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砖坯的干燥制度

   日期:2016-01-19     浏览:167    
核心提示:干操阶段的划分:由于砖坯中的水份分别以紧紧吸附在顺粒表面形成水膜的吸附水和被挤压积聚在颗粒之间的自由水两种形式存在。

干操阶段的划分:由于砖坯中的水份分别以紧紧吸附在顺粒表面形成水膜的吸附水和被挤压积聚在颗粒之间的自由水两种形式存在。在干燥过程中,自由水首先蒸发排出。同时,相邻颖粒迅速占自由水排出后的剩余空间而相互靠拢,坯体产生收缩。由于干燥总是由坯体外层向内逐步进行,收缩也总是外快而内慢,造成内部被外部压紧,外部向内部挤胀,一旦这种压紧和挤胀超过了泥料的弹性系数(1%~2%),必将胀破坯体表层,产生干燥裂纹。尤其在千燥的初期阶段,砖坯表层的自由水迅速蒸发,同时内层的自由水依次向表层移动形成内湿外干的湿度梯度,由于这时砖坯本身的含水量较高,其与周围环境的湿度差较大,脱水速度和干燥收缩速度也较快,到本阶段结束,约可脱去其水份的20%~50%,收缩量也将达到其总收缩量的一半,是最容易产生干燥裂纹的危险期,这一阶段常为24~72小时,对干燥敏感性系数大于2的泥料制成的砖坯有时要一周以上。并均以砖坯表面已均匀变色,触摸时手上没有湿印为本阶段结束的标志。

进入干燥的中期阶段后,表层的自由水已基本脱去,砖坯深部的水必须在先扩散到表层以后才能蒸发脱去,砖坯的干燥和收缩度明显减慢。至本阶段结束时,自由水已基本排完,干燥收缩也基本结束。这时,紧裹在颗粒表面的吸附水才开始蒸发。由于吸附水要在挣脱了颗粒约束获得自由以后才能从缝隙中挤到砖坯表面蒸发脱去,比自由水困难多了。因此,在同一干燥条件下,脱水速度大幅度下降。但因已停止干燥收缩,产生干燥裂纹危险已不存在,可以采取提高热风温度、降低相对湿度的办法来加速干燥。

临界点和临界含水率:如前所述,在干燥的中期阶段结束以后自由水已基本排完,干燥收缩也基本结束,可以加快干燥。在实验室恒温恒湿条件下得到的干燥曲线上可以发现这一从等速干燥阶段到降速干燥阶段变化的转折点如图10中的LG称为临界点,该点在坯体含水率称临界含水率,越过了该点的砖坯可以放心的升温、减湿、风吹、日晒而不会产生裂纹。

实验表明:临界含水率主要取决于泥料本身的性质。图拍是同一根泥条在不同干燥制度下的干燥曲线,几乎有同一个临界点。此外,也与坯体内部水份移动及蒸发率有一定关系。一般说来,空气的相对湿度越小,流速越快,坯体越厚,成型水份越多,其临界含水率也较高。

 

图10

曲线中的直线部份说明此时的干燥速度是恒定的,且较快。这时坯体表面的蒸发速度和其内部水份渗透向表面的速度是一样的。这就要求内部的水份聚积有足够的能量以迅速挤过孔隙,挤向表层递补已蒸发的表层水。世界砖瓦网

从等速干燥阶段到降速干燥阶段产生了干燥本质的变化,即从脱去坯体中的自由水变为脱去颗粒的吸附水,这就需要消耗更多的能量。

表二列出了几种泥料坯体的临界点,可以看出不同矿物及同一矿物不同细度的泥料的临界点是不同的,其含有枯土的成份越多,粉料越细,临界点也越高。这是因为粘土和细颗粒越多,表面积就越大,吸附水也越多的缘故。

 

在一定的空气温度、相对湿度和气体流速的条件下(如在人工干燥室中),坯体温度随干燥进程而变化:先是等速升温直到环境的湿球温度,表面水分开始蒸发并带走热量,坯体温度和环境湿球温度保持基本一致。到达临界点后,坯体温度再次上升,直到环境勺干球温度,干燥结束。

都知道,冬天干风季节,天虽冷,只要有风,衣服容易晾干;而闷热夏天,闷热无风,晒的衣服还是很难干透。蒸笼里的馒头,虽有100℃的高温,但不透风,馒头总是湿润的。

这是因为干燥包括两个过程,即水份吸热汽化和水汽被空气带走,缺一不可。因此,干燥时空气须在其表面不断流动以带走水汽。试验表明,相对湿度才50%的空气在接近坯体表面时其相对湿度可迅速升高到90%,被这些静止的高湿空气包围的砖坯怎能脱水?因此,控制空气在砖坯表面的流动量也是控制其脱水速度的一个关键。

须知:空气带走水汽的能力是有限的,并随空气温度的升高而增加,不同温度的空气的饱和含水量(饱和绝对湿度)见表三。在其他条件不变的情况下,空气的流速越快,流量越大,单位时间所能带走的水汽也越多。

试验表明:气流方向垂直于坯体表面比平行于坯体表面时的干燥速度大一倍,但这种直吹表面的干燥方法将造成坯体迎风面和背风面干燥速度悬殊,收缩不匀而产生裂纹。对于空心砖干燥时更应孔洞迎风、以免开裂。世界砖瓦网

干燥收缩:干燥中的坯体收缩是不可避免的,并直接影响干燥质量。实践证明:同一泥料在挤出成型时其在垂直于压力方向上的干燥收缩比在平行压力方向上的收缩更大也更快,所以在普通实心砖的条、顶面上更容易出现横向裂纹。图11

是两种粘土在同一条件下干燥时的收缩曲线,可以看出,细粘土的干燥收缩比粗粘土大得多,且其干燥收缩及干燥时间几乎成直线关系。

图中LG是干燥收缩曲线上的临界点,即干燥线性收缩的终点,其前面的一小段几近平直线,说明其时的干燥收缩极小,坯体中的自由水已完全脱去,颗粒间已完全接触形成了骨架结构,阻止了它的继续收缩。

在干燥期间的不均匀收缩所产生的应力是砖坯产生干燥裂纹和翘曲的主要原因,而坯体中湿度梯度过大的差异则是产生这种应力的源泉,其中干燥制度不合理、混料、水份和成型压力不匀更是造成湿度太大的根本原因。

 

实际干燥过程:砖坯的理想干燥曲线见图12,I是干燥初期阶段,是升温预热阶段,这一阶段的主要任务是升温而不是干燥,目的是要砖坯里外的水份都升温蓄能,以便在进人干燥阶段后能迅速挤向表层,递补表层水份脱去后留下的空间,减小湿度梯度,防止干燥裂纹。所以在这一阶段的气流应保持在95%以上的相对湿度的高温高湿状态,使砖坯在这一阶段尽可能的只升温不脱水,或极少脱水,直到坯体温度上升到该处气流的湿球温度。图中的Ⅱ是干燥的中期阶段,是砖坯的等速干燥阶段,干燥收缩也基本发生在这一阶段。为防止干燥裂纹,在这一阶段理想状态的气流应是恒温减湿,以均匀而迅速地脱去坯体的自由水,到达临界点进入干燥的后期阶段Ⅲ。这时,坯体收缩已经停止,可以升温降湿,以脱去坯体中的附着水。

 

因此,在采用自然干燥时,对于用干燥敏感性系数较高的泥料制成的砖坯在干燥的初期阶段务必采取低温高湿干燥法,即保持环境温度约15~25℃,相对湿度60~70%,风速l~3m/s。为此,砖坯应密码上埂,随手遮护,防止水汽迅速流失,使坯垛周围保持一个相对湿度高,空气基本静止温柔的小环境,以尽可能缓慢地脱水。经3~7天,砖坯表面开始变色,掌坯时手上没有湿印,说明干燥初期阶段已经结束,应即翻坯花架,花架时应把坯上下易位,里外调头,使脱水均匀,减免压裂,并配合“三勤十放”的护凉操作方法。可以取得令人满意的效果。三勤指勤揭、勤盖、勤检查,十放指先放夜风、早晚风、背风、小风、背阳风、后放日风、正风、大风、正阳风,最后揭盖放风晒太阳。世界砖瓦网

对于逆流式隧道干燥室则应以调整送热、控制排潮、均衡进车、定人检测等手段,使干燥室的预热段、干燥段分别经常保持在干燥的初期阶段和中、后期阶段。其具体表现应该是进车口排出气体的相对湿度为95%,温度为35~45℃,整个预热段均处于干燥的初期阶段,气流的相对湿度都保持在80~95℃,以使砖坯处于一个高温、高湿的环境,坯体只升温不脱水,以防止干燥裂纹,在干燥室的干燥段则应保持为干燥的中、后期阶段,其气流的相对湿度不得大于80%,以免气流前进到预热段时温度下降,相对湿度上升,一旦达到饱和湿度,必将造成预热段砖坯凝露、吸潮、软化、坍塌。

对于正压排潮的逆流式隧道干燥室,一旦出现进车口排出气体的相对湿度小于90%,应关闭或减小预热段的排潮口,迫使部份潮湿气流继续前进,增大预热段气体的相对湿度。如果检测发现干燥段气体的对湿度达到80%,则应立即打开或加大该处排潮孔排潮,以免在预热段坯体凝露、坍塌,并应随时监测,一旦该处气流的相对温度降到80%以下,立即把排潮口还原,以免浪费热能。

对于室式干燥室等间歇式的人工干燥室来说,由于有比隧道式人工干燥室更大的灵活性,可以根据砖坯规格分别掌握,以在初期阶段保温升温以预热,中期阶段恒温降湿以脱水,后期阶段升温减湿以加速干燥。

 
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