烧结空心砖强度与工艺过程的认识
来源:    发布时间: 2017-10-24 15:05   1282 次浏览   大小:  16px  14px  12px
    烧结空心砖进入市场销售时,生产厂家需要自行送检,将产品检验合格报告作为市场销售的质量依据,此外,企业还可根据产品质检报告,对生产工艺及质量管理进一步完善。用户为了选择更好的产品,也会将不同企业的产品送到
    烧结空心砖进入市场销售时,生产厂家需要自行送检,将产品检验合格报告作为市场销售的质量依据,此外,企业还可根据产品质检报告,对生产工艺及质量管理进一步完善。用户为了选择更好的产品,也会将不同企业的产品送到质检部门,进行委托检验,从而选择质量更好的烧结空心砖产品,这种情况在建设项目材料招标中较为普遍。因此,烧结砖企业的工艺及质量管理,都应以烧结空心砖质量满足国家标准中检验项目的指标及参数为要求,否则,会出现因产品个别检验指标不能满足要求而被判定不合格,从而影响产品的销售。
    1 某厂产品检验报告
    重庆烧结空心砖某烧结砖企业,年产烧结空心砖6000万块(折普通砖),其生产工艺构成简述如下。
    重庆烧结空心砖粉砂质页岩通过三次对辊破碎,锅炉渣采用锤式破碎机破碎筛分后,两种料再按比例配料混合。采用50/50双级真空挤出机成型,人工干燥室正压排潮干燥,人工码3.3 m窑车,118 m烧成隧道窑烧成。成品由人工卸砖堆码。空心砖规格为240mm×200mm× 115mm,孔洞率要求大于40%。
    用户在材料招标中,自行抽样送检,两组送检样品仅对样品强度进行检测,检测标准采用GB 13545-2003《烧结空心砖和空心砌块》,检测部分数据见表1。
    表1 样品检测部分数据
    检测机构分别出具烧结空心砖强度检测报告,结论为:“依据GB 13545-2003《烧结空心砖和空心砌块》检测,该样品强度等级不合格”。
    仅由上述检测数据分析,变异系数ζ>0.21时,两组样品抗压强度平均值分别为7.4MPa和4.7MPa,单块最小抗压强度值分别为5.0MPa和3.4 MPa,得出样品强度等级不合格的结论并不充分。企业对照GB13545-2003《烧结空心砖和空心砌块》中强度等级评定表2,强度MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0 MPa时,样品密度等级范围应低于1100 kg/m3。因此,确认样品强度等级不合格,一定是样品密度等级超出规定范围。
    表2 GB 13545-2003《烧结空心砖和空心砌块》中强度等级指数/MPa
    因样品密度等级超出规定范围,造成样品强度等级不合格,出具的检测报告使得企业失去一次产品销售机会。
    2 烧结空心砖强度与工艺过程
    烧结空心砖质量指标中,强度等级指标无疑是最重要的指标之一,在GB 13545-2003《烧结空心砖和空心砌块》标准中,其总判定指标的描述为,“外观检验的样品中有欠火砖、酥砖则判该批产品不合格”,可见产品强度的重要性。烧结空心砖强度的获得,则完全依靠砖坯焙烧过程实现。无强度的欠火砖和酥砖的出现,并不单单由烧成环节引起。此外,《烧结空心砖和空心砌块》标准中,规定烧结空心砖或空心砌块产品孔洞率≥40%,密度等级≤1100 kg/m3,产品孔洞率越高,密度等级相应降低,强度等级指标随之降低。因此,产品强度与焙烧过程中烧结程度有关,与生产工艺中原料性能、配料、制备、成型、干燥、烧成等工艺环节均存在直接的联系。
    2.1 混合料粒度和陈化
    空心砖孔洞率≥40%时,属于薄壁制品,此时,要保证产品的基本强度指标,混合料的粒度和均化性能具有较大的影响。
    一般条件下,烧结砖的焙烧温度范围为950℃~1050℃,此温度范围内,随着温度的提高,坯体烧结程度越高,产品强度相应增加。半成品在焙烧过程中,混合料粒度越小,越容易烧结,混合料粒度越粗,则需要在烧结温度范围内提高烧结温度。
    空心砖混合料粒度要求<2.0mm,筛分标准目数:10目。其中,硬质页岩或煤矸石经锤式破碎机破碎筛分后,0.05mm(标准目数:270目)颗粒所占比例约为20%~40%左右,在高温作用下粉粒集合体(坯体)表面积减少,低熔物液相将填充在未熔颗粒之间的空隙中,气孔率降低,砖产品致密度提高,机械强度提高。混合料中细颗粒粉料对砖坯烧结程度和成品强度的提高作用较大。因此,在原料破碎筛分过程中,需要加强对破碎机维修及锤头的更换,保证破碎过程中细粉料比例的提高。
    在混合料陈化工艺环节,混合料中物料水分、成分、颗粒等均匀性的提高,除有利于挤出成型和砖坯干燥外,还会大幅度减少砖坯缺陷,有利于隧道窑烧成制度的稳定和控制。随着混合料均匀性的提高,空心砖强度均匀性及强度等级相应提高。
    山东省临清贡砖烧制工艺和江苏省宜兴紫砂壶生产工艺中,混合料粒度均匀性和陈化的作用得到了充分体现。临清贡砖质地细致,规格为480mm×240mm× 120 mm,击之有声,断之无孔,坚硬茁实,不碱不蚀。宜兴紫砂壶,音脆、吸水率低,颜色滋润,号称“紫玉金砂”。两类烧结产品生产工艺中,除对原料有严格的选择外,原料都经过了风化、破碎、淘洗过筛、陈化练泥、陈腐,其处理过程长达1年。
    现代空心砖已实现规模化生产,空心砖混合料制备工艺的精细程度虽不能与上述两类烧结制品相比,但是绝不能完全按照普通烧结砖工艺的方式进行生产空心砖,否则,烧结空心砖的强度等级指标很难达标。
    前述某烧结砖企业的生产工艺过程中,粉砂质页岩原料在矿山没有堆放风化,运输到厂后,立即进入生产线,破碎搅拌加水后,直接成型,混合料没有经过陈化处理。采用此类生产工艺生产普通砖时,产品性能比较容易满足标准指标要求,当生产空心砖时,空心砖产品性能指标很难达标。
    2.2 空心砖成型
    根据《烧结空心砖和空心砌块》标准中孔洞排列和结构的要求,有孔洞的240 mm×115mm截面上,优等品要求在240 mm长度方向,应设置≥7列孔洞;高度115mm方向,应设置≥2排孔洞,孔洞率≥40%。
    对此,设置孔A,规格为26 mm×26 mm,面积为676 mm2,240 mm×115 mm截面上设置3排5列,共15个,合计面积为10140mm2,。
    设置孔B,规格为8 mm×42 mm,面积为336 mm2,240 mm×115 mm截面上设置2排4列,共8个,合计面积为2688mm2。
    孔A和孔B的孔洞面积共12 828mm2。当湿坯面积为250 mm×120 mm时,湿砖坯孔洞率达到42.7%。考虑干燥和烧成收缩,孔A规格不能小于26mm× 26mm,孔B规格不能小于8 mm×42mm。
    空心砖坯挤出成型过程中,在孔洞率≥40%要求条件下,随着孔洞数量的增加,孔洞面积越小,机口芯架结构越复杂,挤出阻力越高。当挤出机规格偏小时,只能提高成型水分。此举对砖坯的干燥和烧成影响较大,废品率提高,产品强度降低。因此,空心砖的成型需要选择大规格双级真空挤出机。同时,结构复杂的空心砖芯架也要求采用专业生产厂家的芯架和配套机头产品。
    采用一般原料时,单块普通砖的质量约为2.5 kg,当其孔洞率为40%时,其质量减轻为每块1.5 kg左右,1m3体积普通砖数量为684块,684×1.5 kg=1026 kg,低于空心砖标准中密度等级≤1100 kg/m3的要求。因此,一般原料在空心砖的成型过程中,只要控制孔洞率≥40%,其成品的密度等级就能够满足标准要求。
    湿坯成型过程中,混合料会对机口芯头表面造成磨损,使空心砖的孔洞面积逐渐减少,湿坯的孔洞率也随之降低。因此,芯头表面磨损到一定程度,应及时更换。
    当选择大规格双级真空挤出机时,湿坯成型过程中应严格控制成型水分,成型水分越低,湿坯强度越高,对干燥越有利,焙烧缺陷越少,产品强度均匀性也相应提高,送检的空心砖产品性能指标能够达到标准要求。http://www.cqhsjcgs.com/