城墻磚制作的技術(shù)難點(diǎn)——燒結與還原

仿古建材中，機制城墻磚由于磚的體積較大，在生產(chǎn)制作工藝上其技術(shù)要求很高，稍有疏忽就會(huì )造成質(zhì)量問(wèn)題，所以必須從原料及破碎、成型及干燥、燒結及還原等各環(huán)節工藝上，應采用特殊的制作技法。

燒結與還原

城墻磚的燒結過(guò)程與普通磚也不一樣，其熱工制度有著(zhù)特殊要求。

1、排潮

城墻磚的排潮特點(diǎn)是排潮周期長(cháng)，升溫速度慢，還有一點(diǎn)就是排潮時(shí)窯內壓力的控制。城墻磚由于采用自然干燥，其坯體的干燥殘余水分較高，再加上干燥時(shí)碼架 的位置不同，即使同一批次的磚坯其殘余水分也不盡相同，甚至相差很大，這些含水率不一的磚坯在窯內的排潮時(shí)必須嚴格控制溫度及時(shí)間。磚坯排潮階段一般采用小火，其目的是讓坯體的水分慢慢排出，當坯體較大較厚時(shí)且殘余水分不一時(shí)，其溫度更低，排潮的時(shí)間更長(cháng)。否則，一旦升溫較快，臨近火面的磚坯由于受熱快，而由于磚坯較厚，坯體受熱不勻，這時(shí)就會(huì )將磚坯炸裂。由于城墻磚體積較大較厚，其坯體內外受熱傳導較慢，坯體內部的水分排出也較慢，所以，排潮階段需要的時(shí)間更長(cháng)。

最后一點(diǎn)還有注意到，由于磚坯殘余水分較高，采用梭式窯燒結時(shí)，排潮階段窯內的壓力應為較大負壓，可適當調節排煙風(fēng)機的頻率，防止潮氣聚集，一旦排潮措施不當，窯內底層坯體由于臨近窯底煙道，其回潮的幾率很高，會(huì )導致該部位坯體裂紋，嚴重時(shí)引起磚垛垮塌。排潮時(shí)負壓的控制、防止潮氣聚集和坯體受熱不均勻是一個(gè)矛盾點(diǎn)，特別是臨近火嘴部位的磚坯，當負壓較大時(shí)，受風(fēng)力的牽引，火苗順風(fēng)飄逸，會(huì )改變熱量傳輸方向，如果飄逸方向為磚坯，則會(huì )很快出現炸裂現象，所以，壓力的調節一定要適當。

2、燒結

排潮過(guò)后，一般操作為大火升溫，這對一般磚坯沒(méi)有問(wèn)題，但燒制城墻磚時(shí)，這個(gè)大火必須要考慮到坯體的體積大而導致的傳熱速率，當急火升溫不但會(huì )導致磚坯由于內外溫度差異較大產(chǎn)生的炸裂，還有考慮到由于升溫過(guò)快制品表層出現液相，阻擋磚坯內部燒結的問(wèn)題。升溫過(guò)快的質(zhì)量問(wèn)題一般為磚坯內芯難以燒結，影響制品的強度及吸水率等檢測指標。利用梭式窯燒結時(shí)，還要考慮到底層磚的問(wèn)題，一般普通磚在“火蹬底”后，即可燒還原，但城墻磚在火蹬底后，必須有一個(gè)讓底層磚燒結的過(guò)程，不能簡(jiǎn)單套用普通磚的燒結曲線(xiàn)。底層磚的質(zhì)量控制一般采取“小火燒”和“悶窯均熱”的辦法來(lái)控制，其目的就是在保證磚垛上部不過(guò)燒的前提下，確保全窯產(chǎn)品質(zhì)量穩定。

3、還原

城墻磚還原的難點(diǎn)為制品內部還原是否充分，其還原時(shí)間不同于普通磚，也不同于手工磚坯，原因就是制品體積大和密實(shí)度高的影響。普通磚坯一般為城墻磚的幾分之一，在碼坯時(shí)，磚坯之間留有一定的間隙，這個(gè)間隙在排潮時(shí)為潮氣排除通道，在燒結時(shí)為高溫風(fēng)道，所以其排潮、燒結時(shí)間短，但城墻磚沒(méi)有這個(gè)條件。手工城墻磚雖然坯體和機制產(chǎn)品有著(zhù)一樣的體積尺寸，但由于成型時(shí)沒(méi)有壓力和抽取真空，其坯體的顆粒間隙疏松，顆粒間充滿(mǎn)水分，在干燥和燒結時(shí)這些疏松的顆粒間的水分排出后，形成的毛細通道能使磚坯快速適應，所以，手工城墻磚快速燒結也不是問(wèn)題。

機制城墻磚在還原時(shí)往往給操作人員一個(gè)假象，導致誤判，最終形成產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題——一般還原是否完全可以通過(guò)排煙口的一氧化碳是否連續燃燒來(lái)判斷，當還原城墻磚時(shí)，即使檢測到一氧化碳連續燃燒后，還必須有一個(gè)等待的過(guò)程，這是因為梭式窯還原氣氛是用燒還原焰來(lái)實(shí)現的，還原氣氛在窯內形成有兩個(gè)過(guò)程，一是窯內過(guò)程，先是窯頂形成，慢慢下底;二是磚坯內部過(guò)程，先是制品外表，然后慢慢延續到制品內部。這兩個(gè)還原過(guò)程的最后的問(wèn)題集中點(diǎn)會(huì )出現在底層制品上，底層磚坯是最后還原的，如果沒(méi)有足夠的還原時(shí)間就開(kāi)始下水，制品內部就不能徹底還原，出現“紅心磚”現象。之所以底層磚沒(méi)有徹底還原，而排煙口可以檢測到一氧化碳連續現象，是因為制品內部的氧的含量很少，且由于制品體積的問(wèn)題反應較慢，窯內和底層上部的制品都已完成，剩下的底層磚還沒(méi)有還原完畢，但還原的大氣氛已經(jīng)形成，這種情況下，這一絲的微弱現象就會(huì )被沖淡，形成一氧化碳連續現象，誤導了操作人員，最后的結果就是出現底層磚的質(zhì)量問(wèn)題。

4、下水

“下水轉釉”是一個(gè)理解偏差，由于先輩沒(méi)有科學(xué)理論知識，大都從現象上表述，所以出現了“下水使紅磚變青磚”的說(shuō)法。從上段論述來(lái)看，還原氣氛形成到下水這個(gè)過(guò)程判斷，當還原不徹底時(shí)開(kāi)始下水，底層磚會(huì )出現“紅心”現象，如果水能“轉釉”，還原會(huì )繼續，“紅心”現象就不會(huì )出現，所以，下水不會(huì )使紅磚變成青磚。下水后在窯內形成的正壓和降溫破壞了還原的條件，還原停止，“轉釉”過(guò)程也隨之結束。下水的主要作用是形成正壓，防止窯外氧氣(空氣)進(jìn)入，次要作用是能使窯溫快速降下來(lái)。

下水技術(shù)是通過(guò)窯頂、窯壁滲入的水開(kāi)始可以形成蒸汽，當窯頂、窯壁溫度下降后，形成蒸汽的高溫基礎沒(méi)有了，如果這時(shí)窯內部制品溫度沒(méi)有降下來(lái)，而形成正壓的蒸汽沒(méi)有了，這時(shí)空氣通過(guò)窯體密封薄弱環(huán)節慢慢侵入，會(huì )導致“回火”、“二次氧化”現象，這一點(diǎn)小小的失誤就會(huì )導致前功盡棄。在普通磚碼窯不合理例如密碼就經(jīng)?？吹竭@類(lèi)現象：出窯制品周邊制品顏色均勻、青色色澤較好，而磚垛上部中間部位制品呈土紅色，道理就是磚垛內部溫度較高導致的快速氧化。就城墻磚而言，由于制品體積的原因，會(huì )出現類(lèi)似密碼導致的質(zhì)量問(wèn)題，普通磚坯可以通過(guò)改變碼坯方式來(lái)解決，體積較大的城墻磚就沒(méi)有了這個(gè)條件，所以，這類(lèi)制品在下水時(shí)面臨的困難更大，質(zhì)量缺陷更多。

總結城墻磚類(lèi)大體積仿古建材，其制作過(guò)程要比普通仿古建材技術(shù)要求更高，究其原因就是其規格體積較大較厚，難以控制。解決的辦法就是從原料選擇與配比、破碎的粒徑控制、干燥的速度與方法、燒結與還原的熱工制度的控制等每個(gè)工藝環(huán)節的嚴格控制，其特點(diǎn)就是工藝要求要細，時(shí)間周期要慢，當然這些特點(diǎn)最后都會(huì )集中到一點(diǎn)——高昂的制作成本：最大的成本為燃料成本和制磚工藝過(guò)程半成品的合格率。另外一個(gè)隱形成本就是由于慢導致的周期拉長(cháng)，其特點(diǎn)是產(chǎn)量低、生產(chǎn)效率低。所以，市場(chǎng)上簡(jiǎn)單的把城墻磚按普通磚體積折算來(lái)計算其成本很難采購的原因就是忽略了其制作工藝的技術(shù)難點(diǎn)和生產(chǎn)成本。

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