燒結普通磚的石灰爆裂現象淺談
周芳
燒結普通磚石灰爆裂現象是由于燒結磚原料中含有石灰石，并且由于沒有粉碎到一定的粒度，所以焙燒后變成氧化鈣（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，使磚局部產生爆裂。如果砌在墻上，又由于石灰（氧化鈣）與水結合，也就是說與砂，水結合后，生成氫氧化鈣，若含有石灰（氧化鈣）較多的磚，尤其是石灰含量不均勻的話，會出現體積膨脹，而影響建筑質量。輕的石灰爆裂會造成制品表面破壞及墻體面層脫落，嚴重的石灰爆裂會直接破壞制品及砌筑墻體的結構，造成制品及砌筑墻體強度損失，甚至崩潰，并直接影響后期的裝飾工程施工。
大量的研究資料表明，石灰爆裂主要因為原料中大于1mm的粗顆粒石灰石的存在，含量越高，石灰爆裂越嚴重。從石灰爆裂的定義中我們知道，石灰爆裂是由碳酸鈣（CaCO2）焙燒過程中分解形成CaO和CO，然后在出窯后CaO與空氣中的水分發生水化作用變成氫氧化鈣，從而引起體積膨脹，產生爆裂。
石灰與水作用時，外觀體積確實增大，在沒有任何外力的情況下，膨脹率達到44%，而且大部分膨脹是發生在加水后30min內，石灰水化時伴隨著巨大的壓力，有人曾測定過當水灰比為0。33時，如果要完全控制石灰水化的膨脹，則需要加上140kg/cm以上的外力。這種力稱之為“膨脹壓力”。正因為是這種壓力造成了燒結磚瓦出窯后的“石灰爆裂”。這種壓力的直接原因就是石灰水化時體積顯著增加。從水化過程中物質轉移的觀點來分析，當石灰遇水后，立即發生兩類物質的轉移過程。
一是水分子或氫氧根離子通過石灰顆粒的多微孔結構進入內部，并與之發生水化反應生成水化產物；二是水化產物向原來充水空間轉移。如果前者與后者相適應，即水化速度與水化產物速度相適應時，石灰一水化系統的體積就不會發生膨脹，但是由于石灰的結構特性，即多微孔、內比表面積大、水化速度快，石灰顆粒周同的反應產物還沒有轉移，而里面的反應產物又大量地產生了，這些新的反應產物將沖破原來的反應層，使粒子產生機械跳躍，因而產生膨脹壓力。以上石灰爆裂反應機理來看，碳酸鹽在坯體中的存在形態，對燒結磚瓦產品來講是非常重要的。特別是碳酸鹽以塊狀形式存在時，它的最大顆粒尺寸成為非常重要的影響因素，盡管在某些原料中碳酸鹽的含量并不高，但仍然引起了嚴重的石灰爆裂。
石灰爆裂的防治：要完全消除燒結磚瓦石灰爆裂的影響，主要是預防，要切實加強對原料中所含礦物存在形態的鑒別。鑒別的方法是用5%濃度的鹽酸溶液在塊狀原料上滴定，如該塊狀物料含有碳酸鹽，則會發出嚨嚨聲音，并冒出氣泡，其反應式如下：CaCO3+2HC1CaC12+H2O+CO2根據德國艾森磚瓦研究所多年的研究結論，在燒結磚瓦產品中，要完全消除石灰爆裂的缺陷，在坯體混合料中石灰石的顆粒必須小于0.5mm。所以如果是塊狀，就必須采取相應的處理措施，如加強粉碎，使其最大顆粒在0.5ram以下；如有類似鵝卵石狀的石灰石巖石時就應將其完全剔除。
對于企業來說控制石灰爆裂現象常用的解決辦法是人工揀選、控制粒度、加強焙燒、水淋消解。盡可能地控制石灰石在原料中的含量是企業提高產品質量的要點，加強焙燒，提高成品磚強度，建立適合自己原料特點的焙燒制度是解決石灰爆裂現象的關鍵。適當提高燒成溫度，增加燒成和保溫時間，使磚坯在燒結中部分CaO與SiO2等物質在高溫下發生固相反應，生成穩定的硅鋁酸鹽，消耗了部分CaO，減輕了石灰爆裂的壓力。同時防止欠火磚的出窯，提高產品的質量，加強抵御石灰爆裂的能力。
淋水的效果往往受淋水強度、淋水強度和磚垛大小、密度的影響，如果消解不徹底，反而會使爆裂更迅速。最好是將出窯的磚直接吊進水池浸泡15-20分鐘，消除石灰爆裂的效果更好。
如何徹底消除石灰爆裂現象，使燒結磚的質量有質的飛躍，早已成為企業生產過程中亟待解決的熱門話題，還需要我們在生產和檢驗過程中不斷摸索，努力改進生產工藝。
