干透坯

科技工作者之家 2020-11-17

干透坯是风干之后的砖坯:借助于外力和模型,将泥料加工成型为具有一定形状、经过干燥后的砖坯。

干透坯强度影响因素传统的建筑干透坯坯体成型一般为喷雾粉料半干压成型,喷雾粉料半干压具有三个特点: 一是粉料颗粒是假颗粒,含有固相(矿物颗粒)、液相(水分)和气相(空气)。这些含有水分(一般在3%~12%范围)和空气的假颗粒需要具备流动性、压缩性和稳定性; 二是粉料颗粒是由不同性质的矿物及其碎屑以及化学助剂组成,需要满足湿法球磨、喷雾干燥、半干压成型、辊道窑烧成及成品物理化学特性等工艺要求。因此,必须满足可加工性和生产适应性要求;三是粉料颗粒方便运输、储存,在简单储存时不会因为堆积、环境温度、湿度变化而发生性质变化;在敞口的运输条件下,也不会与运输机械接触而使得性能发生变化,更不会因为空气湿度、温度变化,而发生较大变化。1

粉料细度,一般指干重粉料经过水筛法的筛余,它与球磨泥浆细度的差别主要是检查泥浆过筛、储存、喷雾干燥,以及粉料运输过程细度产生的变化。如果用的是煤粉或者水煤浆燃料,这项检测很有必要。由于你说的粉料“细”不一定指粉料细度,而有可能指粉料颗粒级配中“中粉”(40~60目及60~80目)和“细粉”(80~100目及100目筛下)较多。诚如此,这些细粉就不利于粉料的运输、储存和成型。

半干压成型的坯体,其强度与粉料性质和成型制度有关,而粉料性质与配方组成、泥浆性质及粉料表观性质有关,至于成型制度就涉及到布料方式,模具设计及成型压力制度,这是一个系统工程。

原料及配方干透坯坯体配方一般由瘠性原料和塑性原料组成,瘠性原料和塑性原料主要是根据原料状态及胶结物含量来区分,譬如这些原料可以根据状态分为泥状、土状、砂状和石状,一般土状和泥状原料塑性较好,具体塑性高低可以用含砂率和塑性指数来衡量。含有胶结物和微孔的砂状、石状原料经过加工成一定细度也具有塑性和假塑性(触变性),譬如:高岭石、叶腊石、伊利石加工成一定细度具有塑性和假塑性,如:酸性珍珠岩、酸性凝灰岩、钙长石、滑石等加工成一定细度就具备假塑性。此外,影响塑性性能的还有原料中含有的木质素、腐殖素、木质酸、腐殖酸、硅铝钙镁水化物质以及人工添加的助剂(减水剂、增强剂、助磨剂等)。

一般来讲在设备工艺参数不变情况下,塑性原料和假塑性原料使用量较多会提高半干压成型生坯的强度,但是假塑性原料在水挥发掉以后,颗粒会从枝状、针状恢复成球状,干燥强度会下降。有些增强剂一般不会提高生坯强度,当水分挥发掉以后,这些高分子颗粒会形成胶结物,会显著提高干燥强度。在干透坯砖生产过程中,生坯强度和干燥强度都需要考虑,所以强度性能也是配方成功与否的重要指标之一。

原料加工干透坯原料按配方组份计量后,需要加工成均匀、稳定和满足一定工艺要求的泥浆,这个工艺要求就有泥浆的细度,它是湿法球磨的最关键指标。除此之外,还需要检测泥浆的水分、比重、流速(涂四黏度)、触变性、塑性以及打饼试压干燥试烧等性能指标。一般情况下,在水分稳定情况下,细度指标会影响流速、触变性、塑性、打饼试压强度和试样烧结性能。也就是说细度越细,在其他技术指标不变情况下,坯体强度会有所提高。微观分析和进一步的颗粒技术器检测粒度分布检测分析还可以证明:粒径越小的颗粒表面越不光滑,颗粒与颗粒之间的啮合力越强,粒径分布越集中的颗粒其堆积密度越大,也就是说细度指标并不能完全说明细度与流速、触变性、塑性等指标的关系。而粒径分布与原料粒度、材料硬度、球石配比、助磨剂等有关系,这又是一个系统工程和课题。

喷雾造粉喷雾造粉就是将泥浆用压力雾化喷雾器分散成雾滴,并用热空气与雾滴直接接触的方式而获得粉粒状产品的一种干燥过程。这种干燥方式获得的颗粒是含有一定水分的空心假颗粒,为了提高粉料的颗粒堆积密度和粉料的流动性,需要控制粒度,也需要将粉料粒度控制在一定范围内且颗粒粒度分散性较小,为了检测粉料粒度及分布范围,就有必要检测粉料的水分和粉料的颗粒级配。细粉多,有三个缺点:一是细粉水分易挥发,易产生静电、堆积越容易滑塌,堆积密度越低,粉料流动性越差,越不利于粉料的运输、填充、流动,水分以及气体也不容易对流。所以假如上述提的是粉料的假颗粒粒径越细或者细粉越多,并不能提高坯体的强度,反而会产生成型缺陷和降低坯体强度。

粉料陈腐储存粉料陈腐是保证粉料稳定的关键工艺之一,陈腐可以保证水分对流,从而消除由于生产波动造成的水分波动,为了保证颗粒级配的相对稳定,一般还要采用二级陈腐和二级混料工艺,将陈腐好的同配方不同料仓粉料调配后进入二级料仓再次陈腐,陈腐后再参配使用。稳定的粉料是保证成型稳定的前提,也是保证坯体强度和杜绝质量缺陷产生的前提。反过来讲,如果出现间歇性或者偶然性坯体强度降低的情况,应该是粉料质量不稳定所造成的,其中,陈腐和级配调配工艺执行不彻底也是原因之一。2

成型制度成型制度是直接影响坯体质量,保证坯体强度的关键。成型制度包括粉料输送、填充、粉料压缩、粉料中气相的排出以及布料车的布料制度、成型加压及排气制度、坯体顶出及推出制度等。从布料、(轻压)压缩、排气、(加压、保压)压密、模具慢提起(二次排气)等一系列工艺制度以及保证布料、填料、轻压、排气、重压、保压、缓提、顶出、推出等一些装备设计及控制手段可以保证工艺制度的完成。在成型制度设计时,要考虑粉料的性能和坯体的工艺技术要求,保证质量合格,致密度适中才是关键。尤其是针对不同的产品要求,致密度要切实满足运输、干燥、装饰和烧成工艺要求。致密度与坯体强度有一定关系,在配方和其他工艺参数不变情况下,坯体致密度越高,坯体强度越高。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学

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