圍一覽表
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基本情況 |
要求程度 |
適用范圍（%） |
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名稱 |
項目 |
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化
學(xué)
成
份 |
SiO2 |
適宜 |
55～70 |
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允許 |
55～80 |
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Al2O3 |
適宜 |
3～10 |
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允許 |
2～15 |
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Fe2O3 |
適宜 |
10～20 |
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允許 |
5～25 |
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CaO |
允許 |
0～15 |
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MgO |
允許 |
0～5 |
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SO3 |
允許 |
0～3 |
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燒失量 |
允許 |
3～15 |
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石灰質(zhì)含量 |
＜0.5mm |
適宜 |
0～25 |
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2～0.5mm |
允許 |
0～2 |
二、 原料物理性能
原料物理性能測試時，通常測定顆粒組成、可塑性、收縮率、干燥敏感性，燒結(jié)性等項目名稱。
1、 顆粒組成：原料的顆粒組成就是不同角度的顆粒在制磚原料中含量的數(shù)量化。原料顆粒的組成直接影響制磚的可塑性、收縮率和燒結(jié)性等性能影響很大，如果顆粒越細則可塑性越高，但收縮率也越大，干燥敏感性系數(shù)也越高。
原料粒徑在小于0.05mm粉料稱塑性顆粒，粒徑在0.05~1.2mm稱為填充顆粒，粒徑在1.2~2mm稱為粗顆粒（骨架顆粒）。合理的顆粒組成應(yīng)該是塑性顆粒占35~50%，填充顆粒占20~65%，骨架顆粒＜30%。
2、可塑性：原料加適量水分經(jīng)攪拌和碾練之后，可以塑成任何形狀，這種特性稱為可塑性，原料的塑性指數(shù)表示原料是可塑狀態(tài)時含水率的變化范圍，并表示原料的可塑程度，其值等于液限與塑限之差。可塑性雖有利于擠出成型，但干燥和焙燒時容易產(chǎn)生裂紋，低塑性雖有利于干燥和焙燒，但又會給成型帶來困難。如果可塑性在小于7時，不僅擠出成型困難，而且影響強度極限。一般適合塑性指數(shù)為7～15。但如果制品孔洞率越高，孔型復(fù)雜，壁薄成型時需要的指數(shù)也越高。粘土的塑性指數(shù)較高，有的可達25以上，煤矸石較低，有的不到7，泥質(zhì)頁巖常為7～18。
3、 收縮率：磚坯在干燥過程中，由于機械結(jié)合水的蒸發(fā)，使磚坯內(nèi)的粒子互相靠攏，坯布體的體積有收縮的現(xiàn)象，此種情況稱為干燥收縮。這常以其收縮的長度結(jié)坯體原長度的百分比來表示，稱為干燥線收縮率。如果將干燥過的坯體加以焙燒，則在燒成過程中產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)和易熔雜質(zhì)生成液態(tài)填充于顆粒之間，因而使坯體產(chǎn)生收縮，這種現(xiàn)象稱為燒成收縮，以其收縮的長度對干燥坯體長度的百分比來表示，稱為燒成收縮率。在生產(chǎn)中，要求原料的線收縮率小于6%，否則應(yīng)對原料進行瘦化處理。坯體的收縮率是一種重要的性質(zhì)，收縮過大的制品干燥時不宜過急過快，否則容易產(chǎn)生開裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
4、 干燥敏感性：磚瓦坯體含有大量水分，在干燥過程中，逐漸蒸發(fā)、干燥，其體積也逐漸縮小。但由于坯體內(nèi)外干燥快慢不一致，外部干的快，內(nèi)部干的慢，收縮也一致，外部收縮快，內(nèi)部收縮慢。因此，坯體內(nèi)部產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，坯體表面產(chǎn)生伸張應(yīng)力，如干燥過程處理不當(dāng)，坯體表面會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為干燥敏感性。一般情況，泥料的塑性指數(shù)越高，其干燥的線收縮率和干燥敏感系數(shù)也越高。原料的干燥敏感性程度一般按照干燥敏感性系數(shù)的大小來表示的。
土粒化學(xué)平均成份
土壤類別 粒級(MM) SiO2 R2O3 CaO
(制壓適宜) (55~70) (13~30) (0~15%)
砂性土 粗中砂粒1~0.2 94% 3% 0.4% 不宜制磚
砂性土 細砂粒0.2~0.04 94% 3% 0.5% 不宜制磚
砂性土 粗粉粒0.04~0.01 90% 7% 0.8% 不宜制磚
砂性土 細粉粒0.01~0.002 74% 18% 1.6% 非常適宜制磚
砂性土 粘性土<0.002 53% 34% 1.6% 不宜制磚
石灰性 細砂粒0.25~0.05 84% 8% 3.2% 不宜制磚
石灰性 粗粉粒0.05~0.01 80% 10% 3.3% 不宜制磚
石灰性 中粉粒0.01~0.005 62% 8% 3.2% 不宜制磚
石灰性 細粉粒0.005~0.001 43% 25% 12.7% 不宜制磚
石灰性 粘粒<0.001 40% 30% 14.1% 不宜制磚
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