免烧砖机原理:物力作用与化学作用
免烧砖的主要技术指标是抗压强度和耐久性。因此,免烧砖的生产是以强度和耐久性为中心的。要生产好免烧砖,首先就要研究其强度及耐久性产生原理。大多数固体废弃物都不能产生强度和形成耐久性。虽然少数固体废弃物如钢渣、矿渣等,有一定的水硬性,但这种水硬性也是较低的,离免烧砖所需要的1OMPa以上的强度相距甚远。许多固体废弃物能用于生产免烧砖,其强度及耐久性产生机理是复杂的,这里概略分析如下。简单地说,免烧砖的强度及耐久性主要来自于两个方面:成型时成型机的物理作用,成型后胶凝材料或a结材料的化学作用。其强度及耐久性的产生,一般是这两种作用的共同作用的结果,而不是其中单方面的因素。有了这种作用,不论任何固体废弃物,几乎都可以用于生产免烧砖。
(1)物理作用物理作用就是不需要发生化学变化而依靠机械作用力所产生的作用。免烧砖产生强度及耐久性的物理作用力是成型机的压力、振动力、真空成型时的真空作用力浇注成型时的浇注作用等。另外,还有轮碾、搅拌对物料所产生的匀化、塑化等辅助作用力。这些作用力有些是单作用力,如只采用压力成型或只采用振动成型。有些是复合作用力,如既采用压力成型,又采用振动与真空成型。现在比较流行的压力成型、振动成型、压振结合成型三种成型方式都获得了十分广泛地推广应用。真空成型单独使用的较少,但也已开始应用于压力成型或振动成型,成为一种新的辅助成型手段。
(2)化学作用化学作用就是不依靠机械力,只通过化学变化而产生的作用。发泡浇注成型所生产的保温隔热型免烧砖主要依靠化学作用。它既不需要压力,也不需要振动力,在浇注后主要依靠水泥等胶凝材料的胶凝性。除发泡浇注成型免烧砖之外,其他免烧砖的强度则不是完全来自于化学作用,而是化学作用与物理作用相结合。免烧砖产生强度的化学作用有直接化学作用和间接化学作用两种。这两种作用有时单独作用,有时复合作用。
①直接化学作用。直接化学作用是依靠胶凝材料如水泥、菱镁、石膏等的胶结力,或依靠胶钻剂如酚醛树脂、不饱和聚醋等的戮结力,将其他材料颗粒结合为一个整体,从而产生技术要求的强度和耐久性。这种化学作用是直接产生的。一般对绝大多数固体废弃物均有效。直接化学作用在免烧砖的成型中使用最广。
②间接化学作用。间接化学作用是其所产生的结合力并非由所使用的激发材料直接产生,而是通过这些激发材料对活性固体废弃物产生激发作用,使活性固体废弃物产生胶凝性。也就是说,最终产生胶凝结合力的,不是所使用的化学激发材料,而是这些激发材料与活性固体废弃物的双重作用。例如,活化剂对活性工业废渣的活化,就属于间接化学作用。间接化学作用不是对各种固体废弃物均有效,而只对活性工业废渣有效。因此,间接化学作用的应用相对会受到局限。
③复合化学作用。在免烧砖的实际生产中,活性工业废渣一般采用直接化学作用与间接化学作用相结合的方法,既使用水泥、菱镁等胶凝材料,又使用活化剂激发活性废渣的活性,使胶凝材料的胶凝性与活性废渣的胶凝性共同发挥作用。而对活性工业废渣之外的其他大多数工业废渣,一般只采用直接化学作用。上述物理作用和化学作用,在单独使用时,除发泡浇注成型免烧砖之外,均不能达到应有的理想效果,或者成本高,或者性能差,不能满足实际的需要。
因此,在现实生产中,大多数采用的均是物理作用与化学作用相结合的方法。即免烧砖的强度和耐久性,一部分来源于物理机械作用,一部分来自于化学胶结作用。在有些工艺中,物理作用大一些,而在有些工艺中,化学作用大一些。究竟是以物理作用为主,还是以化学作用为主,应视废弃物的实际情况及免烧砖的技术要求而定。为了使大家对上述物理作用及化学作用有一个更清晰、更全面的了解,现将其图示如图1-1。
砖机