【砖业未来】 烧结墙板的生产工艺与技术

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【砖业未来】 烧结墙板的生产工艺与技术
1、前言烧结墙板（Sintering wallboard）指的是通过烧结而成的、长度超过600mm的烧结墙体材料，是当前呼声比较高的新型墙体材料，许多企业正在高度关注烧结墙板的发展前景。但烧结墙板在我国还处于新生发展阶段，对它的了解远比对空心砖的了解要少得多。在国家大力推进装配式墙体材料、烧结墙体材料部品化的形势下，认真的研究烧结墙板的生产技术，开发适应市场的板材产品，有着十分积极的意义。可以预见，在今后的建筑体系中，烧结墙板有很好的市场，因为烧结墙板不仅拥有所有烧结墙体材料的优点，而且它是新型建筑体型中，全生命周期最好的材料，一定会受到市场的欢迎和青睐。2、生产烧结墙板的原料从理论上讲，生产烧结砖瓦产品所使用的原材料都能够生产烧结墙板，甚至我们常见的工业固体废弃物——页岩、淤泥、煤矸石和污泥等，都可以作为烧结墙板的原料加以利用。但事情并非这么简单，事实上烧结墙板由于自身的技术要求非常严格，生产难度更加苛刻，用普通烧结砖对原料的要求和处理，是不能满足烧结板材对成型、干燥和焙烧的特殊需要的（见图1）。因而针对烧结墙板的技术需要，为了保证产品质量，必须用陶瓷工业对原料的控制技术，来指导烧结墙板的生产。原材料的化学成分、矿物组成、颗粒级配等指标对原料处理、挤出成型、湿坯干燥、制品焙烧、烧成颜色以及产品质量等，都有直接的影响。

△图1  生产烧结板材的常见原料（尾矿、页岩、黏土）需要特别指出的是，在所有原料中，烧结砖瓦产品中起决定性作用的是黏土矿物（clay mineral）。因为这类矿物最先多在黏土中发现，或因粘土及粘土岩主要由这类矿物组成，故称为黏土矿物。黏土矿物是一些具有层状构造的含水铝硅酸盐矿物，主要有高岭石、蒙脱石、水云母（伊利石）、绿泥石等。黏土矿物是构成黏土岩（页岩、煤矸石等）的主要矿物组分。黏土矿物颗粒极细，一般呈小于0.01毫米的细小鳞片，具有可塑性、耐火性、烧结性等。黏土矿物的含量及种类与烧结砖瓦原材料、成型、坯体干燥、焙烧乃至产品质量的关系密不可分，烧结墙板当然也是如此，（见表1、表2和表3）。

△表1  国内部分页岩砖厂的原料化学成分（%）

△表2   国内部分页岩砖厂页岩原材料的矿物成分（%）

△表3   烧结墙板黏土矿物组成（参考瓦的参数）颗粒组成（级配）对烧结墙板的原料要求极为重要，同时对生产工艺、产品质量都具有重要意义。如原料的分散性、流动性、可塑性、干燥敏感性以及坯体的致密程度、强度、烧成性能等等，都同颗粒组成（级配）有密切的关系。从表4可看出这样的趋势：即从普通实心砖到竖孔空心砖再到楼板砖，原料的细度逐步提高。

△表4  146种砖瓦原料的粒度组成（德国）在烧结墙板的生产过程中，原料的颗粒极配是非常重要的参数，关于这一点，大多数烧结砖厂都没有意识到，粗犷的原料处理方式使得我们的制品一直处于很低的水平。在国外的企业中却不一样，他们通常要对原料的颗粒级配做出科学的分析之后，才会确定挤出机的参数，并以此科学的制定干燥和焙烧制度（图2）。

Ⅰ-实心砖、Ⅱ-空心砖、Ⅲ-瓦、Ⅳ-楼板砖 △图2、温克勒尔颗粒级配三角图3、产品品种的分类烧结板材（Sintered plate）是当今新型墙体材料中的佼佼者，主要应用于装配式建筑，工业建筑、公共建筑、高层建筑、特色小镇等，用途十分广泛，主要有以下几种分类：按照制造方法分类，烧结板材分为单块墙板、组合墙板等；按照用途（功能）分类，有外墙板、内墙板、隔墙板、外挂墙板、楼板等等；按照材料分类：有混凝土墙板、石膏墙板、硅钙墙板、蒸压加气混凝土墙板和泡沫陶瓷墙板等等。本文所指的烧结墙板是采用黏土质原料，经过对原料加工处理、挤出成型、脱水干燥并在高温窑炉里面焙烧而得到的陶质材料，具有耐久性好、性质稳定、隔热保温，是所有墙体材料中性能最优异的建筑材料，烧结墙板是烧结墙体材料发展的方向（见图3）。

△图3  烧结产品发展的方向示意图烧结制品从普通砖、承重多孔砖、空心砖到烧结空心砌块，最终向板材方向发展，是烧结制品的最终目标，也是烧结制品的必由之路。目前我国烧结空心板材的产量还非常低，仅有成都桔丰山页岩砖厂等少数企业在生产，而且品种也非常少，烧结板材的发展前景非常广阔。图4是欧洲维也纳山（Wienerberger）公司的部分产品规格。





△图4  欧洲维也纳山公司（Wienerberger）生产的部分烧结墙板

△图5   部分烧结墙板的照片资料根据装配式建筑的发展，现代化砖厂不再是单一的卖砖模式，而是朝着卖墙、卖房的方式转变，实现产业转型升级的发展，走绿色制造、智能制造的道路。

△图6  装配式烧结板材和部品化构件4、原料处理生产烧结墙板，原料处理非常关键，处理的目的是将原料破碎或粉磨至要求的粒度，使粘土的矿物组分充分分散和疏解，保证足够的可塑性和结合能力。通常采用的方法有：预均化、配料、破碎、搅拌、陈化、练泥等措施，要将所有基本原料和添加料用水充分润透并搅拌混合均匀，制成配合料以备成型使用。由于烧结板材的特殊性，控制它的总收缩、翘曲变形和制品强度等指标尤为重要，所以，原料处理成为整个工艺流程中，是首当其冲的关键工序。生产烧结陶板和烧结西式瓦的经验与做法，可以借鉴到烧结墙板生产线中来，图7是原料处理的主要流程和设备。值得注意的是，在欧洲的烧结砖生产线中，对辊机、轮碾机和圆盘筛式捏合机是原料处理的“三大件”，而在我国却比较少见。近年来我国对辊机发展比较迅速，但轮碾机似乎没有见到有多大动静，欧洲多用湿轮碾机，干式轮碾机多用在陶瓷行业中。湿式轮碾机又分为带槽孔板及边缘卸料的两种形式。轮碾机对两种或两种以上密度差别大的原材料的混炼效果非常好，特别是保温隔热砌块微孔形成剂与粘性原料的均匀混合。轮碾机在破碎功能上被定位于“中碎设备”，其实它的混合碾练功能更加突出。

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