消化工艺主要是提高活性废弃物的活性,其次是提高其成型塑性,其三是消除f-CaO及f-MgO及其他不安定因素的影响,现对其分述如下。
(1)提高活性固体废弃物的活性 在轮碾工艺阶段,活性固体废弃物已加人了石灰、石膏、活化剂等活性激发剂。通过轮碾,这些激发剂已均匀地分布到每一个物料的颗粒表面。其中,活性废渣主要与石灰发生反应,形成硅酸盐与铝酸盐而使物料产生了胶凝性,石膏与活化剂均是为加速这一反应进程,提高活化效果而参与反应。这一反应在常温下进行得十分缓慢,大多在几十天之后才有明显的效果。消化工艺就是为了缩短这一反应过程,促使免烧砖在成型后尽快产生强度而设置的。因其是在成型前进行,有人又称之为预活化工艺。经过消化工艺阶段的活性激发,废弃物的活性会有十分明显的提高,在免烧砖成型后会较快地产生强度,并缩短养护时间,使制品提前出厂。
消化工艺处理物料之后,其活性可提高数倍,原本在十多天之后才可能产生的胶凝性在几个小时内就可以初步产生。
(2)提高物料的成型塑性 物料的塑性越好,其砖坯的成型效砖坯越密实、外观更整齐、成品率更高。
物料的塑性是指物料与胶结材料或水调匀到标准稠度,通过揉搓或加压成型后,承受外力虽改变形状而不开裂的性能。
提高物料的塑性,不论是活性物料还是非活性物料,对成型都是十分必要的。
经轮碾或搅拌后的物料,在适当的温度和湿度的条件下,存放一段时间,可以大大提高其塑性。在耐火砖行业,这个工艺过程称之为“困料”,是提高物料塑性最常用的工艺措施。
理论与实践均已证明,物料在轮碾后经过一段时间的活化或消化,可以大幅度提高其可塑性,使砖坯更易成型,减少烂坯出现,提高成品率3000-40%,并且所制砖坯表面光洁,棱角分明,缺角掉棱的现象很少发生、制坯质量明显地改善。可以说,从工艺角度讲,消化工艺是必不可少的。若将轮碾后的物料直接成型,成型效果是较差的。对于那些塑性较差、细物料较少的贫膺性物料,消化工艺更为重要,它是改善其塑性的最重要措施。
(3)消除f-CaO与f-MgO等不安定因素 这主要是对那些使用生石灰或其他含有f-CaO与ff-MgO的物料,如钢渣、红泥、炉渣、高钙粉煤灰等。这些物料在轮碾遇水后,会产生水化反应,使其体积膨胀1-2倍。在这些膨胀应力的作用下,砖坯在成型以后就会因膨胀而产生微裂纹,甚至爆裂。特别是生石灰颗粒较大,在轮碾中没有碾碎或没有混合均匀时则更易发生。当出现这种情况后,砖坯会因胀裂而报废。
活化与消化工艺是消除f-CaO与f-Mgo等不安定因素的重要手段。由于在活化与消化工艺中,其膨胀性得以释放,使其膨胀应力得以消除,所以在成型后就不会产生膨胀裂纹。因此,人们习惯称免烧砖的活化工艺为“消化工艺”,这是有一定道理的。·没有这种消化作用,免烧砖就会出现安定性不良,留下后患(免烧砖机)。
砖机