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古建磚瓦燒焙的原理
古建磚瓦坯經(jīng)乾燥後,再放入窯內(nèi),在加熱焙燒過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列物理化學(xué)轉變,這些轉變取決於坯體的礦物組成、化學(xué)成分、焙燒溫度、燒成時(shí)間、焙燒收縮、顆粒組成等,此外窯內(nèi)氣氛對(duì)焙燒效果也是一個主要的影響因素。轉變的主要內(nèi)容由:礦物結構的轉變,生成新礦物;各組成部分發(fā)生分解、化合、再結晶、擴散、熔融、顏色、密度、吸水率等一系列的轉變。最後變成具有一定顏色、緻密堅硬、機(jī)械強度高的製品。
當坯體被加熱時(shí),首先排除原料礦物中的水分。在200℃以前,殘餘的自由水及大氣吸附水被排除出去。在400~600℃時(shí)結構水自原料中分解,使坯體變得多孔、鬆弛,因而水分易於排除,加熱速度可以加快。此階段坯體強度有所下降。升溫至573℃時(shí),β-石英轉化成-石英,體積增添0.82%,此時(shí)如升溫更快,就有產(chǎn)生裂紋和使結構鬆弛的危險。600℃以後固相反應(yīng)開始進(jìn)行。在650~800℃,如有易熔物存在,開始燒結,產(chǎn)生收縮。在600~900℃,假如原料中含有較多的可燃物質(zhì),這些物質(zhì)需要較長(zhǎng)的時(shí)間完成氧化過(guò)程。在930~970℃,碳酸鈣(CaCO3)分解成為氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2)。
焙燒使原料細顆粒通過(guò)矽酸鹽化合作用,形成不可逆的固體。
冷空氣通過(guò)冷卻帶的磚瓦垛,因為熱交換過(guò)程製品被冷卻到20~40℃。冷卻的速率因原料而異,尤其冷至573℃,游離石英由型轉變為β型,體積急劇收縮0.82%,使坯體中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。此時(shí)應(yīng)緩慢冷卻,否則易使製品開裂玻璃相(約為2%或更少)及少量莫來石的產(chǎn)生是磚瓦製品強度提高的主要原因。焙燒溫度為1000℃時(shí),多孔磚的抗壓強度比900℃時(shí)約高50%;焙燒溫度950℃時(shí)多孔磚的抗壓強度比900℃約高25%。與磚比較雲主機(jī),瓦通常需要再更高的溫度下焙燒。