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燒結(jié)普通磚石灰爆裂現(xiàn)象及消除途徑
燒結(jié)普通磚石灰爆裂現(xiàn)象及消除途徑
[摘 要]石灰爆裂現(xiàn)象是影響磚強(qiáng)度和外觀(guān)的主要因素之一，也是影響建筑物質(zhì)量、美觀(guān)和使用壽命的主要因素之一，更是磚瓦企業(yè)比較棘手的技術(shù)難題.因此，認(rèn)真研究石灰爆裂的形成，采取有效措施提高磚的質(zhì)量已經(jīng)是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。
文章首先概述了燒結(jié)磚耐久性的影響因素，分析了石灰爆裂的產(chǎn)生原因，提出了相關(guān)消除途徑及配套措施。
[關(guān)鍵詞]燒結(jié)普通磚;石灰爆裂;消除途徑
燒結(jié)普通磚石灰爆裂現(xiàn)象是由于原料中含有石灰石過(guò)多，并且由于沒(méi)有粉碎到一定的粒度，在燒制過(guò)程中，高溫使石灰石變成氧化鈣(生石灰)，出窯后吸取了空氣中的水分變成氫氧化鈣(熟石灰)，體積劇烈膨脹，使磚局部產(chǎn)生爆裂。
輕則導(dǎo)致燒結(jié)磚表面有小坑爆點(diǎn)，影響制品外觀(guān);重則缺棱掉角磚表面形成不貫通的裂紋，甚至開(kāi)裂破壞、松散解體。
若把這些剛出窯的含有氧化鈣的燒結(jié)磚用在房屋建筑中、勢(shì)必造成墻體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度損失，建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。
1. 燒結(jié)普通磚耐久性的影響因素
磚砌體結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)在其使用過(guò)程中抵抗外界環(huán)境或內(nèi)部自身所產(chǎn)生的侵蝕破壞的能力。
燒結(jié)普通磚是以粘土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的尺寸為240×115×53mm六面體塊材。
其結(jié)構(gòu)是由塊材和石灰交錯(cuò)排列而成的復(fù)合體，由于塊材的各向異性和尺寸各異，二者材性、厚度不一，接觸面作用機(jī)理復(fù)雜，加之砌筑方式及施工質(zhì)量的影響使得燒結(jié)普通磚結(jié)構(gòu)的耐久性能十分復(fù)雜。
從產(chǎn)生耐久性損傷的直接原因來(lái)看，主要如下：
1.1材料特性
燒結(jié)普通磚原料的主要礦物成分是石英、長(zhǎng)石和伊利石，其它礦物成分有閃石、透輝石、方解石和赤鐵礦等。
砌筑砂漿是由膠凝材料、細(xì)骨料和水以及根據(jù)性能確定的其它組分按適當(dāng)比例配合、攪拌硬化而成的工程材料。
一般來(lái)說(shuō)，如果材料密實(shí)度差，其內(nèi)部孔隙率就大，外部環(huán)境中的各種液體和氣體滲透進(jìn)入其內(nèi)部的可能性就會(huì)增大，外部介質(zhì)侵入的機(jī)率也隨之增加，這將加速磚砌體結(jié)構(gòu)的劣化。
由于產(chǎn)生的條件和原因不同，孔隙的孔形、尺寸、數(shù)量和分布對(duì)材料的滲透性能有很大的影響。
1.2外部環(huán)境
由于環(huán)境條件對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性有著重要影響，一般環(huán)境中的二氧化碳、環(huán)境溫度與環(huán)境濕度、酸雨等將使砌筑砂漿碳化，造成配筋砌體中的鋼筋產(chǎn)生銹蝕，而環(huán)境溫度與環(huán)境濕度等則是影響鋼筋銹蝕的最主要因素;特殊環(huán)境中的酸、堿、鹽是導(dǎo)致磚砌體腐蝕破壞主要原因;災(zāi)害環(huán)境主要指地震、火災(zāi)等對(duì)結(jié)構(gòu)造成的偶發(fā)損傷，這種損傷與環(huán)境損傷等因素的共同作用，也將使結(jié)構(gòu)性能隨時(shí)間劣化。
2. 石灰爆裂的產(chǎn)生與原因
當(dāng)原料土中夾雜有石灰質(zhì)時(shí)，則燒磚時(shí)將被燒成過(guò)燒的石灰留在磚中。
石灰有時(shí)也由摻入的內(nèi)燃料帶入。
這些石灰在磚體內(nèi)吸水消化時(shí)產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致磚發(fā)生脹裂破壞，這種現(xiàn)象稱(chēng)為石灰爆裂。
石灰爆裂對(duì)磚砌體影響較大，輕者影響外觀(guān)，重者將使磚砌體強(qiáng)度降低直至破壞。
磚中石灰質(zhì)顆粒越大，含量越多，則對(duì)磚砌體強(qiáng)度影響越大。
從發(fā)生機(jī)制上來(lái)說(shuō)，當(dāng)制磚原料中含有較多的石灰質(zhì)，且破碎后原料顆粒較大時(shí)，焙燒過(guò)程中在磚體內(nèi)形成尺寸較大的生石灰顆粒。
生石灰顆粒不斷吸收空氣中的水分，逐步水化成消石灰。
生石灰水化形成消石灰的過(guò)程是一個(gè)體積膨脹的過(guò)程。
隨著生石灰不斷水化成消石灰，磚體內(nèi)生石灰聚集物體積不斷增大，磚體承受生石灰聚集物膨脹所產(chǎn)生的拉應(yīng)力也越來(lái)越大，當(dāng)該壓力大于磚體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)對(duì)磚體形成破壞。
少量的生石灰聚集物可形成磚體表面破壞，大量的生石灰聚集物則造成磚體酥裂。
我國(guó)已經(jīng)明確提出禁止使用粘土磚，用工業(yè)廢料、粉煤灰、生石灰、水泥等;經(jīng)過(guò)蒸壓制成的加氣磚是新型的墻體材料，它是利用廢料生產(chǎn)的，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)這種加氣磚質(zhì)量較輕，可以抗震、隔音、耐火的優(yōu)勢(shì)，在鋼筋混凝土的時(shí)代，加氣磚已經(jīng)是不可代替的好墻體材料，已經(jīng)成為時(shí)代的先鋒，承擔(dān)者艱巨而光榮的使命。
我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：燒結(jié)普通磚優(yōu)等品不允許出現(xiàn)最大破壞尺寸大于2mm的爆裂區(qū)域;一等品不允許出現(xiàn)最大破壞尺寸大于10mm的爆裂區(qū)域，在2～10mm間爆裂區(qū)域，每組磚樣不得多于15處;合格品不允許出現(xiàn)最大破壞尺寸大于15mm的爆裂區(qū)域，在2～15mm間的爆裂區(qū)域，每組磚樣不得多于15處，其中大于10mm的不得多于7處。
3 石灰爆裂的消除方法
3.1淋水消解
磚在出窯以后，立即通過(guò)淋水工序過(guò)一道，使磚坯完全浸濕、浸透為原則，淋水裝置采用架空水箱的形式進(jìn)行淋水，水箱下面是淋水車(chē)位，水箱下設(shè)置專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的條形淋水嘴，使水箱中的水呈水簾狀流下。
調(diào)整水箱溢流裝置，可改變水箱水面高度，從而調(diào)節(jié)淋水嘴淋水量。
淋水后的余水沉沙后排入循環(huán)水池，由循環(huán)水泵循環(huán)利用，效果比較好。
除了淋水的方法以外，將出窯的燒結(jié)普通磚浸在水槽中進(jìn)行消解效果更好，消除石灰爆裂的危害更徹底。
因?yàn)榱芩男Ч芰芩畯?qiáng)度、淋水時(shí)間和磚垛大小的影響，弄不好消解不徹底，不能根本消除石灰爆裂的影響。
淋水消解的方法雖然可行，但是卻增加了生產(chǎn)工序和生產(chǎn)成本。
3.2加強(qiáng)焙燒
石灰爆裂對(duì)成品磚的破壞，也與成品磚本身的強(qiáng)度有關(guān)系，成品磚強(qiáng)度越高，石灰爆裂產(chǎn)生的危害越小。
適當(dāng)提高焙燒溫度和延長(zhǎng)焙燒時(shí)間，提高成品磚的燒結(jié)程度和成品磚的強(qiáng)度，降低石灰石爆裂產(chǎn)生的危害。
所要提高磚的內(nèi)在質(zhì)量，提高抵御石灰爆裂的能力，此外，磚坯中的相關(guān)物質(zhì)成分在高溫下固相反應(yīng)，生成穩(wěn)定的硅鋁酸鹽礦物，消耗了部分石灰石，進(jìn)一步減輕石灰爆裂的壓力。
3.3控制細(xì)度
大顆粒的生石灰顆粒存在于磚體內(nèi)，水化產(chǎn)生的膨脹量大，因而在磚體內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超出磚體的彈性變形范圍時(shí)，磚體即被脹裂。
因此石灰石顆粒尺寸越大，成品磚內(nèi)熟石灰水化產(chǎn)生的集中應(yīng)力越大。
不難理解，控制細(xì)度就是最大限度地減輕石灰石顆粒在磚坯在的危害，實(shí)踐證明，當(dāng)石灰石顆粒小于1mm時(shí)，“石灰爆裂”的危害程度降低80%以上，顆粒小于0.5mm時(shí)，“石灰爆裂”的影響基本消失。
不僅如此，采取充分?jǐn)嚢璧姆绞剑乖现械氖沂?xì)顆粒處于高分散狀態(tài)，避免成品磚內(nèi)生石灰顆粒聚集，防止水化所產(chǎn)生的集中應(yīng)力，也大大降低了“石灰爆裂”產(chǎn)生的危害。
因此，降低原料的細(xì)度是解決“石灰爆裂”最關(guān)鍵的措施。
4. 石灰爆裂的消除配套措施
4.1增加土質(zhì)檢測(cè)
對(duì)于申請(qǐng)建立的燒結(jié)磚廠(chǎng)，應(yīng)在建廠(chǎng)前對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的土質(zhì)檢測(cè)，看是否適合燒磚。
筆者在工作中就曾遇到過(guò)一個(gè)磚廠(chǎng)剛建好就燒磚失敗的例子，該廠(chǎng)所燒的磚全部凝結(jié)在一起，導(dǎo)致磚窯作廢，建廠(chǎng)失敗，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
比如某某地區(qū)的大多數(shù)燒結(jié)磚廠(chǎng)所用的原料為頁(yè)巖，所燒的磚都通稱(chēng)為“頁(yè)巖磚”，而頁(yè)巖中石灰石的含量不穩(wěn)定，含量超過(guò)要求的可能性非常大，其導(dǎo)致產(chǎn)生石灰爆裂的危險(xiǎn)性也很高，由此，就必須加強(qiáng)對(duì)土質(zhì)的檢測(cè)，以杜絕和減少石灰爆裂事故的發(fā)生。
4.2加強(qiáng)巡查監(jiān)管
當(dāng)前因建筑材料不合格引起的質(zhì)量事故，同樣會(huì)造成重大生命財(cái)產(chǎn)損失，在此，筆者建議，質(zhì)監(jiān)部門(mén)用于對(duì)食品加工企業(yè)進(jìn)行定期巡查的辦法，應(yīng)同樣用于對(duì)燒結(jié)磚生產(chǎn)企業(yè)，在制定對(duì)燒結(jié)磚生產(chǎn)企業(yè)巡查的辦法時(shí)，要注意判定需要解決的內(nèi)容，以減少石灰爆裂等建材質(zhì)量事故的產(chǎn)生。
總之，燒結(jié)普通磚在生產(chǎn)時(shí)，未經(jīng)檢驗(yàn)就出廠(chǎng)銷(xiāo)售，就不可避免帶來(lái)安全隱患，甚至有可能引起嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。
為此需要對(duì)石灰爆裂現(xiàn)象的研究，并積極進(jìn)行消除。
參考文獻(xiàn)
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