古建材料闡述消除磚瓦泛霜的方法有哪些?
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闡述消除磚瓦泛霜的方法有哪些?
(1)嚴(yán)格控制原料中的硫含量。
硫一般以化合態(tài)存在于原料(特別是殺煤殺石原料)和燃料中,比較常見(jiàn)的有二硫化鐵(FeS2)和硫酸鈣CaSO4 2H2O,前者俗稱黃鐵礦,后者俗稱石膏。在高溫焙燒條件下,磚瓦制品中會(huì)產(chǎn)生一定量的可溶性硫酸鹽。
為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,原料中的硫含量不超過(guò)1%。應(yīng)盡量避免使用含硫量高的煤矸石原料和含硫量高的燃料。鑒于粉煤灰經(jīng)過(guò)一次燃燒,硫已基本脫除,以粉煤灰為原料,既能變廢為寶,又能避免霜凍。重慶部分煤稈石磚廠原料含5%左右的暈圈,產(chǎn)品起砂嚴(yán)重,質(zhì)量差,起皮、掉塊。為了減少結(jié)霜,有資質(zhì)的廠家往往會(huì)將頁(yè)巖按一定比例混合。
在外煤中加入一定量的石灰進(jìn)行脫硫,可以降低煙氣中SO2或SO3的含量,從而降低產(chǎn)品的結(jié)霜程度。
(2)原材料的風(fēng)化(或浸泡在水中)
露天堆放原料進(jìn)行風(fēng)化,不僅可以提高生產(chǎn)磚瓦的工藝性能,還可以消除部分因雨水沖刷而產(chǎn)生的可溶性鹽類。
新疆石河子某磚廠采用“大水浸泡土場(chǎng)排堿洗堿”的方法,取得了良好的效果。即使土壤田連續(xù)注水排水三次,也能完全消除土壤中的可溶性鹽。
(3)提高制坯原料的細(xì)度。
原料粒度越細(xì),越有利于高溫焙燒時(shí)的脫硫,產(chǎn)品的蒙砂越輕;相反,原料粒度越粗,高溫焙燒時(shí)越不利于脫硫,產(chǎn)品泛料越重。
(4)適當(dāng)提高烘烤溫度。
如果允許,適當(dāng)提高產(chǎn)品的烘烤溫度。工廠試驗(yàn)提供了以下數(shù)據(jù):焙燒溫度為950℃時(shí),脫硫率僅為總硫的50%左右。當(dāng)焙燒溫度為1050℃時(shí),脫硫率可達(dá)83%左右。脫硫越多,泛濫箱越輕。但要防止燒成溫度過(guò)高造成產(chǎn)品粘連、變形。
另外,硫酸鎂在971℃時(shí),不溶于水只需一小時(shí),就能與二氧化硅充分反應(yīng)生成硅酸鎂,永不溢出。硫酸鈣能在1097~1117℃與二氧化硅反應(yīng)生成不溶于水的硅酸鈣。
(5)原材料中加入外加劑。
可以使用的添加劑種類很多,碳酸鋇應(yīng)用廣泛。碳酸鋇和可溶性硫酸鹽(硫酸鈣和硫酸鎂)的反應(yīng)式如下
硫酸鈣+碳酸鋇→碳酸鈣+硫酸鋇
硫酸鎂+碳酸鋇→碳酸鎂+硫酸鋇
反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鋇和各種碳酸鹽基本不溶于水,所以不會(huì)隨水遷移到產(chǎn)品表面造成結(jié)霜。
碳酸鋇的滲入不僅可以消除或減少成品泛霜的危害,還可以消除或減少坯體干燥過(guò)程中的泛霜(泛白)。這是因?yàn)樗c可溶性硫酸鹽反應(yīng)后生成的硫酸鋇可以固化坯體中殘留的可溶性硫酸鹽,這些可溶性硫酸鹽在干燥過(guò)程中無(wú)法移動(dòng)到坯體表面形成難看的白點(diǎn)。為了消除磚瓦制品的蒙砂,德國(guó)每年進(jìn)口碳酸鋇約8萬(wàn)噸。
為了確保最大的反應(yīng)效率,碳酸鋇通常以細(xì)粉形式提供。這是一種有毒產(chǎn)品。不得吞咽碳酸鋇或吸入碳酸鋇粉塵。
碳酸鋇一旦接觸到人的皮膚或眼睛,必須用大量的水沖洗掉。使用碳酸鋇產(chǎn)品時(shí),操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)服、手套和安全眼鏡,要求清潔生產(chǎn),無(wú)任何碳酸鋇粉塵釋放。以膠體溶液形式使用的碳酸鋇逐漸增多,從而避免了所有含碳酸鋇粉塵的釋放。
確定添加劑碳酸鋇含量的依據(jù)是預(yù)先確定原料中可溶性硫酸鹽的含量。因?yàn)樘妓徜^在水中的溶解度很小,實(shí)際上碳酸鋇的摻雜量是理論需要量的兩倍,而且在原料中分布均勻。如果產(chǎn)品中可溶性硫酸鹽含量高,可以采用這種方法。先加入相當(dāng)于理論量三分之二左右的氯化鋇代替部分碳酸鋇,再用碳酸鋇進(jìn)行補(bǔ)充校正。
原因如下:①氯化鋇比碳酸鋇溶解度大得多,因此是一種反應(yīng)性更強(qiáng)的添加劑;②雖然氯化鋇有責(zé)任,但由于復(fù)合外加劑的用量比單一碳酸鋇外加劑少,所以采用復(fù)合外加劑比單一碳酸鋇外加劑更經(jīng)濟(jì)。(3)由于氯化鋇溶解度高,只需少量氯化鋇,過(guò)量氯化鋇會(huì)引起嚴(yán)重的霜凍,所以其用量應(yīng)少。
氯化鋇與可溶性硫酸鹽(硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鉀)反應(yīng)生成的硫酸鋇不溶于水,不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)化,而反應(yīng)生成的各種氯化物(CaCl2、MgCl2、NaCl、KCI)的熔點(diǎn)低于產(chǎn)品的最終燒成溫度。它們?nèi)刍?,它們的液體會(huì)被產(chǎn)品吸收,生成硅酸鹽,不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)化。而氯化鋇的熔點(diǎn)高于最終燒結(jié)溫度,不能被產(chǎn)品吸收生成硅酸鹽,所以過(guò)量會(huì)造成結(jié)霜。外加劑削弱硫酸鈣的泛化性也可以用膠態(tài)硅酸鹽氯化鈉、氯化鈣、鋁酸三鈣、燧石、砂、鋇明、堿式鋁酸鋇、腐植酸鈉鋇、硝酸鍛等。氯化鈉、氯化鈣、焦粉、粉煤灰、石灰石細(xì)粉、膠體硅酸等。也可作為添加劑削弱硫酸鎂萬(wàn)能鉗。降霜外加劑有氟化鈣、磷渣等。
值得一提的是,德國(guó)的一些磚廠使用陶瓷釉漿的殘?jiān)鳛橥饧觿﹣?lái)防止蒙砂。在制磚原料中添加1% ~ 7%(以干質(zhì)量計(jì))的陶瓷釉渣,可大大減少甚至完全消除泛漿現(xiàn)象。
原因是存在少量的陶瓷釉渣(1% ~ 2。5%)限制了可溶性堿金屬硫酸鹽復(fù)鹽[K3Na(SO4)2K2Ca(SO4)2H2O]的形成。但較高含量的陶瓷釉渣(5% ~ 7.5%)會(huì)大大降低可溶性硫酸鹽??赡苁且?yàn)镾O3有很強(qiáng)的結(jié)合能,殘釉中存在的PbO能與之反應(yīng)生成不溶性的PbSO4。早在20世紀(jì)50年代,美國(guó)、加拿大、德國(guó)等國(guó)就將廢鹽酸摻入原料中,以克服磚瓦蒙砂的缺陷。德國(guó)和英國(guó)的一些工廠在磚入窯前先用面粉和水制成的糊狀物,以減少霜凍危害?,F(xiàn)在看來(lái)這種做法不劃算。
(6)磚墻的后處理
磚墻砌好后,如果磚縫用的磚或水泥砂漿中有可溶性鹽,滲水后會(huì)風(fēng)化剝落。預(yù)防措施一般采用“韋斯特伍德法”:先在磚墻表面涂抹80%鉀肥皂水溶液,干燥后再涂抹57%明礬水溶液,干燥后反復(fù)涂抹數(shù)次,形成兩次液化形成的不溶性皮膜進(jìn)行保護(hù);還有一種“卡爾曼法”:先涂水玻璃溶液,干燥后再涂氯化鈣水溶液,形成兩種液體液化形成的不溶性皮膜,也能保護(hù)表面。另外,這種方法還可以給墻面上色。
總之,要做好全面的防水處理,防止?jié)駳馇秩?,防止結(jié)霜。
另外,我們可以使用泛霜清洗劑,它是由非離子表面活性劑和溶劑制成的無(wú)色半透明液體,對(duì)墻面的泛霜清洗有一定的效果。但使用前要做一個(gè)小樣塊,以檢驗(yàn)效果,決定是否采用。
另一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是每天用水沖洗墻面一次,直到不再結(jié)霜。
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