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烧结普通砖石灰爆裂现象及消除途径
烧结普通砖石灰爆裂现象及消除途径
[摘 要]石灰爆裂现象是影响砖强度和外观的主要因素之一，也是影响建筑物质量、美观和使用寿命的主要因素之一，更是砖瓦企业比较棘手的技术难题.因此，认真研究石灰爆裂的形成，采取有效措施提高砖的质量已经是一项迫在眉睫的任务。
文章首先概述了烧结砖耐久性的影响因素，分析了石灰爆裂的产生原因，提出了相关消除途径及配套措施。
[关键词]烧结普通砖;石灰爆裂;消除途径
烧结普通砖石灰爆裂现象是由于原料中含有石灰石过多，并且由于没有粉碎到一定的粒度，在烧制过程中，高温使石灰石变成氧化钙(生石灰)，出窑后吸取了空气中的水分变成氢氧化钙(熟石灰)，体积剧烈膨胀，使砖局部产生爆裂。
轻则导致烧结砖表面有小坑爆点，影响制品外观;重则缺棱掉角砖表面形成不贯通的裂纹，甚至开裂破坏、松散解体。
若把这些刚出窑的含有氧化钙的烧结砖用在房屋建筑中、势必造成墙体结构破坏、强度损失，建筑物倒塌的严重后果。
1. 烧结普通砖耐久性的影响因素
砖砌体结构的耐久性是指结构在其使用过程中抵抗外界环境或内部自身所产生的侵蚀破坏的能力。
烧结普通砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的尺寸为240×115×53mm六面体块材。
其结构是由块材和石灰交错排列而成的复合体，由于块材的各向异性和尺寸各异，二者材性、厚度不一，接触面作用机理复杂，加之砌筑方式及施工质量的影响使得烧结普通砖结构的耐久性能十分复杂。
从产生耐久性损伤的直接原因来看，主要如下：
1.1材料特性
烧结普通砖原料的主要矿物成分是石英、长石和伊利石，其它矿物成分有闪石、透辉石、方解石和赤铁矿等。
砌筑砂浆是由胶凝材料、细骨料和水以及根据性能确定的其它组分按适当比例配合、搅拌硬化而成的工程材料。
一般来说，如果材料密实度差，其内部孔隙率就大，外部环境中的各种液体和气体渗透进入其内部的可能性就会增大，外部介质侵入的机率也随之增加，这将加速砖砌体结构的劣化。
由于产生的条件和原因不同，孔隙的孔形、尺寸、数量和分布对材料的渗透性能有很大的影响。
1.2外部环境
由于环境条件对结构耐久性有着重要影响，一般环境中的二氧化碳、环境温度与环境湿度、酸雨等将使砌筑砂浆碳化，造成配筋砌体中的钢筋产生锈蚀，而环境温度与环境湿度等则是影响钢筋锈蚀的最主要因素;特殊环境中的酸、碱、盐是导致砖砌体腐蚀破坏主要原因;灾害环境主要指地震、火灾等对结构造成的偶发损伤，这种损伤与环境损伤等因素的共同作用，也将使结构性能随时间劣化。
2. 石灰爆裂的产生与原因
当原料土中夹杂有石灰质时，则烧砖时将被烧成过烧的石灰留在砖中。
石灰有时也由掺入的内燃料带入。
这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏，这种现象称为石灰爆裂。
石灰爆裂对砖砌体影响较大，轻者影响外观，重者将使砖砌体强度降低直至破坏。
砖中石灰质颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。
从发生机制上来说，当制砖原料中含有较多的石灰质，且破碎后原料颗粒较大时，焙烧过程中在砖体内形成尺寸较大的生石灰颗粒。
生石灰颗粒不断吸收空气中的水分，逐步水化成消石灰。
生石灰水化形成消石灰的过程是一个体积膨胀的过程。
随着生石灰不断水化成消石灰，砖体内生石灰聚集物体积不断增大，砖体承受生石灰聚集物膨胀所产生的拉应力也越来越大，当该压力大于砖体的抗拉强度时，即会对砖体形成破坏。
少量的生石灰聚集物可形成砖体表面破坏，大量的生石灰聚集物则造成砖体酥裂。
我国已经明确提出禁止使用粘土砖，用工业废料、粉煤灰、生石灰、水泥等;经过蒸压制成的加气砖是新型的墙体材料，它是利用废料生产的，具有节能环保的优点，同时这种加气砖质量较轻，可以抗震、隔音、耐火的优势，在钢筋混凝土的时代，加气砖已经是不可代替的好墙体材料，已经成为时代的先锋，承担者艰巨而光荣的使命。
我国相关标准规定：烧结普通砖优等品不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域;一等品不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域，在2～10mm间爆裂区域，每组砖样不得多于15处;合格品不允许出现最大破坏尺寸大于15mm的爆裂区域，在2～15mm间的爆裂区域，每组砖样不得多于15处，其中大于10mm的不得多于7处。
3 石灰爆裂的消除方法
3.1淋水消解
砖在出窑以后，立即通过淋水工序过一道，使砖坯完全浸湿、浸透为原则，淋水装置采用架空水箱的形式进行淋水，水箱下面是淋水车位，水箱下设置专门设计的条形淋水嘴，使水箱中的水呈水帘状流下。
调整水箱溢流装置，可改变水箱水面高度，从而调节淋水嘴淋水量。
淋水后的余水沉沙后排入循环水池，由循环水泵循环利用，效果比较好。
除了淋水的方法以外，将出窑的烧结普通砖浸在水槽中进行消解效果更好，消除石灰爆裂的危害更彻底。
因为淋水的效果往往受淋水强度、淋水时间和砖垛大小的影响，弄不好消解不彻底，不能根本消除石灰爆裂的影响。
淋水消解的方法虽然可行，但是却增加了生产工序和生产成本。
3.2加强焙烧
石灰爆裂对成品砖的破坏，也与成品砖本身的强度有关系，成品砖强度越高，石灰爆裂产生的危害越小。
适当提高焙烧温度和延长焙烧时间，提高成品砖的烧结程度和成品砖的强度，降低石灰石爆裂产生的危害。
所要提高砖的内在质量，提高抵御石灰爆裂的能力，此外，砖坯中的相关物质成分在高温下固相反应，生成稳定的硅铝酸盐矿物，消耗了部分石灰石，进一步减轻石灰爆裂的压力。
3.3控制细度
大颗粒的生石灰颗粒存在于砖体内，水化产生的膨胀量大，因而在砖体内部产生很大的应力，当内应力超出砖体的弹性变形范围时，砖体即被胀裂。
因此石灰石颗粒尺寸越大，成品砖内熟石灰水化产生的集中应力越大。
不难理解，控制细度就是最大限度地减轻石灰石颗粒在砖坯在的危害，实践证明，当石灰石颗粒小于1mm时，“石灰爆裂”的危害程度降低80%以上，颗粒小于0.5mm时，“石灰爆裂”的影响基本消失。
不仅如此，采取充分搅拌的方式，使原料中的石灰石细颗粒处于高分散状态，避免成品砖内生石灰颗粒聚集，防止水化所产生的集中应力，也大大降低了“石灰爆裂”产生的危害。
因此，降低原料的细度是解决“石灰爆裂”最关键的措施。
4. 石灰爆裂的消除配套措施
4.1增加土质检测
对于申请建立的烧结砖厂，应在建厂前对其进行严格的土质检测，看是否适合烧砖。
笔者在工作中就曾遇到过一个砖厂刚建好就烧砖失败的例子，该厂所烧的砖全部凝结在一起，导致砖窑作废，建厂失败，造成不必要的经济损失。
比如某某地区的大多数烧结砖厂所用的原料为页岩，所烧的砖都通称为“页岩砖”，而页岩中石灰石的含量不稳定，含量超过要求的可能性非常大，其导致产生石灰爆裂的危险性也很高，由此，就必须加强对土质的检测，以杜绝和减少石灰爆裂事故的发生。
4.2加强巡查监管
当前因建筑材料不合格引起的质量事故，同样会造成重大生命财产损失，在此，笔者建议，质监部门用于对食品加工企业进行定期巡查的办法，应同样用于对烧结砖生产企业，在制定对烧结砖生产企业巡查的办法时，要注意判定需要解决的内容，以减少石灰爆裂等建材质量事故的产生。
总之，烧结普通砖在生产时，未经检验就出厂销售，就不可避免带来安全隐患，甚至有可能引起严重的社会问题。
为此需要对石灰爆裂现象的研究，并积极进行消除。
参考文献
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