建筑材料-烧土制品及玻璃

建筑材料
第三章 烧土制品及玻璃（上）
主要内容
第一节 烧土制品的原料及生产工艺简介 第二节 粘土砖瓦 第三节 建筑陶瓷 第四节 玻璃
烧土制品概述
烧土制品是以粘土为主要原料，经成型、 干燥、高温焙（bèi）烧而制得的产品。
建筑工程中常用的墙体材料、屋面材料、 装饰材料和卫生洁具等都离不开烧土制品， 如烧结粘土砖和瓦、内墙面砖、外墙面砖、 地砖、卫生陶瓷制品和耐火制品等。
▪ 3．生坯干燥
▪ 生坯的含水率必须降至8%～10%才能入窑焙烧，因此要进行 干燥。
▪ 自然干燥（在露天阴干，再在阳光下晒干） ▪ 人工干燥（利用焙烧窑余热，在室内进行）。 ▪ 防止生坯脱水过快或不均匀脱水，制品裂缝大多是在此阶段形
成的。
▪ 4．焙烧
▪ 当生产多孔制品时，烧成温度宜控制在稍高于开始烧 结 强度温，度又（有tA）足约够为的9孔00隙℃率～950℃为使其既具有相当的
▪ （2）模压法（半干压或干压法）
▪ 半干压法为8%～12%、干压法为4%～6%，可塑性差的坯料， 在压力机上成型。有时可不经干燥直接进行焙烧，粘土平瓦、 外墙面砖及地砖多用此法成型。
▪ （3）注浆法
▪ 坯料呈泥浆状，原料为粘土时，其含水率可高达40%。将坯料 注入模型中成型，模型吸收水分，坯料变干获得制品的形状。 此法适合成型形状复杂或薄壁制品，如卫生陶瓷、内墙面砖等。
酸盐、铁质矿物及有机质等杂质。
▪ 2．粘土的技术性能
▪ （1）可塑性
▪ 粘土加入适量水调和后具有可塑性，能制成各种形状 的坯体，而不发生裂纹。粘土可塑性的大小与其中的 矿物成分、颗粒分散度、级配及水用量有关。当石英 砂含量少，颗粒越细、级配好、吸附水多，则可塑性 就好。
▪ 粘土的颗粒组成直接影响其可塑性。可塑性是粘土的 重要特性，它决定了制品成型性能。粘土中含有粗细 不同的颗粒，其中极细（小于0.005mm）的片状颗粒， 使粘土获得极高的可塑性。这种颗粒称作粘土物质， 含量愈多，可塑性愈高。
▪ 粘土在熔烧过程中变得密实，转变为具有一定强度的 石质材料的性质，称为粘土的烧结性。
▪ （二）工业废渣
▪ 1．页岩
页岩中含有大量粘土矿物，可用来代替粘土生产烧土制品。
▪ 2．煤矸石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
▪ 它是煤矿的废料。煤矸石的化学成分波动较大，适合作烧土制 品的是热值相对较高的粘土质煤矸石。煤矸石中所含黄铁矿 （FeS）为有害杂质，故其含硫量应限制在10%以下。
用途不同） （1）高岭土（瓷土）。杂质含量极少，为纯净粘土，不
含氧化铁等染色杂质。焙烧后呈白色。耐火度高达 1730℃～1770℃，多用于制造瓷器。 （2）耐火粘土(火泥)。杂质含量小于10%，焙烧后呈淡 黄至黄色。耐火度在1580℃以上，是生产耐火材料， 内墙面砖及耐火、耐酸陶瓷制品的原料。 （3）难熔粘土（陶土）。杂质含量为10%～15%，焙烧 后呈淡灰，淡黄至红色，耐火度为1350℃～1580℃， 是生产地砖、外墙面砖及精陶制品的原料。 （4）易熔粘土（砖土、砂质粘土）。杂质含量高达25%。 耐火度低于1350℃，是生产粘土砖瓦及粗陶制品的原 料。当其在氧化气氛中焙烧时，因高价氧化铁的存在 而呈红色。在还原气氛中焙烧时，因低价氧化铁的存 在而呈青色。
▪ 3．粉煤灰
▪ 用电厂排出的粉煤灰作烧土制品的原料，可部分代替粘土。通 常为了改善粉煤灰的可塑性，需加入适量粘土。
二、烧土制品生产工艺简介
▪ 烧结普通砖或空心砖的工艺流程为：坯料 调制——成型——干燥——焙烧——制品。
▪ 烧结饰面烧土制品（饰面陶瓷）的工艺流 程为：坯料调制——成型——干燥——上 釉——焙烧——制品。
▪ 1．坯料调制
▪ 坯料调制的目的是破坏原料的原始结构，粉碎大块原 料，剔除有害杂质，按适当组分调配原料再加入适量 水分拌和，制成均匀的、适合成型的坯料。
▪ 2．制品成型
▪ 坯料经成型制成一定形状、尺寸后称为生坯。成型方 法有：
▪ （1）塑性法
▪ 用可塑性良好的坯料。含水率为15%～25%。将坯料用挤 泥机挤出一定断面尺寸的泥条，切割后获得制品的形状。 适合成型烧结普通砖、多孔砖及空心砖。
▪ 4．粘土焙烧时的变化
▪ 粘土焙烧后能成为石质材料，这是其极为重要的特性。
▪ （1）粘土成为石质材料的过程
一般的物理化学变化大致如下：
▪ 焙烧初期，粘土中自由水分逐渐蒸发；
▪ 110℃时，自由水分完全排出，粘土失去可塑性。
▪ 500℃～700℃时，有机物烧尽，粘土矿物及其他矿物的结晶水脱 出。随后粘土矿物发生分解。
第一节 烧土制品的原料及
生产工艺简介
▪ 一、烧土制品原料
▪ （一）粘土
▪ 1．粘土的组成
▪ 主要组成矿物为粘土矿物：层状结晶结构的含 水 Al2铝O硅3的酸含盐量（分m别Si为O25·5n%Al～2O635·x%H和2O1）0%，～S1i5O%2和。
▪ 常见的粘土矿物：高岭石、蒙脱石、水云母等。 ▪ 粘土中除粘土矿物外，还含有石英、长石、碳
▪ （3）烧结性与可熔性
▪ 粘土坯体在焙烧过程中将发生一系列物理化学 变化。加热至粘土中Al2O3、SiO2、CaO、MgO 等重新化合，形成硅线石（Al2O3·SiO2）及易 熔硅酸盐类，出现液相流入颗粒间的缝隙中， 起粘结作用，增加了密实度，强度相应增大， 这一过程称为烧结。
▪ 3. 粘土的种类：（通常按其杂质含量、耐火度及
▪ （2）收缩性
▪ 粘土在干燥和焙烧过程中，体积会发生收缩， 干燥过程的收缩称气缩，是粘土中自由水分的 蒸发，气缩值约为3％～12％。焙烧过程中， 由于化合水的排除及易熔物质熔化并填充于颗 粒空隙间，使粘土进一步收缩，称为烧缩，烧 缩值约为1％～2％。粘土塑性越大，收缩也越 大，会影响制品的几何尺寸。
▪ 1000℃以上时，已分解出的各种氧化物将重新结合生成硅酸盐矿 物。与此同时，粘土中的易熔化合物开始形成熔融体（液相）， 一定数量的熔融体包裹未熔的颗粒，并填充颗粒之间的空隙，冷 却后便转变为石质材料。随着熔融体数量的增加，焙烧粘土中的 开口孔隙减少，吸水率降低，强度、耐水性及抗冻性等提高。
▪ （2）粘土的烧结性
▪ 当生产密实制品时，烧成温度控制在略低于烧结极限 （耐火度），使所得制品密实而又不坍流变形。