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浅析烧结砖强度的提升技术

张志伟
  
安家(建筑与工程)
2021年30期
曲靖市质量技术监督综合检测中心 云南省 曲靖市 655000

摘要:烧结砖的原材料是黏土、页岩、煤矸石或粉煤,在将其拌和定性之后进行高温焙烧,进而形成了建筑材料,在工程建设中属于基础性原材料,能够在承重墙、非承重墙建设中使用。且按照烧结砖的种类划分,可将其分成烧结粘土砖、烧结粉煤灰砖以及烧结页岩砖。不同的砖石应用在不同建筑区域会取得不同的效果。在焙烧阶段、选料阶段的工作中对砖石的质量都会有所影响,一旦质量不佳便会在建筑中出现裂缝、粉碎等不良现象,导致工程建设的质量问题。鉴于此,在本文研究中将详细论述烧结砖强度的提升技术,力求能够通过多样化的焙烧方式、温度控制等措施增强其强度,为工程建设奠定坚实的基础。

关键词:烧结砖;强度;提升技术

粘土砖再生产加工阶段的主要工艺为取土、炼泥、制坯、干燥、焙烧等环节。烧结普通砖自身的重量较大,且体积较小,生产加工的过程中会消耗大量原材料,且资源利用率较低,鉴于此,当下多用多孔砖、空心砖作为建筑材料。与传统的烧结砖相比,其重量降低了25%-35%,节约原材料为20%-30%。在原材料使用数量降低、重量减少,在焙烧阶段能够节约大量燃料,有效提升作业效率和质量,且用于工程建设能够降低建筑物的重量,提升其安全性。在本文研究中将论述增强烧结砖强度的有效措施,力求能够为烧结砖制作、工程建设带来更多助益。

一、烧结原料与焙烧工艺

(一)原料选择

普通粘土砖的原料就是粉质或者砂质粘土,主要的化学成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3和结晶水[1]。由于原材料的来源地不同,其内部组成物质也会出现较大变化,一些原材料中会含有碱金属以及碱土金属氧化物等。在制作阶段也可选择页岩、煤矸石、粉煤灰等作为原材料,其化学成分相似性较强,在焙烧阶段出现的物质变化和效果基本趋同,不会出现差异较大的砖石。然而,其余原材料的可塑性较低,在使用阶段需要在其中添加一些黏土,确保其压实和焙烧阶段不会散落。

(二)焙烧工艺

焙烧是烧结砖制作的关键环节,根据实践研究可知,通常情况下焙烧的温度应当恒定在800℃-1100℃之间,一旦焙烧的温度过高或者是时间过长,极易出现黑心、裂缝等现象,出现“火砖”影响烧结砖的质量水平。当焙烧温度上升到一定阶段时,烧结砖中的废渣内会存有大量碳,在干坯体内燃烧,能够有效节约焙烧的原材料,且砖石内部结构较为匀称稳定,密度较小。这样一来其热导系数也会随之降低,其整体轻度上升20%。

二、烧结砖强度的提升技术分析

(一)增强砖机成型压力

提升少墙砖形成阶段的压力能够增加少墙砖的密度,进而在根本上提升砖石的强度。根据实践研究发现,成型压力为2.2MPa-2.3MPa的砖坯其制成的烧结砖抗压强度为13.9MPa-15MPa,而成型压力为3MPa左右的砖坯,最终制成的烧结砖强度均为20MPa左右[2]。在保证烧墙砖质量的基础上可适当增强压实的压力水平,在确保其不会出现裂缝、麻面现象时适当增加压力,可有效提升其抗压能力、强度。

(二)延长保温时间

根据实践研究发现,将相同原材料、相同体积、相同焙烧方式的烧结砖放在温度恒定的转机中,放置时间越长,其强度和抗压程度就越好,而放置时间较短,其抗压能力和强度都会略显逊色。可见,为了提升烧结砖的强度和质量可延长保温时间。

(三)合理控制焙烧温度

即便是选择原材料相同的烧结砖,在焙烧温度不同的环境下焙烧,也会出现强度方面的变化,影响其最终效果。根据实践作业经验可知,烧结砖的抗压强度会随着焙烧温度的变化而变化,详细变化趋势如下:在焙烧温度在800℃的时候,其抗压强度为5.4MPa;焙烧温度在850℃的时候,其抗压强度为8.5MPa;焙烧温度在900℃的时候,其抗压强度为12.6MPa;焙烧温度在950℃的时候,其抗压强度为15.9MPa;焙烧温度在1000℃的时候,其抗压强度为17.5MPa;焙烧温度在1050℃的时候,其抗压强度为20.4MPa;焙烧温度在1100℃的时候,其抗压强度为20.8MPa[3]。

在焙烧阶段,一旦温度在短时间内出现变化,出现快速升温或者是快速降温的现象,则会导致烧结砖内部膨胀情况不均匀,难以及时将其中的应力散发出来,导致烧结砖转裂缝、涨鼓等现象。且原材料土壤中的矿物质经过高温焙烧之后会产生气体,如果气体排出的过程不顺利,也会出现砖石裂缝现象,对于其品质和强度都会产生影响。根据实践研究能够看出,当温度突然上升,对烧结砖的强度影响如下:升温速度在8℃/min以及16℃/min,试块的强度不会产生显著的变化,意味着升温速度对影响相对较小。主要就是因为试块是在1000℃温度之下烧结,其原料烧失量相对较小,对此可以提升升温速度。在升温速度在8℃/min~16℃/min的时候,强度在12℃/min最大,其吸水率则相对较小,对此其温度速度要控制在12℃/min[4]。

(四)低温长烧,提升强度

在烧结砖焙烧阶段,通常情况下人们选择的都是高温短烧的工艺,将焙烧温度大幅度提升,而后缩短燃烧时间,降低燃烧原材料消耗,力求能够提升烧结砖的经济效益。通过实践能够看出,使用这类焙烧方式后,烧结砖经常出现黑心、裂缝、表面麻面等现象,大大降低了其强度和抗压能力。且高温焙烧需要燃烧更多煤炭,增加了资源消耗比重,这种技术对于环境保护、资源节约非常不利,也与当下低碳环保理念不相适应。根据文献研究和实践经验可知,选择“低温长烧”的技术能够降低燃料使用数量,且烧结砖的表面基本不会出现裂缝、麻面的现象,并且抗压强度大大增强,保障其抗压强度为20MPa。根据实践对比能够看出,传统的焙烧技术烧结砖出现裂缝的比重为20%-22%,而新型焙烧技术中出现裂缝的比重约为2%,出现了明显下降,既能够增强其外观质量,又能够降低能源消耗,具有极佳的应用效果和经济价值[5]。

结论

根据上文论述的内容能够看出,烧结砖强度与焙烧工艺、温度、焙烧时间等具有紧密联系,为了提升砖的强度与质量,需要在以上环节中对时间、温度、工艺进行严格监督,避免出现砖石裂缝、粉碎等不良现象,进一步增强砖石的强度,实现理想的生产加工效果

参考文献

[1]段旭晨,孟凡涛,魏春城,李占冲,穆清林,刘哲坤,王玉良.细粒黄金尾矿制备烧结砖的试验研究[J].硅酸盐通报,2021,40(08):2653-2658.

[2]周伟伦,廖正家,陈涛,宁寻安,王逸,谢鸿智.利用铁尾矿制备烧结砖的可行性及烧结固化机理[J].环境工程学报,2021,15(05):1670-1678.

[3]邓维汉.烧结砖厂生产过程中存在的技术问题分析[J].砖瓦,2020,(10):33-34.

[4]邵勇,刘小丽,朱进军.碱渣海相软土混合料烧结砖试验研究[J].水力发电,2021,47(06):115-119.

[5]于巧娣,李灿华,徐文珍,查雨虹.赤泥-粉煤灰烧结砖抗压强度影响因素分析研究[J].新型建筑材料,2021,48(03):29-31.

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