1、第三章第三章 烧结制品与熔融制品烧结制品与熔融制品 第一节 烧结制品生产简介烧结制品是以粘土为主要原料，经成型、干燥、焙烧所得的产品。其主要品种有烧结普通砖、粘土瓦、多孔砖和空心砖，以及陶瓷釉面砖、墙地砖等。一、粘土原料一、粘土原料(一)粘土原料1.粘土的组成主要成分是具有层状结晶结构的含水铝硅酸盐，称其为粘土矿物。还含有石英、长石、云母、碳酸盐、铁的氧化物及有机质等杂质。2.粘土的性质 (1)可塑性(2)烧结性(二)其它原料 1.粉煤灰粉煤灰 2.煤矸石煤矸石 3.页岩页岩烧结、收缩示意图三、生产工艺简介三、生产工艺简介烧结砖的工艺过程为：原料调制成型干燥焙烧制品饰面烧土制品(饰面陶瓷)的工
2、艺生产过程为：原料调制成型干燥上釉焙烧制品 素烧上釉釉烧制品1.原料调制与成型原料调制的目的是破坏粘土原料的天然结构，剔除有害杂质，粉碎大块原料，然后与其它原料及水拌合成均匀的、适宜成型的坯料。成型方式主要有以下三种：(1)塑性成型法 (2)半干压或干压成型法 (3)注浆成型法2.干燥与焙烧 成型后的生坯，其含水量必须降至8%10%，才能入窑焙烧，因而需要进行干燥，焙烧是生产工艺的关键阶段。焙烧是在隧道窑或轮窑中进行。装窑 烧结烧结出窑 出窑 装窑 火的方向轮窑示意图入窑 烧结 出窑火隧道窑示意图焙烧的目的是使粘土产生烧结，从而使制品产生强度，并具有相应的其它性质。当焙烧温度低于烧结温度下限时
3、，将会产生欠火制品，其特点是：坯体孔隙率大，强度低，耐久性差，颜色浅，敲之声音哑等；当焙烧温度高于烧结温度上限时，将会产生过火制品，其特点是：坯体孔隙率小，密实度大，强度与耐久性均高，导热性较强，颜色深，敲之声音响，但产品多有弯曲或扭曲变形。两者均属于不合格产品。3.施釉釉是覆盖在制品表面的玻璃态薄层。釉料是熔融温度低、易形成玻璃态的材料。上釉的目的是提高制品的机械强度、化学稳定性和热稳定性，且能掩饰坯体缺点，保护坯体不透水、不受污染，并可获得清洁和美观的装饰效果。第二节 烧结普通砖 烧结普通砖是以粘土或煤矸石、页岩、粉煤灰等为主要原料，经成型、焙烧而成的实心或孔洞率不大于15%的砖。一、烧结
4、普通砖的品种一、烧结普通砖的品种 按使用的原料不同分为：烧结普通粘土砖(简称粘土砖，代号N)，烧结粉煤灰砖(简称粉煤灰砖，代号F)，烧结煤矸石砖(简称煤矸石砖，代号M)，烧结页岩砖(简称页岩砖，代号Y)及内燃砖等。按砖坯在窑内焙烧气氛及粘土中铁的氧化物的变化情况，又可将其分为红砖和青砖。二、烧结普通砖的技术要求二、烧结普通砖的技术要求1.外形尺寸24011553mm的矩形标准体。2.外观质量 包括条面高度差、裂纹长度、弯曲、缺棱掉角、颜色等七项内容。3.强度等级根据砖样的抗压强度平均值和抗压强度标准值，将烧结普通砖分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。强度标准值fk
5、，由下式计算：8.1 ffkfffii101291 4.抗风化性抗风化性能属于烧结普通砖的耐久性，是一项重要的综合性能，主要包括抗冻性、吸水率及饱和系数。风化指数是指日气温从正温降至负温或从负温升至正温的平均天数，与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨量的平均值之乘积。5.泛霜泛霜是砖在使用过程中的一种盐析现象。砖内过量的可溶盐受潮吸水而溶解，随水分蒸发而沉积于砖的表面，形成白色粉状附着物，影响建筑物的美观。标准规定：优等品无泛霜，合格晶不得严重泛霜。6.石灰爆裂石灰爆裂是指砖坯中夹杂有石灰块，砖吸水后，由于石灰逐渐熟化而膨胀产生的爆裂现象。经试验后砖面出现的爆裂区域不应超过规定。在产
6、品外观检验中，如有欠火砖、酥砖或螺旋纹砖，则判定该产品不合格。第三节 烧结多孔砖与烧结空心砖 烧结多孔砖与烧结空心砖是以粘土、页岩、煤矸石等为主要原料，经成型、焙烧而成的孔洞率不小于25%的砖。若孔洞率大于等于40%，则称为烧结空心砖。一、烧结多孔砖一、烧结多孔砖烧结多孔砖原称竖孔空心砖或承重空心砖，其强度较高，保温性优于普通砖。烧结多孔砖的主要技术要求有；1.外形尺寸主要有19019090mm，代号为M(代表模数制)的矩形体；24011590mm，代号为P的矩形体。砖孔形有矩形长条孔、圆孔等多种，孔洞特点是：孔径小(22mm)，孔数多，孔洞方向垂直于承压面方向。2.强度等级根据砖样的抗压强度
7、和抗折荷重分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级，其强度应符合表3-3规定。3.其它性能冻融、泛霜、石灰爆裂、吸水率等。多孔砖大面条面顶面空心砖二、烧结空心砖二、烧结空心砖烧结空心砖原称水平孔空心砖或非承重空心砖，因其轻质、保温性好，但强度低，主要用于非承重墙、框架结构的填充墙。烧结空心砖的主要技术要求如下：1.外形尺寸常见尺寸有29019090mm、240180115mm等。孔洞特点是：孔径大，孔数少，孔洞方向平行于大面或条面。2.强度等级根据砖样大面和条面的抗压强度分为MU5.0、MU3.0、MU2.0三个强度等级。3.其它性能包括冻融、泛霜、石灰爆裂、吸水率等内
8、容。4.密度分级根据体积密度分为800，900，1100三个密度等级。第四节 建筑陶瓷 建筑陶瓷是以粘土为主要原料，经配料、制坯、干燥、焙烧而制成的，用于建筑工程的制品。主要品种有釉面砖、墙地砖、锦砖、卫生陶瓷、琉璃制品等。建筑陶瓷具有色彩鲜艳、图案丰富、坚固耐久、防火防水、耐磨耐蚀、易清洗、维修费用低等优点，是主要的建筑装饰材料之一。一、陶瓷坯体烧结程度与坯体性质一、陶瓷坯体烧结程度与坯体性质陶瓷制品系陶器和瓷器两大类产品的总称，按烧结程度可将陶瓷坯体分为陶质、炻质和瓷质三种。(一)陶质坯体 烧结程度低，属于多孔坯体。其制品断面粗糙、陶器分粗陶和精陶两种。(二)瓷质坯体烧结程度充分，结构致密
9、。其制品孔隙率较小，吸水率小于0.5%，有一定的半透明性，通常表面都施釉层。常用于生产锦砖、茶具及美术陈列品。(三)炻质坯体烧结程度介于陶质和瓷质坯体之间。炻器与陶器的区别在于陶质坯体是多孔的，而炻质坯体的气孔率却很低，且坯体致密，其吸水率为0.5%10%；炻器与瓷器的区别主要是炻质坯体多数都带有颜色且无半透明性。无光，不透明，敲之声细哑，孔隙率较大，吸水率为10%20%，抗冻性差，强度较低，但制品烧成收缩小，尺寸准确。其表面一般都施釉。二、琉璃制品琉璃制品是以难熔粘土作原料，经成型、素烧，表面涂琉璃釉料后，再经烧制而成的制品。其釉料是以石英、铅丹为主要原料，加入着色剂而成的。釉色有金、黄、蓝
10、、绿、紫等色。琉璃制品有琉璃瓦、琉璃砖、琉璃兽及各种琉璃部件(花窗、栏杆等)及室内陈设工艺晶等。常用于檐口、墙壁、柱头及欲美化的各部位。第五节 玻璃及其制品 一、玻璃的基本知识(一)玻璃的组成 玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等作为主要原料，并加入某些辅助性材料，经高温熔融、成型、冷却而成的具有一定形状和固体力学性质的无定形体(非结晶体)。玻璃的化学成分很复杂，并对玻璃的力学、热学、光学性能起着决定性作用。建筑玻璃的主要化学组成为SiO2、Na2O、CaO等。(二)玻璃的性质玻璃属于均质非晶体材料，具有各向同性的特点。常用建筑玻璃的密度为2.6gcm3。普通窗用玻璃的抗压强度为6001600MPa
11、，抗拉强度为40120MPa(约是抗压强度的l/14l/15)，弹性模量为6000070000MPa，莫氏硬度为47、性脆。透明性和透光性是玻璃的重要光学性质。常用的厚度为26mm窗用玻璃，其透光率不小于82%88%。玻璃的导热系数与热膨胀系数与化学组成有关。普通玻璃的导热系数较低为0.40.82W/(mK)，而热膨胀系数较大(915)10-6K-1，普通玻璃耐急冷急热性差。化学稳定性高。耐酸性强。(三)玻璃中的缺陷(1)气泡(气泡夹杂物)直径由零点几毫米到几毫米的气泡。影响玻璃的外观质量，更会影响玻璃的透明度和机械强度。(2)结石(固体夹杂物)玻璃体内最危险的缺陷，它不仅破坏制品的外观和光学
12、均一性，而且使制品的机械强度和热稳定性降低，甚至会使其表面出现放射状裂纹或自行碎裂，使制品使用价值降低。(3)波筋 透明平板玻璃呈现出的条纹和波纹，通常与玻璃拉引的方向平行。二、常用建筑玻璃(一)平板玻璃平板玻璃是片状无机玻璃的总称，建筑用的平板玻璃属于钠钙玻璃。平板玻璃的传统成型法为“引上法”，目前多用“浮法”生产。平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一种，它包括如下几种：1.窗用平板玻未经研磨加工的平板玻璃。主要用于建筑物的门窗、墙面、屋面采光、室外装饰等。厚度一般有2、3、4、5、6mm五种，浮法玻璃可有3、4、5、6、8、10、12mm厚的七种。2.磨光玻璃分单面磨光和双面磨光两种对玻璃磨光
13、是为了消除玻璃中含有波筋等缺陷。3.磨砂玻璃也称毛玻璃。该玻璃表面粗糙，使光线产生漫反射，具有透光不透视的特点，且使室内光线柔和。4.有色玻璃也称彩色玻璃，分透明和不透明两种。5.光栅玻璃也称镭射玻璃，是以玻璃为基材，经激光表面微刻处理形成的激光装饰材料。(二二)压花玻璃压花玻璃 压花玻璃的特点是透光(透光率60%70%)，不透视，表面凹凸的花纹不仅漫射、柔和了光线，而且具有很高的装饰性。(三三)安全玻璃安全玻璃钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃、防盗玻璃(四四)特种玻璃特种玻璃吸热玻璃、热反射玻璃、光致变色玻璃、低辐射膜玻璃三、常用玻璃制品三、常用玻璃制品中空玻璃、玻璃纤维与玻璃棉第六节 铸石、岩
14、棉与矿棉一、铸石一、铸石 铸石是一种硅酸盐结晶材料，它是以玄武岩、辉绿岩等天然岩石或某些工业废料(冶金炉渣、煤矸石等)为主要原料，经配料、熔融、浇注成型及热处理(结晶与退火)等工序而得的产品。体积密度为29003000kg/m3，吸水率(玄武岩铸石)0.03%，抗压强度为800900MPa，抗弯强度为4575MPa，抗拉强度为3035MPa，莫氏硬度为78。优点：高耐磨性和化学稳定性。缺点：性脆，耐急冷急热性差，抗拉、抗弯强度及冲击韧性低等缺点。用途：作耐磨、耐腐蚀材料。二、岩棉与矿棉二、岩棉与矿棉矿物棉是用岩石(玄武岩)或高炉矿渣的熔融体，以压缩空气或蒸汽喷成的玻璃质纤维材料。以玄武岩为主的，称为岩棉；以矿渣为主的，称为矿渣棉，它们的生产工艺和成品性能相近，所以统称为矿物棉或矿棉。矿棉的体积密度与纤维直径有关，导热系数小于0.044W/(mK)。岩棉最高使用温度为700，矿棉为600，且其有优良的绝热保温性和吸声性。用途：各种填充保温，隔热保温或吸声工程。
