燒結(jié)溫度對頁巖磚制品基本性能的影響

李波林

【摘要】燒結(jié)頁巖裝飾磚可用于墻體或其表面，是具有裝飾功能的新型墻體材料，其特點是外觀具有藝術(shù)裝飾功能、尺寸準(zhǔn)確度高、耐久性及抗凍性好，其色調(diào)和規(guī)格尺寸可滿足各種特殊要求以及建筑的造型要求。建筑多樣化是世界各國共同追求的目標(biāo)，許多城市都在追求城市格調(diào)的豐富多彩，避免呆板單一，因此燒結(jié)裝飾磚以其豐富多彩的色調(diào)及變幻無窮的外觀圖案設(shè)計備受建筑師和大眾的青睞。 在保護(hù)有限土地資源，生態(tài)環(huán)境和節(jié)約能源的前提下，研發(fā)生產(chǎn)高檔次、高品位、高附加值的“三高”燒結(jié)頁巖空心制品，仍是墻改工作當(dāng)前面臨的重要課題，因此本文將要探討溫度對燒結(jié)頁巖磚基本性能的影響。

【關(guān)鍵詞】溫度;燒結(jié)頁巖磚;基本性能

本文擬以礦場頁巖石及黏土為主要原料，通過調(diào)整原材料參合配比、完善工藝裝備、優(yōu)化生產(chǎn)方法，開發(fā)生產(chǎn)不同顏色、不同規(guī)格、不同面紋的燒結(jié)裝飾磚產(chǎn)品，開展制品力學(xué)、熱工、聲學(xué)性能檢測，同時探討研究坯釉結(jié)合機(jī)理，為實際生產(chǎn)過程中有效控制產(chǎn)品質(zhì)量提供理論依據(jù)。通過對溫度的改變，在最合適的溫度研制出的燒結(jié)頁巖裝飾磚不但具有以往空心磚質(zhì)輕、保溫、隔音等節(jié)能優(yōu)點，而且其外表有顏色的裝飾，可直接作為墻體的外表面而不需要其它裝飾，可以加快施工速度，減少施工費(fèi)用，是創(chuàng)新型的兼具墻體磚及外墻裝飾磚功能的新一代墻體材料。

1、頁巖原料化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)分析

頁巖是一種沉積巖，由泥砂在湖泊、海洋等低洼地區(qū)沉積后，經(jīng)過上億年的地質(zhì)運(yùn)動，在巨大的壓力及膠結(jié)作用下形成的巖石，其層理明顯，巖質(zhì)致密均一，硬度低，不透水，經(jīng)過開采、粉碎、加工處理后，是理想的制磚原料。而頁巖磚的原料也非常簡單，主要是頁巖，可配以粉煤灰、沙子、石粉、礦渣等工業(yè)廢渣資源。頁巖原料需要粉碎才能制磚，粉碎好的原料經(jīng)均勻給料、加水?dāng)嚢?、陳化后可提高塑性和成型度。由于各地的頁巖原料不盡相同，故試生產(chǎn)前，應(yīng)對頁巖采樣分析比較。以了解頁巖資源中主要頁巖成分，塑性指標(biāo)，化學(xué)成分含量等。再根據(jù)頁巖原料其本身的塑性特點，才能確定不同配合比、成型方式和含水率。

2、燒結(jié)頁巖磚坯體燒結(jié)工藝優(yōu)化

對原頁巖磚燒制生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及工藝稍作改造后，生產(chǎn)出符合國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的不同顏色、不同規(guī)格、不同孔型、不同面紋的燒結(jié)裝飾磚產(chǎn)品。同時，生產(chǎn)出的裝飾磚，兼具墻體磚及外墻裝飾磚功能，具有良好的保溫、隔熱、隔音、防水、抗凍、不變色、耐久、環(huán)保無放射性等優(yōu)良品質(zhì)。而且外表有顏色的裝飾，可直接作為墻體的外表面而不需其它裝飾。施工周期短、整體性好、質(zhì)量穩(wěn)定，因此具有十分迫切的市場需求，推廣應(yīng)用前景良好。另外還可以從多個角度對燒結(jié)工藝進(jìn)行優(yōu)化改革，比如對工業(yè)固體廢物制備陶瓷清水磚的坯體組成進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，得到較優(yōu)性能的坯體，從而探討清水磚的裝飾方法，研究釉料與坯體的結(jié)合機(jī)理?？梢砸匝趸X工業(yè)的廢物赤泥及粉煤灰和低品位粘土頁巖為主要原料，通過加入一些改變成型及燒成性能的添加劑，分別采用壓制成型和擠出成型二種成型方法，制備性能優(yōu)良的環(huán)保型清水磚。目前已經(jīng)有人成功研制燒成具有溫度低，適宜快燒等特點的低溫硼釉頁巖磚并進(jìn)行量產(chǎn)。我們也可以了解到近代青磚的生產(chǎn)工藝狀況，表面處理法（化裝土裝飾法和可溶性金屬鹽浸染法）和整體染色法在氧化氣氛下生產(chǎn)青磚。還有目前設(shè)計釉料配方和添加劑，成功制備出燒成溫度低于800℃的優(yōu)質(zhì)低溫陶瓷釉面，用對樣品的結(jié)構(gòu)、微觀形貌、形成過程等進(jìn)行了表征，研究了超低溫釉的低溫?zé)蓹C(jī)理和最佳燒成制度。這些都屬于對燒結(jié)頁巖磚坯體燒結(jié)的工藝優(yōu)化，可以使得其生產(chǎn)量增加，產(chǎn)生的利益更也多。

3、燒結(jié)頁巖裝飾磚性能測試和微觀表征

對于多孔磚來說，其導(dǎo)熱系數(shù)是指磚質(zhì)材料與孔洞中空氣的平均導(dǎo)熱系數(shù)，而矩形、圓形、正方形等孔洞形狀的變化帶來了傳熱方式的復(fù)雜化，燒結(jié)巖石有著良好的熱工性能，可以實現(xiàn)墻體的自保溫或者輔助保溫，并且還能滿足建筑節(jié)能的要求，與砌塊相比，燒結(jié)頁巖有更好的保溫隔熱效果，能有效地改變夏熱冬冷的狀況。并且它有進(jìn)一步發(fā)展為多孔磚的良好技改空間，砌塊要想提高熱工性能雖有外保溫、孔內(nèi)填充等方法，但不僅在生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)都增加了難度，而且會極大地增加投資。而頁巖磚進(jìn)一步發(fā)展為多孔磚只需在生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)改造。最重要的是方便施工，提高工效;與粘土相比，由于頁巖與粘土本身性能的差異，國家標(biāo)準(zhǔn)就要求頁巖磚抗風(fēng)化性能優(yōu)于粘土磚，由于頁巖本身塑性指數(shù)優(yōu)于粘土，所以在實際生產(chǎn)中頁巖 磚的尺寸偏差普遍小于粘土磚，還能節(jié)約資源，不占用土地。

4、溫度對燒結(jié)頁巖磚基本性能的影響

4.1合適的溫度能提高結(jié)頁巖的質(zhì)量

在燒制結(jié)頁巖磚的過程中溫度起著非常重要的作用，在胚體的形成過程中，有一個階段是干燥階段，在這一階段，升溫速率對頁巖磚是否產(chǎn)生裂縫有很重要的影響，所以設(shè)置合適的溫度，可以減少裂縫的數(shù)量，從而提高頁巖磚的質(zhì)量。燒焙溫度的高低，還需要看巖石的種類，因為不同種類的巖石尤其適應(yīng)的溫度范圍，頁巖磚的胚體經(jīng)過很長時間的高溫焙燒之后，會發(fā)生很多的化學(xué)反應(yīng)，那么在最后的冷卻階段，如果溫度降低的過于快，就會導(dǎo)致頁巖磚的表面急劇收縮，內(nèi)部膨脹，在內(nèi)部的作用力下磚體會發(fā)生拉伸裂縫，所以在燒制的過程中，一定要結(jié)合其種類以及燒制工藝，選擇合適的溫度，從而提高其質(zhì)量。

4.2試樣密度以及抗壓強(qiáng)度對溫度有嚴(yán)格要求

當(dāng)燒成溫度由750℃升至800℃時，抗壓強(qiáng)度增加的速率是非常慢的，但是由800℃升至900℃時，卻出現(xiàn)了增長變快的現(xiàn)象;由900℃升至950℃，抗壓強(qiáng)度更加快速的減小。說明了在一定燒成溫度范圍內(nèi)，抗壓強(qiáng)度隨著燒成溫度增加而增加，在900℃時抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大，燒成溫度對抗壓強(qiáng)影響顯著。并且保溫的長短對于抗壓強(qiáng)度的影響也很大，隨著保溫時間的增加，抗壓強(qiáng)度存在著一定的增長趨勢;但是相對于燒成溫度對抗壓強(qiáng)度的影響，保溫時間對抗壓強(qiáng)度的影響相對較小。說明在一定保溫時間范圍內(nèi)，壓強(qiáng)與時間的增加成正比，在7h時壓強(qiáng)最大。就整體而言，保溫時間能在一定程度上提高抗壓強(qiáng)度，但起到主要作用的還是燒成溫度大小?？偠灾谝欢ǚ秶鷥?nèi)升高燒成溫度和保溫時間，對抗壓強(qiáng)度起到積極的作用。

4.3焙燒溫度對結(jié)頁巖磚吸水率的影響

隨著溫度的增加，頁巖燒結(jié)磚的密度不斷地加大，說明轉(zhuǎn)體出現(xiàn)了整體的收縮;而吸水率是隨著溫度的增加而減小，我們可以了解到在溫度稍低的情況下，吸水率的變化幅度較小，而當(dāng)燒結(jié)溫度高于850度時，吸水率就會出現(xiàn)很大的變化，顯孔隙率隨溫度變化呈現(xiàn)的規(guī)律也是隨著溫度的增加而減小，在850℃后，吸水率和顯孔隙率出現(xiàn)了快速減小的現(xiàn)象，這主要是由于在850℃的范圍內(nèi)，達(dá)到頁巖的固熔點，在燒結(jié)磚內(nèi)部開始產(chǎn)生液相填充空隙，同時，進(jìn)行阻隔，分成各個微小的氣孔，從而導(dǎo)致吸水率和顯孔隙率突然的減小。由此可以看出溫度的重要作用。

結(jié)語：

新型節(jié)能型墻體材料的綜合利用具有鮮明的地域特色，與當(dāng)?shù)厮褂玫膲w材料構(gòu)成材料和傳統(tǒng)習(xí)慣有很大關(guān)系。像我國的廣西具有豐富的頁巖資源，而且各地區(qū)分布相對均勻，在我區(qū)通過技術(shù)改造和升級研發(fā)低溫?zé)Y(jié)高檔次、高品位、高附加值的“三高”彩色燒結(jié)頁巖裝飾磚，是開展本項目工作的出發(fā)點。并且還要明確溫度對于燒結(jié)頁巖基本性能的影響，了解到溫度是否會對頁巖磚造成損失，從而更具有針對性的燒制，從而可以大大提高工作效率，并且還能收獲更多利益。

參考文獻(xiàn)：

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基金資助：

2018年度廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項目（項目編號2018KY1046）