Analisi tecnica e soluzione per le crepe superficiali nei mattoni cotti in argilla

Analisi Tecnica e Soluzione per le Fessurazioni Superficiali nei Mattoni in Argilla Cotta

I. Panoramica del Problema
La foto mostra mattoni in argilla sinterizzata con fessurazioni superficiali visibili dopo la cottura. Queste fessure indicano tipicamente uno squilibrio delle tensioni interne o un controllo improprio durante la preparazione delle materie prime e la cottura in forno. Sebbene i mattoni possano apparire strutturalmente completi, tali fessure influiscono seriamente sulla resistenza meccanica, sulla stabilità all'assorbimento d'acqua e sulla resistenza al gelo del prodotto, rendendoli quindi prodotti non conformi nelle applicazioni ingegneristiche.

II. Cause dal Punto di Vista della Materia Prima
1. Squilibrio tra Plasticità e Ritiro dell'Argilla
Se l'argilla ha una plasticità eccessivamente elevata o contiene una grande proporzione di particelle fini (<0,005 mm), il ritiro durante l'essiccazione diventa significativo. Durante il processo di essiccazione e cottura, un ritiro non uniforme tra gli strati porta a fessurazioni superficiali dovute alla tensione.
Soluzione:
(1) Regolare l'indice di plasticità dell'argilla (generalmente adatto 16–25).
(2) Aggiungere materiali magri come sabbia, polvere di scisto o cenere volante per ridurre il ritiro.
(3) Assicurare che la distribuzione granulometrica della materia prima sia ragionevole: un corretto equilibrio tra frazioni grossolane e fini.
2. Contenuto di Umidità Improprio Durante la Formazione
Quando il contenuto di umidità dei mattoni crudi è troppo elevato (>20%), lo stress di essiccazione aumenta bruscamente, rendendo la superficie soggetta a fessurazioni prima della cottura.
Soluzione:
(1) Controllare il contenuto di acqua di estrusione entro il 16–18%.
(2) Utilizzare l'estrusione sottovuoto per rimuovere le bolle d'aria e ottenere una densità uniforme.
3. Invecchiamento o Miscelazione Inadeguati
Una miscelazione o un invecchiamento insufficienti portano a umidità e plasticità non uniformi nel corpo argilloso, con conseguente concentrazione di stress interni durante l'essiccazione e la cottura.
Soluzione:
(1) Aumentare il tempo di miscelazione e invecchiamento (almeno 48 ore per l'argilla nuova).
(2) Assicurare una miscelazione omogenea di tutti gli additivi e dei materiali riciclati.

III. Cause dal Punto di Vista della Cottura e del Controllo del Forno
1. Essiccazione o Riscaldamento Rapidi
Se la temperatura iniziale di essiccazione o preriscaldamento aumenta troppo rapidamente, la superficie del mattone crudo si asciuga e si indurisce rapidamente, formando un "guscio", mentre l'interno contiene ancora umidità. La pressione del vapore generata all'interno provoca la fessurazione della superficie.
Soluzione:
(1) Rallentare la curva di essiccazione; controllare la velocità di riscaldamento iniziale entro 20–30°C/h.
(2) Prolungare il periodo di mantenimento nella zona di essiccazione per garantire una rimozione uniforme dell'umidità.
2. Aumento della Temperatura Troppo Veloce nella Zona di Sinterizzazione
Quando la temperatura nella zona di cottura aumenta bruscamente, specialmente tra 600–900°C (fasi di deidrossilazione e trasformazione della fase quarzosa), il corpo del mattone si espande in modo non uniforme e si fessura.
Soluzione:
(1) Ottimizzare la curva di cottura e rendere uniforme l'aumento della temperatura.
(2) Mantenere l'aumento della temperatura nella zona di sinterizzazione al di sotto di 40°C/h attraverso la fase di inversione del quarzo.
3. Velocità di Raffreddamento Impropria
Se il raffreddamento dopo la sinterizzazione è troppo rapido, lo shock termico provoca fessurazioni, specialmente per prodotti spessi o densi.
Soluzione:
(1) Controllare la velocità di raffreddamento al di sotto di 40°C/h da 900°C a 600°C.
(2) Assicurare che il flusso d'aria di raffreddamento sia uniforme per evitare stress termici locali.

IV. Ottimizzazione del Processo e Raccomandazioni per il Controllo Qualità
1. Test delle Materie Prime: Testare regolarmente l'indice di plasticità, il ritiro durante l'essiccazione e la composizione minerale dell'argilla.
2. Processo di Formazione: Assicurare una pressione di estrusione uniforme ed evitare difetti di laminazione.
3. Controllo dell'Essiccazione: Utilizzare l'essiccazione a stadi con regolazione automatica della temperatura e dell'umidità.
4. Funzionamento del Forno: Monitorare le curve di temperatura e la distribuzione dell'aria in tempo reale; utilizzare sensori a infrarossi o termocoppie.
5. Ispezione Post-Cottura: Osservare i modelli di fessurazione: le fessure a rete indicano solitamente uno squilibrio del ritiro, mentre le singole fessure lunghe spesso indicano stress termico.

V. Conclusione Brictec
1. Le fessurazioni superficiali nei mattoni in argilla cotta sono il risultato di effetti combinati della composizione della materia prima, dell'umidità di formazione e del regime di cottura.
2. Ottimizzando la miscelazione dell'argilla, controllando rigorosamente le curve di essiccazione e cottura e migliorando l'uniformità della temperatura nel forno a tunnel, tali difetti possono essere efficacemente prevenuti.
3. Attraverso il controllo sistematico del processo, Brictec assicura che i mattoni sinterizzati in argilla raggiungano una consistenza densa, un colore uniforme ed eccellenti proprietà meccaniche, soddisfacendo gli standard architettonici e strutturali di fascia alta.

Editore: JF & Lou