评价某种物料是否能生产出烧结砖,其主要取决于它的物理性能,而化学成份对制品的性能具有间接的影响。在判断原料性能时,化学的成份分析可以作为判断的参考依据。化学分析通常测定二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、硫矸和烧失量等。
SiO2(二氧化硅)是烧结砖原料中的主要成份,含量在55~70%之间,超过此含量时,原料的塑性大为降低制品的强度极限。Fe2O3(三氧化二铁)是制砖原料中的着色剂,一般含量为3~10%为宜,含量过高时会降低制品的耐火度。
CaO(氧化钙)在原料中的石灰石(CaCO3)的形成出现,是一种有害物质,含量不宜超过10%,如含量过高时将缩小烧结温度的范围。当氧化钙含量大于15%时,烧结范围将缩小25℃,给焙烧操作造成困难,其颗粒较大于2mm时更易形成酥砖或引起制品爆裂,可导致坯体严重变形,如吸潮、松解、粉化等。MgO(氧化镁)原料中的含量不超过3%,越少越好,其化合物如硫酸镁在制品中会产生一种白色的泛霜,影响产品的质量。SO3(硫矸)在原料中的含量一般不超过1%,越少越好。硫矸在焙烧过程中的逸出,使制品发生膨胀和产生气泡的原因。其它的含硫物也对制品有害,如硫酸钙引起制品泛白和起霜,硫酸镁能引起制品泛霜和膨胀。
原料化学成份的要求范围一览表
基本情况 | 要求程度 | 适用范围(%) | |
名称 | 项目 | ||
化 学 成 份 | SiO2 | 适宜 | 55~70 |
允许 | 55~80 | ||
Al2O3 | 适宜 | 3~10 | |
允许 | 2~15 | ||
Fe2O3 | 适宜 | 10~20 | |
允许 | 5~25 | ||
CaO | 允许 | 0~15 | |
MgO | 允许 | 0~5 | |
SO3 | 允许 | 0~3 | |
烧失量 | 允许 | 3~15 | |
石灰质含量 | <0.5mm | 适宜 | 0~25 |
2~0.5mm | 允许 | 0~2 |
原料物理性能测试时,通常测定颗粒组成、可塑性、收缩率、干燥敏感性,烧结性等项目名称。
1、 颗粒组成:
原料的颗粒组成就是不同角度的颗粒在制砖原料中含量的数量化。原料颗粒的组成直接影响制砖的可塑性、收缩率和烧结性等性能影响很大,如果颗粒越细则可塑性越高,但收缩率也越大,干燥敏感性系数也越高。
原料粒径在小于0.05mm粉料称塑性颗粒,粒径在0.05~1.2mm称为填充颗粒,粒径在1.2~2mm称为粗颗粒(骨架颗粒)。合理的颗粒组成应该是塑性颗粒占35~50%,填充颗粒占20~65%,骨架颗粒<30%。
2、可塑性:
原料加适量水分经搅拌和碾练之后,可以塑成任何形状,这种特性称为可塑性,原料的塑性指数表示原料是可塑状态时含水率的变化范围,并表示原料的可塑程度,其值等于液限与塑限之差。可塑性虽有利于挤出成型,但干燥和焙烧时容易产生裂纹,低塑性虽有利于干燥和焙烧,但又会给成型带来困难。如果可塑性在小于7时,不仅挤出成型困难,而且影响强度极限。一般适合塑性指数为7~15。但如果制品孔洞率越高,孔型复杂,壁薄成型时需要的指数也越高。粘土的塑性指数较高,有的可达25以上,煤矸石较低,有的不到7,泥质页岩常为7~18。
3、 收缩率:砖瓦坯体含有大量水分,在干燥过程中,逐渐蒸发、干燥,其体积也逐渐缩小。但由于坯体内外干燥快慢不一致,外部干的快,内部干的慢,收缩也一致,外部收缩快,内部收缩慢。因此,坯体内部产生压缩应力,坯体表面产生伸张应力,如干燥过程处理不当,坯体表面会出现开裂现象,这种现象称为干燥敏感性。一般情况,泥料的塑性指数越高,其干燥的线收缩率和干燥敏感系数也越高。原料的干燥敏感性程度一般按照干燥敏感性系数的大小来表示的。
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