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劈离砖通常又称劈裂砖,也称双称合砖、劈裂墙砖、对分瓷砖等,是一种中、高档新型装饰装修材料,主要用于建筑物内、外墙装饰。此咱材料因其由两砖背对背地同时挤出成型,烧成后,再沿厚度方向劈成两片单砖而得名。
我国从80年代中期开始从国外引进劈离砖生产线。首家是新加坡独资经营的厦门印华地砖厂,该厂引进原西德雷物、林格公司的技术及全套设备,劈离砖的设计生产能力为60万m2/年。于1984年7月投产。此后,北京建设了一条年产50万m2的劈离砖生产线,1988年建成投产。湖北襄樊建筑材料总厂与中国新型建筑材料公司合资,也从德国凯乐、亨德尔公司引进了条年产50万m2的劈离砖生产线,于1993年建成投产。这3条引进线的生产能力占全国劈离砖生产能力的2/3左右,并有部分产品外销。
自1986年以来采用国内技术与装备,已陆续建成了一批年产为10-20m2劈离砖生产线,其中江西彭泽县建材厂墙地砖分厂、黑龙江原县陶瓷厂、河南沁阳劈离砖厂、广西柳州市建材二厂(两条线)以信江苏宜兴建筑陶瓷厂等6条劈离砖生产线已建成投产。总年产量为90万m2左右。此外还有一批新线正在设计和建设中。其中柳州建材二厂全部采用国产设备技术,自1990年投产以来,生产的劈离砖大量外销东南亚等地,其中1990年的产品全部外销。目前正在建设中的哈尔滨一条20万m2的劈离砖生产线就是由该厂转让技术与设备,并由该厂包投产。
劈离砖之所以能在国内外获得较快发展,其主要原因是:
(1)原料适应性强。可采用普通粘土或掺用一些劣粘土,也可利用某些尾矿、废矿,来源广泛,便于因地制宜、就地取材。
(2)生产工艺简单。基本上与粘土质空心砖的工艺相同,仅增加施釉、劈离的工艺,有利于原有砖瓦生产线的转产。
(3)低级原料,高级产品。用生产粘土砖相近的粘土质原料可以生产出中、高档产品。其物理性能和装饰效果都可以与釉砖、墙地砖竞争。
(4)生产成本较低、能耗低。劈离砖采用挤出成型,其生产效率比压制成型的墙地砖高得多,如一台直径250mm的真空挤出机可年产劈离砖30万m2。一台真空挤出机的产量相当于5台压力机的产量,可节电约30%;采用无匣钵码烧,烧成周期小于一般墙地砖,可节煤约20%,产品的经济效益好。
劈离砖生产的原料与普通彩釉砖相近,其工艺特点是采用挤出成型而不是压制成型。焙烧后还要经过劈离才能正式成为产品。
劈离砖与彩釉地砖相比,具有以下优点:
(1)劈离背面为燕尾槽型,背纹较深,与墙体粘贴牢固,尤其适用于高层建筑。
(2)由于是挤出成型,可以做成各种曲面形状,如圆弧形、直角形等,适用于特殊形状部位的装饰。
(3)采用挤出型,生产效率高,生产成本较低,是一种经济效益好的产品。
1、劈离砖生产的选配
一般而言,凡挤出性能良好,烧成范围较宽,焙烧后吸水率小于5%的粘土都可以用来生产劈离砖;掺加一种或几种性物料,用以改善坯体干燥和烧成过程中的收缩,加宽烧成温度范围。不同的原料可以生产出不同的劈离砖,陶质劈离砖和炻质劈离砖。
生产劈离砖主要是用伊利石质和高岭石质原料。为了能使制品在1150℃左右适当玻化,要求原料中的K2O含量要高一些。为了保证烧结后的制品质量,游离状石英含量应低于混合料中SiO2量30%。并要求分布均匀,粒度小于2mm。为了减少劈离砖烧成及干燥过程中的过量收缩,应在原料中适当加入一些性料,最好是加入一些耐火材料。
原料中的CaO、MgO含量均应控制在一较低的范围内,一般两者之和应低于5%,以保证制品吸水率符合要求。
需要制得颜色的坯白的坯体时,要控制好Fe2O3的含量,应低于1%-2%,以利加入各种色料制成各种颜色、图案的劈离砖。这主要用于不上釉的劈离砖生产,上釉的劈离砖或生产红色制品则可以取较高百分含量的Fe2O3。此外,劈离砖原料的颗粒度影响产品的成型和烧结性能,也在很大程度上决定其外观质感。
2、劈离砖生产工艺流程的选择
劈离砖的一般生产工艺流程为:原料制备→挤出成型→切割→干燥→(上釉)→烧成→劈离→检验→包装→入库。
对于特性各不同原料,要采用不同工艺方法来处理,就是特性相同的原料,也要根据外部条件采用不同的方法进行处理。
生产工艺流程分为以硬质原料(如页岩)为主要原料的工艺流程,以软质粘土显主要原料的工艺流程和其它工艺流。
(1)以硬质原料(如页岩)为主要原料的工艺流程。常用的生产工艺有三种,具有工艺流程如下:
①配料→通斯塔→高速细碎对辊→搅拌机→筛式圆盘给料机→贮料库→搅拌机→筛式圆盘给料机→挤出成型机→切分坯机→干燥→施釉→烧成→劈离。
②配料→混轮碾→筛式圆盘给料机→贮料库→搅拌机→筛式圆盘给料机→挤出成型机→切分坯机→干燥→施釉→烧成→劈离。
③配料→鄂式破碎机→雷蒙磨机→搅拌机→贮料库→搅拌机→挤出成型机→切分坯机→干燥→施釉→烧成→劈离。
其中:①所示的工艺是当原料水分含量较高时使用流程。
②是适用于原料自然水分较高,但硬度较低时采用的工艺流程。
③在是原料自然水分较低时采用的工艺流程。
(2)以软质粘土为主要原料的工艺流程。在以下两种生产工艺流程。
①配较→对辊破碎→过滤对辊→高速碎对辊→湿化塔→搅拌机→挤出成型机→切分坯机→干燥→施釉→烧成→劈离。
②配料→对辊破碎→高速细碎对辊→搅拌机→陈化仓→搅拌机→挤出成型机→切分坯机→干燥→施釉→烧成→劈离。
其中:工艺①适用于原料中含有礓石或其它杂质(草根、树皮)等时采用,这种原料一般塑性较高,不需陈化,但需用滤对辊除去杂质,净化泥料。
工艺②适用原料中杂质含量低,但原塑性指数较低时采用,陈化及搅拌的目的显了提高泥料的塑性。
(3)其它工艺流程。若制品质量要求高,也可以采用下面所示的生产工艺流程。
配料→鄂式破碎机→球磨机→压滤机→搅拌机→挤出成型机→干燥→施釉→烧成→劈离。
此项工艺软、硬质原料的均适用,但电耗高,国内外均很少采用。各厂根据自己厂家原料的物性和生产线具体情况选用合适的生产工艺。
归纳起来,劈离砖的生产工艺取决于粘土的种类和掺加物的成分,可以将其分为干法、湿法和拌法3种工艺流程。
劈离砖原料制备工艺及特点
目前,我国的劈离砖生产线中,引进大多采用干法工艺,而国产线采用湿法工艺。
3、生产工艺条件控制
(1)配料:不同材质的原料有不同的配料要求。对于软质原料,配料要求是精确配料,以提高原料的塑性,降低干燥敏感性系数,降低烧成与干燥收缩值等。而对于硬质原料除精确配料之外,还要严格控制原料的颗粒级原配。
原料颗粒级配
(2)泥料制备:泥料制备是劈离砖半成品质量好坏的关键,其控制要点是选择适当的水料比,且让粉料和水混合均匀,然后入贮料库陈化,通过陈化提高泥料的熟化性。陈化后进入集搅拌、混合、净化为一体的圆盘筛式喂料机中进行处理。然后进入又轴搅拌机中加入部分水后再次作搅拌处理。陈化前搅拌时一般加入60%-70%的成型水分,陈化后再次搅拌处理则加入30%-40%的成型总水量。
(3)成型与切割:成型是劈离砖生产的中的关键的工艺。为了得到高质量的砖坯需采用高性能的真空挤出机和精致的模具。除此之外,还需严格控制泥料的塑性指数、成型含水率、成型真空度与砖坯挤出速度等主要工艺参数。成型工艺的技术关键是确保坯体不变形。
劈离砖成型的特点是工艺简单但要求高。挤出成型与普通烧结砖相近,但其要求高,因为劈离砖的壁厚一般仅为11-14mm,产品要不变形且表面不应有裂纹,为此需要高质量的专用挤出成型机,要求挤出机的泥缸长度大于600mm,真空度较高,一般应在9.3kPa。成型水分则应控制在不同要求的范围内,成型挤压力则应大于2.5MPa。
提高产品质量出成型分为硬挤出、软挤出和半硬挤出3种方法,各自特点如下:硬挤出:原料含水率为12%-14%,坯20%以下,此法适应于各类型砖的生产,尤其适合于造型复杂的制品,成型所需能耗较少,但加上原料处理与坯体干燥,整个生产过程的能耗与硬挤出法相近。其缺点是原料处理过程长,原料含水率不易控制在最佳点。半硬挤出法:原料含水率14%-20%,兼有以上两种方法的优点。坯体干燥收缩小于软挤出,强度可以满足直接堆码;动力消耗小于硬挤出。我国劈离砖生线大多采用半硬挤出法,少数采用软挤出法。
砖坯的切割质量影响劈离产品的质量,要求切割后的坯体棱角整齐、不变形、边部无刺。切割刀具一般为钢丝或刀片。切割方法有动态法(随动争割)与静态法(二次切割)。我国劈离砖生产线多采用动态切割,少数采用二次切割。
(4)干燥:劈离砖的干燥不同于彩釉地砖和普通烧结砖,其特点是成型水分高、厚度薄、质量要求也高。一般采用室式干燥室和吊篮式干燥室。要控制好干燥温度曲线和进出口热风温度。室式干燥室活宜多品种,多干燥制度,且便于调整。
坯体干燥有自然干燥、干燥室干燥窑干燥几种方式。也有采用自然墕号人工干燥相结合的方式。其中干燥室适合于多品种生产,隧道干燥则适于稳定生产。这两种方法干燥质量相近,隧道干燥窑的热能利用率高,干燥均匀,耗时短,节省劳力,但一次投资比干燥室大。我国劈离砖生产线多采用隧道式干燥窑,也有采用室式干燥或自然与人工相结合的干燥方式。
(5)施釉:劈离砖分无釉和有釉两种。不上釉的劈离砖干燥后直接入窑焙烧。上釉的劈离砖干燥后经办理送机送至施釉线施釉。劈离砖的整个个表面均要施釉,因此劈离砖是立放在施釉线上进行施釉的。采用喷釉法,不用传统的淋釉法,以防止釉浆流至内表面。
我国多数劈离砖生产线生产无釉砖,目前仅北京丽华厂与湖北襄樊厂引进生产线生产施釉砖,采用干法上釉,一次烧成工艺。
(6)烧成:劈离砖生产线均采用遂道窑中烧成,不需用匣钵。由于劈砖是两片合一,故厚度较厚,一般为25-30mm,不宜采用快烧工艺。目前劈离砖多采用隧疺窑烧成,其特点是采用裸烧工艺,节约燃料。
我国的劈离砖生线均采用隧道窑烧成,有横焰式、顶部加油式和推板式几种。所用燃料有煤、重油与煤气。
(7)劈离与检验包装:劈离是劈离砖生产的又一特点,无论是无釉还是有釉的劈离砖,均需经专用劈离机劈离才能最后产品。
劈离砖烧成出窑后,经办理送带送至劈离机劈开,分成两片,也可用人工劈离。劈离下来的连接筋,可作为熟料回收使用。也有不劈开整块包装,施工时随时劈开使用。劈离砖的分栓通常用手工完成,也有少数生产线采用光电分检等机械化自动化检选装置。
劈离砖成品一般需采用料袋收缩薄膜包装,以防受潮。
4、劈离砖产品技术指标
目前,我国的劈离砖产品尚未正式分布布国家标准。综合生产厂的企业标准。
劈离产品技术指标
劈离砖具有吸水率低、耐压、耐磨、耐酸碱、热稳定性好及颜色稳定等优点。加上具有自然色泽的优势,其使用功能和适用性均优于釉砖和墙地砖。
5、劈离砖的品种和规格
目前我国生产的劈离砖产品规格按外形分有平在砖、转角砖、踏步砖和菱角砖四种。
劈离砖的品种和规格尺寸
国外生产的劈离砖品种按外形和用途划分还有凹弧饰面砖、窗台砖、排水沟、两面坡盖板等。
6、劈离砖主要使用功能和适用范围
劈离砖有如下五个方面的订使用功能和适用范围:
(1)劈离砖在造型上可与釉面砖和墙地砖媲美,尤其是其具自然色、不反光、色泽柔和典雅、外观质感好、朴质大方,有天然石材的效果;
(2)劈离砖背面有数条通长的燕尾槽,粘贴牢固,适于高层建筑外墙装饰。
(3)耐压耐磨、不易打滑,适用于人流密度大、又可能有水迹的场合,如大商店、广场、游泳池等地面装饰。
(4)劈离砖的物化性能稳定,适用于高寒、炎热地区及具有侵蚀性大环境的自然条件下的建筑物墙面和地面。
(5)劈离砖的耐化学腐蚀性好,可作为耐酸贮槽、罐,以及明暗沟的防腐材料。
7、劈离砖的施工特点
(1)劈离砖的施工与普通彩釉砖的施式情况基本相同。但有以下两点应当注意。在施工前需先在基面上划线,铺贴时需留有6-10mm的灰缝。
(2)无釉劈离砖表面平整但不平滑,施工时应注意表面的清洁,及时用湿布清除砖面上污染的施工灰浆,保持砖面的清洁。