烧结砖瓦生产技术问答二.doc

砖瓦世界·2023（10期）
烧结砖瓦生产技术问答（二）
赵镇魁
第二部分　原材料及解决
47　什么是黏土矿物？黏土矿物中包含哪些类型的矿物 ?
由于这些矿物最先多在黏土中发现，或因黏土及黏土岩重要由这类矿物组成，故称为黏土矿物。黏土矿物是一些具有层状构造的含水铝硅酸盐矿物，重要有高岭石、蒙脱石、水云母（伊利石）、绿泥石等。黏土矿物是构成黏土岩（页岩、煤矸石等）土壤（黏土等）的重要矿物组分。黏土矿物颗粒极细，一般呈小于 0.01mm 的细小鳞片，具有可塑性、耐火性、烧结性等。黏土矿物的含量及种类与烧结砖瓦原材料、成型、干燥、焙烧乃至产品质量的关系密不可分。在其他材料中也包具有黏土矿物。此处所讲之“黏土矿物”重要是指高岭石、蒙脱石、伊利石（水云母）、绿泥石和混合层（伊 - 蒙混合层）矿物五大类别。黏土矿物的总量也是指这五种
重要黏土矿物的合计数量。
48　烧结砖瓦原料的重要矿物成分有哪些？
烧结砖瓦原料一般是黏土质矿物和非黏土质矿物多成分的混合物，但必须具有一种或几种黏土矿物，否则就不能生产烧结砖瓦。因此烧结砖瓦原材料中的黏土矿物也成为基本矿物。特别是生产高孔洞率空心砖，黏土矿物含量应在 35% 以上。黏土矿物又是多种细微矿物的混合物（重要是含水铝硅酸盐矿物），它的颗粒一般小于 0.02mm，多为0.01mm 以下。砖瓦原料的黏土物质重要由伊利石、绢云母、绿泥石、高岭石、耐火土、蒙脱石等组成。鉴于制品的性能规定，希望具有较多的耐火土和伊利石。虽然蒙脱石的塑性很好，但由于其颗粒非常细小，比表面积大，假如不同时存在大量其他黏土矿物，会大幅度提高原料的干燥敏感性系数，故它的含量一般控制在 3% 以下。重要由蒙脱石等构成的黏土称为膨润土。
几种黏土矿物的比表面积如表 5 所示。除黏土矿物外，烧结砖瓦原材料中尚有其他的非基本矿物，这些常见的非基本矿物见表 6。

49　生产砖瓦的原料属哪种岩石？
岩石按成因的不同，分为岩浆岩（或称火成岩）沉积岩（或称水成岩）和变质岩三大类。生产砖瓦的原料属沉积岩。沉积岩虽只占地壳质量的 5%，但因其分布于地壳表面，面积约占 75%，因此它是一种重要的岩石。黏土、页岩和泥岩、黄土等生产砖瓦原料的属类见图 1 所在的位置。
50　生产砖瓦的原料有哪些？
生产砖瓦的重要传统原料是黏土。随着我国建设事业的不断发展，节约农田、节约能源以及工业废料的综合运用已成为砖瓦工业的重要方针。因此，运用煤矸石、粉煤灰、煤渣等工业废料和江河湖泊淤泥作为制砖（瓦）原料，实行内燃烧砖，已在全国推广应用。此外，有些地区页岩很多，运用页岩烧制砖瓦，不仅能解决原料的来源，并且还能开山造田。
但是，万变不离其宗，任何原料必须具有一定量的黏土矿物，否则无法生产出具有良好技术性能和建筑物理特性的砖瓦制品。因此，从矿物学观点来看，它们都是同属种的材料。
51　什么是黏土？黏土矿物典型的性能有哪些？
所谓黏土就是在自然界中碰到松散的、膏状的或紧密的一种含水铝硅酸盐矿物，它的粉末在加水后能塑成各种形状，干燥后产生收缩，但不失原状，焙烧到适当温度后，其中的化学结合水即蒸发，继续提高温度，则获得坚硬如石而又保持原形的物体。凡具有这些特点的岩石，我们统称之为黏土。黏土是含长石类岩石经长期风化而成，是矿物的混合物，没有固定的化学式表达。
与其他矿物相比，黏土矿物特有的性能是颗粒尺寸小，因而具有大的比表面积。由于黏土矿物这些独有的性能，使它有着大量的反映机理可以运用，这些反映机理与其他矿物不同，使它从本质上变得故意义。黏土矿物的典型性能是它与水的结合能力、与此关联的吸湿膨胀、对有机和无机材料高度的吸附能力、绝热能力、可塑性及在焙烧后变成致密固体的特性，且材料易得。
52　黏土如何分类？
由于形成黏土的来源不同，它的成分和性质也不同样。
（1）按成因分类
根据黏土的生成情况看，可分为一次黏土和二次黏土。
①一次黏土（又称残留黏土）它的岩石重要是长石经风化而留在母岩区的产物，岩石风化后生成高岭土、石英及可溶性盐类。可溶性盐类由于雨水冲洗溶解而去，残留下来的仅为高岭土和石英砂。由于石英砂的存在，可塑性较差，这种土通常称为高岭土。
②二次黏土（又称漂积黏土）它是由一次黏土经雨水河流漂流而转移到其他地方再次沉积的黏土矿。它的重要特点是：
a. 在漂流过程中，由于粗颗粒石英砂较重而先行沉积除去，而黏土自身亦经摩擦而变细，故可塑性较好；b.在漂流过程中，有其他矿物或有机物混入，因而减少了黏土矿物的纯度。
（2）按其构成黏土的重要矿物分类
①高岭石类属于这一类的有高岭石、珍珠陶土、迪开石和多水高岭石。高岭石因最初在我国江西景德镇附近的高岭地方发现而得名。重要由它们构成的黏土称为高岭土，如我国著名的苏州高岭土，湖南界牌高岭土，四川叙永多水高岭土等。
②蒙脱石（微晶高岭石）类属于这一类的有蒙脱石、拜来石等，重要由它们构成的黏土称为膨润土，如东北黑山、福建连城的膨润土等。
③伊利石（水云母）类曾有一些学者建议用美国伊利诺州的缩写来称呼该类矿物，故名伊利石。属于这一类的有水云母、绢云母等。这一类单独构成黏土的很少，多数是包含在其他黏土中。以伊利石为主的黏土重要是水云母质黏土或绢云母质黏土，如河北章村土，尚有江西、安徽等省所产的瓷石中亦涉及此类。
④叶蜡石类叶蜡石并不属于黏土矿物，因其某些性质近于黏土，而划归黏土之列。如福建的寿山石和浙江青田、上虞叶蜡石等。
⑤水铝英石类这一类是不常见的黏土矿物，往往少量包含在其他黏土中，呈无定形状态存在。如河北唐山的 A、B、C 级矾土。除了上述 5 种黏土矿物之外，未风化的母岩碎屑及运迁过程中混入的其他物质，以夹杂矿物的形态存在于黏土中，如石英、长石、碳酸盐类、硫酸盐类、铁钛质矿物，以及有机物质等。
（3）按耐火度分类
①耐火黏土：耐火度在 1580℃以上。含氧化铁不超过 3%~4%，杂质总量最高 6%~8%。
②难熔黏土：耐火度为 1350~1580℃。
③易熔黏土：耐火度在 1350℃以下。具有大量杂质，一般含铁量较高。耐火黏土可以用来制造合用于冶金炉、硅酸盐工业窑炉、炼焦炉等方面的衬砖。耐火黏土在煅烧后呈灰色或淡黄色、呈白色的是制造瓷器的最佳原料。难熔黏土可以用来制造瓷砖、陶器、炻器等。易熔黏土可以用来制造砖瓦等粗陶器。
（4）按习惯分类
①高岭土：是最纯的黏土。可塑性差，烧后颜色从灰到白色。
②黏性土：一般都是二次黏土，故其颗粒较细，可塑性好，含杂质较多。
③瘠性黏土：较为坚硬，遇水不松散，可塑性很小，不易形成可塑性泥团。如山西大同土。④页岩：其性质与瘠性黏土相仿，但含杂质（K2O、Na2O、TiO2、CaCO3、Fe2O3等）较多，最高可超过 25%，烧后呈红、棕、黄、灰等色。
（5）按塑性指数分类
①高塑性黏土，塑性指数大于 15；
②中塑性黏土，塑性指数 7~15；
③低塑性黏土，塑性指数小于 7。
（6）按干燥敏感性高低分类
①高敏感性黏土，干燥敏感性系数大于 2；
②中档敏感性黏土，干燥敏感性系数 1~2；
③低敏感性黏土，干燥敏感性系数小于 1。
（7）按颗粒组成分类
黏土按颗粒组成分类如表 7 所示。
53　什么是页岩？
页岩是黏土岩的构造变种，它是具有页理构造（即岩石平行层理方面可分裂成层状或纸片状）的黏土岩。页岩成分比较复杂，除黏土矿物外，常有很多碎屑矿物和次生矿物，如长石、石英、云母、绿泥石、角闪电、石榴石、电气石、锐钛矿和沸石等。黏土矿物中常以水云母为主。页岩化学成分的特点是氧化钾（K2O）含量较高，常达 2%~3%，最高达 7%~10%以上。页岩一般为灰色、棕色、红色、绿色等各种颜色。经常有清楚的层理。根据页岩中砂和粉砂质点含量，页岩又可以分为泥质页岩、含粉砂质页岩、粉砂质页岩、含砂质页岩和砂质页岩。
页岩中如含碳酸钙（CaCO3）、硅质等较多，可相应地称为钙质页岩、硅质页岩等。钙质页岩：含 CaCO310%~30% 的页岩。硅质页岩：是含隐晶或极细颗粒的硅质组分的页岩。由于含硅质，硬度经常比一般页岩高。成分比较纯的页岩 SiO2的平均含量约为 58%，而硅质页岩 SiO2的含量可达 85% 以上。黑色页岩：是黑色的具有机质的页岩，这种页岩中化石一般很少，常含黄铁矿。碳质页岩：这种页岩中具有肉眼能见到的粉末状碳质质点或碳质植物遗体，染手。碳质页岩在煤系地层中特别多。油页岩：油页岩是提炼石油的原料。它重要有焦性沥青质页岩和碳质油页岩（腐泥质油页岩）两种。泥岩与页岩的区别，重要在于泥岩不具页理构造而呈块状、层状。颜色往往较浅，且较坚硬（因含硅质较多的缘故）。
54　什么是砂岩？
碎屑物质被其他物质（黏土、碳酸盐等）胶结而成的岩石称为砂岩。它属碎屑岩中的中碎屑岩。砂岩的重要类型又分为：
（1）单矿物砂岩
单矿物砂岩组成成分简朴，以一种矿物颗粒占绝对优势；通常所见的为石英砂岩（相称的疏松岩为石英砂）。
石英砂岩组成特性是石英颗粒占 90% 以上，仅含少量的长石颗粒（<5%）及很少量的重矿物。石英颗粒常为很好的浑圆体、大小均一、表面光泽较暗。岩石粒度由粗粒到细粒的皆有。其胶结物以硅质（SiO2）最常见。岩石颜色通常为白色或灰白色。在胶结物为铁质时，则被渲染成褐红色。石英砂岩中的硅质胶结物有时可在碎屑颗粒上结晶次生增长，通过次生增长的石英砂岩称作“沉积石英岩”。肉眼很难区别其颗粒和胶结物。
石英砂岩矿物成分单一，颗粒磨圆度高，分选性好。假如砂岩中石英含量只占 75%~90% 时，则成一般的砂岩。
（2）多矿物砂岩
多矿物砂岩比较复杂，根据组成的不同，分为硬砂岩和长石砂岩两种。
①硬砂岩
硬 砂 岩 通 常 由 25%~50% 的 石 英 颗 粒、15%~25% 的长石、云母以及岩石碎屑所组成，碎屑颗粒一般较粗、分选和磨圆度均较差。胶结物种类复杂，通常以泥质居多，胶结坚固。这种岩石最大特性是具有多量的岩石碎屑。岩石的颜色呈灰色、暗绿色或绿灰色、有时近于黑色。
②长石砂岩
长石砂岩重要是石英和长石碎屑（25% 以上）组成的。碎屑中长石含量在 25% 以上，石英含量一般在 30%~60%。长石重要是钾长石或钠长石，有时有岩石（花岗岩、砂岩、页岩等）碎屑的混合物。岩石颜色多为浅色（淡红、浅棕、灰色等）。胶结物一般为碳酸盐（方解石）及铁质（褐铁矿）。从外貌上看，长石砂岩与花岗岩有些相象，但两者结构不同。砂岩除上述几种基本类型之外，尚有许多过渡型岩石。例如在石英砂岩和长石砂岩之间有长石石英砂岩（即其中长石的含量不够长石砂岩的标准）。石英砂岩中如具有一定量的岩屑则成为含岩屑石英砂岩。有时在长石石英砂岩中又具有岩屑，就应叫做含岩屑长石石英砂岩。
55　什么是粉砂岩？
这类岩石重要由 50% 以上直径为 0.1~0.01mm的碎屑经胶结而成。在成分上仍然以石英颗粒为最多，往往具有黏土质混合物。由于颗粒细小，已失去不少砂的特性，但还不成黏土。本类岩石的疏松岩称作粉砂，胶结的粉砂即为粉砂岩。
（1）粉砂
粉砂的矿物成分除上述重要成分外，还具有许多夹杂物。因颗粒很小，肉眼一般不易分辨。在第四纪沉积物中，粉砂的分布很广，特别是黄土分布最广。
（2）黄土
黄土属于几乎没有被胶结过的、疏松的粉砂（大部分颗粒直径为 0.05~0.1mm）。呈浅黄色或暗黄色，质轻而多孔（孔隙度占总体积的 46%~52%），很容易用手指研成粉末，没有层理，但有发育着直立的节理。由于具有可塑性和吸水性，质点间结合力很大，故能形成很高的峭壁。我国黄土分布很广，它西起青海，东到陕西、山西、河北、河南，面积达 40万平方公里，形成特殊的地形——黄土高原。黄土是一种良好的砖瓦原料。
（3）粉砂岩
粉砂胶结起来即成粉砂岩。岩石质地坚实，具有各种颜色，在显微镜下可以看到其中碎屑颗粒是带有棱角状的，粒度也不均匀，胶结物为钙质、铁质或硅质。从岩石的外表看，很像泥质岩石，但用手指摩擦，即会感到粗糙。可借此与黏土岩区别。粉砂岩常具有水平薄层理特性，有时也发现倾斜不大的斜交层理。
56　页岩和粉砂岩、砂岩共生时如何命名？
页岩和粉砂岩、砂岩共生时的命名方法如表 8所示。
57　什么是煤矸石？为什么要用煤矸石作为生产砖瓦的原料？
煤矸石是在开采煤炭过程中，从煤层的顶部、底部或炭层周边挖掘出来的含碳量少，灰分在40% 以上不成煤的泥质、碳质、砂质页岩，是煤矿的工业废渣。煤矸石的排放量很大，约为煤开采量的 15%~20%。一个年产 100 万 t 的煤矿，每年排放出的煤矸石约为 15~20 万 t。可供一个年产5000~7000 万块普通砖的砖厂使用。煤矿排放出的煤矸石，若不及时解决，就要占用大量的土地进行堆积，这样做必将污染环境，影响农作物生长和煤炭生产的顺利进行。
运用煤矸石制砖的好处是：①保护环境；②煤矸石无需占用大量土地进行堆积；③由于煤矸石中具有一定的发热量，可以做到烧砖不用煤或少用煤，节省能源；④可不用毁田挖黏土制砖。做到一举几得。
58　煤矸石中的硫以何种形式存在？它的危害作用是哪些？
煤矸石中的硫，一般以化合物状态存在，如二硫化铁（FeS2）——俗称黄铁矿，和硫酸钙（CaSO4·2H2O）——俗称石膏。在二迭纪煤群的煤矸石中，硫的含量较高，而黄铁矿中的硫又占总含硫量的大部分。黄铁矿在煤矸石中有的成层状，有的嵌在煤的裂缝中成脉石状，尚有的成细粒状均匀地分布在煤矸石中。
应当指出，在有些地区的煤矸石中，具有叫做“硫铁蛋”的有害物质。这种“硫铁蛋”比较坚硬，并且都呈球状。经化验，“硫铁蛋”的重要成分是二硫化铁（Fe2）。
（1）黄铁矿（FeS2）
黄铁矿和碳在同样的温度下分解和氧化，由于碳和水蒸气的存在使黄铁矿氧化受到影响。在缺氧环境下 482℃时二硫化物分解成为一硫化物：2FeS2 →482℃2FeS+S2
在不缺氧环境下，黄铁矿的氧化分为两个阶段。第一阶段发生在上述温度下，第二阶段出现在约 588℃。按顺序其反映式为：2FeF2+ 3O2→482℃2FeS + 2SO34FeS + 9O2 →588℃2Fe2O3+ 4SO3总的反映可用下式表达：4FeS2+ 15O2 →2Fe2O3+ 8SO3黄铁矿焙烧后重要生成三氧化硫（SO3）。三氧化硫（SO3）在 16.8℃以下为固体，16.8℃即熔解为液体，44.8℃沸腾且气化，它气化后与空气中的水蒸气作用生成硫酸雾：SO3+ H2O→H2SO4
黄铁矿和水蒸气作用还产生下列反映：2FeS2+ 2H2O→3FeS + 2H2S + SO2生成的二氧化硫（SO2）气体，遇水后生成亚硫酸（H2SO3）；SO2+ H2O→H2SO3
亚硫酸容易被氧化，在通常情况下，空气中的氧就能逐渐氧化亚硫酸成硫酸：2 H2SO3+ O2 →2H2SO4（2）石膏（CaSO4·2H2O）石 膏（CaSO4·2H2O）在 65~75 ℃ 时 开 始 脱 水，至 107~170℃时生成 CaSO4·1/2H2O，继续加热至170~200℃出现少量的 CaSO4，至 400℃以上完全脱水为 CaSO4，至 800℃以上 CaSO4部分分解，生成少量 CaO，这个反映一直连续到 1600℃以上：CaSO4 →CaO+SO2+O2可见，黄铁矿和石膏在焙烧过程中放出大量硫的气化物（SO2、SO3）气体，致使制品膨胀、松散。较大颗粒的黄铁矿还会致使制品表面形成熔斑。故应严格控制黄铁矿和石膏的含量，并尽量提高物料细度，使其均匀分布在坯体之中。
59　煤矸石原料中应剔除哪些物质？
（1）剔除“硫铁蛋”“硫铁蛋”的重要危害是：难以破、粉碎，极易损坏破、粉碎设备；在焙烧过程中生成大量二氧化硫（SO2）气体并产生膨胀，使制品松散。而电磁铁和永磁铁又对它无吸引力，故一般均以人工剔除。
（2）筛除煤粉、选除煤块有些煤矸石原料（特别是洗选煤矸石），混杂大量煤粉和煤块，致使其发热量偏高，塑性指数偏低，给砖瓦生产带来一定困难。如将这些粉煤、煤块去除，一方面可适当减少原料发热量、提高原料塑性指数，从而改善原料性能；另一方面又可将剔除出来的煤粉和煤块作为燃料充足运用。
通常剔除煤粉的方法有两种：一是在煤矸石堆场附近用溜筛或回转筛筛除；二是在破碎机前设立一台溜筛或高频电磁振动筛。筛孔尺寸一般用10~20mm。
湖南株洲市砖厂在煤矸石原料中筛除 20% 煤粉后，砖坯的成型性能大大改善，窑炉的焙烧速度显著提高。且筛除的煤粉用作全厂生活燃料绰绰有余。
煤块一般是用工人拣出。
（3）除铁
由于煤矸石中一般均具有道钉之类铁质夹杂物，因而极易损坏粉碎等设备。故煤矸石原料在进入粉碎等设备前，须先经磁选除铁解决。据重庆市几个煤矸石砖厂调查，凡采用磁选除铁的厂，平均每班除掉的铁质杂物达 2~3kg，铁质杂物损坏设备现象一般未有发生；反之，未采用磁选除铁的厂，铁质杂物损坏设备的现象却时有发生。磁选设备通常采用悬挂式永磁铁或胶带磁选辊筒（即电磁胶带轮）。
60　如何调整煤矸石原料发热量过高？
制 砖 一 般 要 求 矸 石 原 料 的 发 热 量 为1672~2090kJ/k（g400~500kcal/kg）。如若发热量过高，将给生产（特别是焙烧）带来困难。故在这种情况下，应掺入些无发热量或低发热量的原料，如页岩、煤矸石、粉煤灰、黏土、煤矸石熟料等，使混合后的原料发热量达成或接近规定。
61　如何调整煤矸石原料含硫量过高？
由于硫化物的存在，在生产过程中不仅腐蚀风机、干燥车等金属设备。并且污染大气，损害操作人员健康。在硫的作用下，砖体内生成一定量的可溶性硫酸盐（CaSO4、Mg SO4、K2SO4和 Na2SO4等）。这些硫酸盐遇水后被带到砖的表面，引起泛霜，影响外观，甚至会导致砖体产生鱼鳞片剥落，影响其耐久性。故规定用于制砖的煤矸石原料含硫量不大于 1%，越少越好。如煤矸石含硫量过高，可掺入含硫量低的煤矸石、煤矸石熟料、粉煤灰、页岩、黏土等，使混合料的含硫量不超过允许值。
62　什么是粉煤灰和煤渣？
粉煤灰和煤渣均为煤在锅炉中燃烧后的废渣。粉煤灰是煤粉在煤粉炉中燃烧后的灰烬，重要来源于火力发电厂的煤粉炉。煤粉炉中也产生少量的（约 15%~20%）烧结渣（再生渣），往往与粉煤灰混合排弃。煤渣指块煤燃烧后的残渣，重要来源于各种篦式工业锅炉和采暖锅炉。粉煤灰和煤渣的物理化学性质取决于煤的品种、燃烧方法和燃烧温度。其中粉煤灰的性质还与煤的粉磨细度、收集方法以及排除方式（湿式与干式）等因素有关。
粉煤灰为细粉状，呈灰色或灰白色（含水时为黑灰色）。粉煤灰颗粒是一种具有巨大内比表面积的多孔结构，有许多玻璃质。粉煤灰的多孔结构，使之对水的吸附能力很大，往往含水量达 30% 的粉煤灰仍呈松散状态。粉煤灰的真密度为 2023~2300kg/m3；松散干堆积密度一般在550~650kg/m3之间，高者达 800 kg/m3以上；细度以88μm 孔筛的筛余计，一般为 10%~30%；比表面积约为 2700~3500cm2/g；空隙率为 60%~75%。煤渣为块状、呈褐红色、灰色、灰黑色、绿黑色等。煤渣多为多孔状融结结构，也有呈密实岩石状或疏松土状的。煤渣真密度为 2500kg/m3左右；松散干堆积密度为 700~900 kg/m3，以 750~850kg/m3居 多；颗 粒 表 观 密 度 约 为 1250~1500kg/m3（空隙 率 40%~50%）；吸 水 率 为 5.5%~15%，一 般 为10%~12%。
63　粉煤灰和煤渣的重要矿物成分有哪些？
粉煤灰是通过高温焙烧，且通过一系列物理化学反映的原料。它的矿物成分重要有：无定形玻璃、未燃尽的碳、晶态的莫来石、石英、磁铁矿、赤铁矿、金红石、长石、刚玉、红柱石、方解石等。含颗粒度大于 0.002mm 的非黏土矿物（瘠性料）很多，而小于 0.002mm 的黏土矿物很少。但它与粘结剂掺配后的混合料矿物组成仍基本符合砖瓦对原料矿物组成的规定（其中的粉煤灰是已通过一次高温焙烧的生成物）。特别当粉煤灰掺入高塑性黏土内，对改善黏土的成型、干燥、焙烧性能效果尤佳。如重庆发电厂的粉煤灰重要矿物组成为：玻璃体，颗粒为 0.001~0.15mm，含量为 60%~65%；莫来石，颗粒为 0.001~0.15mm，含量约为 20%；碳屑，颗粒小于0.01mm，含量不小于 10%；磁铁矿和赤铁矿，颗粒小于 0.01mm，含量约为 5%；石英，颗粒小于 0.01mm，含量约为2%。这种粉煤灰与重庆地区的页岩以1∶1（质量比）掺配使用，做出砖的抗压强度一般均超过1470N/cm2（150kg/cm2）。而煤渣的矿物成分与粉煤灰相近。
64　粉煤灰的颗粒度如何划分？
粉煤灰的颗粒度大体分为粗、中、细三类：粗灰，经 4900 孔筛其筛余为 40% 以上；中粗灰，经 490042孔筛其筛余为 20%~40%；细灰，经 4900 孔筛其筛余为 20% 以下。在混合料塑性指数不变的情况下，灰的颗粒越细，其允许掺量越多。吉林市粉煤灰砖厂的经验证明，如混合料最多允许掺配 50% 的细灰时，改用中粗灰只能掺配 45% 左右，而改用粗灰则只能掺配 40% 左右。
经实验测得同种黏土掺入不同颗粒度的粉煤灰，对黏土塑性指数的影响如表 9 所示。
煤渣多为块状，需通过粉碎后方能与粘结剂（黏土、页岩、煤矸石）掺配制砖。
65　干排粉煤灰的输送方法有哪些？
（1）空气输送斜槽输送
空气输送斜槽可输送含水率不大于 5％的粉煤灰。其斜度越大（向下），则物料流动越快，输送量亦越大；斜度小则有助于工艺布置。输送干灰的斜槽斜度以采用 6％左右较合适。输送距离以不超过50m 为宜。
斜槽的优点是无转动零件，因而它磨损小、易维护、耗电省、无噪声、密闭好、构造简朴、操作安全可靠、易于改变输送方向和可多点喂、卸料等；其缺陷是在布置时有斜度规定，当输送量过少时往往不能顺利输送。
（2）气力输送
北京市西郊烟灰制品厂采用气力输送干排粉煤灰。气力输送的优点是布置简朴灵活，密闭性能好，易于机械化，检修维护工作量小，单位运距设备重量轻，土建工程量小；其缺陷是耗电量较大。气力输送一般运距为 500~600m。
（3）罐装汽车输送
砖厂采用罐装汽车容量小的为 6~7t/ 辆，大的达成 32t/ 辆。罐装汽车将干灰运到砖厂后以气泵打入圆形深筒仓中储存。个别厂也有倒入原料棚中，这样做扬尘大，不可取。
66　干粉煤灰的储存方法有哪些？
一般由电厂用气力输送方式，将干粉煤灰通过管道直接送到砖厂储仓内供生产时使用。粉煤灰贮仓多采用圆形深筒仓。筒仓仓壁可采用钢筋混凝土制作，或用砖砌筑（需配筋，内部用水泥砂浆抹平），筒仓下部的锥体部分可采用钢板锥体或上半部为钢筋混凝土而下半部为钢板的混合结构。
常用的筒仓有两种（：1）Φ6m，锥体部分高度5m，锥体出口内径 Φ0.4m，出料用刚性叶轮给料机Φ400×400 或 Φ300×400（；2）Φ8m，锥体部分高度6m，锥体出口内径 Φ0.5m，出料用刚性叶轮给料机Φ500×500 或 Φ400×500。Φ6m 和 Φ8m 圆形筒仓容积和容量如表 10 所示。
筒仓进出料的技术规定：（1）设立集灰装置和除尘装置（；2）安装的刚性叶轮给料机上口与筒仓出料口之间应设单向螺旋闸门，以备事故检修用。现就近几年来砖厂采用的筒仓及其进、出料工艺举例简介如下：
A 砖厂：
罐装汽车容量15t/罐，2台；7t/罐，1台；28t/罐，1 台。在电厂装满干灰的罐装汽车以气泵将灰打入圆形筒仓中，容量为 15t/ 罐的汽车打入筒仓中历时约 27min。圆形筒仓 2 个，全钢制作，容量 150t/ 个。筒仓中灰以气力搅拌，防止结饼。其顶部设脉冲喷吹袖袋式除尘器。出料口设螺旋给料机。
B 砖厂：
罐装汽车容量28t/罐，2台；32t/罐，1台。圆形筒仓 2 个，全钢制作。容量 257t/ 个。筒仓中灰采用气力搅拌，其顶部设压力式袖袋除尘器。出料口为叶轮给料机，再下到螺旋输送机。
C 砖厂：
罐装汽车容量32t/罐，2台；15t/罐，1台。圆形筒仓 2 个，全钢制作，容量 281t/ 个。筒仓中灰采用气力搅拌，其顶部设压力式袖袋除尘器。出料口为
螺旋给料机。
67　湿排粉煤灰的脱水方法有哪些？
湿排粉煤灰的水灰比为100∶1~100∶5。必须脱除大量水分，才干用作制砖原料。下面介绍几种常用的脱水方法：
（1）自然沉降法脱水
自然沉降法脱水一般在沉灰池内进行，很多砖厂运用附近的山沟、凹地（或稍加人工修筑）作为沉灰池。沉灰池最佳配备 3~4 个循环使用，即一池注灰水沉降，一池静置脱水，一池挖灰使用，或另设一池备用。
（2）储灰棚脱水
储灰棚的作用：①若经自然沉降法脱水后的灰含水率仍偏高，满足不了生产规定，可在储灰棚中风干，进一步脱水。②雨天沉灰池中灰的含水率增高，不宜取用，可取储灰棚里含水率合格的灰先用。规定储灰棚的通风良好，进出灰方便。
（3）浓缩 - 真空过滤法脱水
浓缩 - 真空过滤法是机械化连续作业的脱水方法。浓缩，是运用自然沉降原理使电厂排出含水率 95%~99% 的灰在耙式浓缩机中脱水增浓的工艺措施。浓缩后的灰含水率约为 50% 左右。真空过滤脱水是在真空过滤机中进行的，其原理是运用真空在过滤介质（滤布）两侧形成的压力差，使浓缩后的灰水达成固液分离的目的。真空过滤后的灰含水率一般在 33% 左右，在刚换新滤布（布眼堵塞少，滤水流畅）时可达 29% 左右。滤饼的含水率重要与下列因素有关：①真空度。规定真空度≤-0.055MPa。否则灰的含水率会显著增高。导致真空度低的重要因素是真空泵的规格偏小或数量偏少。②滤饼厚度。滤饼越薄，则灰的含水率越低。③灰的颗粒度。灰越细，则含水率越低。
注意事项：①防止浓缩池压耙。如遇停电等情况，浓缩池的耙子未转，电厂的灰水仍不断涌入池中，灰沉积多了，将耙压住，通电后难以启动。避免压耙事故的最佳办法就是设立备用电源。如无备用电源，停电时灰水不应再进入浓缩池，而应放入外界灰场。②如电厂灰、渣混排，在流入浓缩池前应先筛除粗颗粒渣等杂质，以免堵塞管道。
和自然沉降法脱水相比，采用浓缩 - 真空过滤法脱水的重要优点是：①劳动强度大大减少，定员大大减少。北京东郊烟灰制品厂在用自然沉降法脱水时，两个班共需 80 人挖运灰，而改用浓缩 - 真空过滤法脱水后，三个班仅需 15 个操作工人。②不存在自然沉降法脱水碰到的雨天灰含水率增高问题。③不存在自然沉降法脱水碰到的冬季沉灰池结冰难以取灰问题。实践证明，采用浓缩 - 真空过滤法脱水，即使在 -15℃的情况下，由于浓缩池中耙在不断地运动，池水不仅不结冰，并且还冒热气。
（4）烘干法脱水
当灰经自然沉降法和储灰棚脱水，或经浓缩真空过滤法脱水后，其含水率仍偏高，可再进行一次烘干法脱水。烘干法脱水是在烘干机内进行的。必须指出，烘干法脱水需要消耗大量的热能。为了节约能源，它应作为在用前几种脱水方法之后的补充脱水。
用烘干法脱水，究竟是烘黏土等粘结剂有利，还是烘粉煤灰有利？上海浦南砖厂的实践证明，烘粉煤灰比烘粘结剂有利得多。其因素是：①灰呈小颗粒松散状。而粘结剂不同样，它具有粘性，在烘干机内极易结团，形成坚硬外壳，阻止内部水分蒸发，故灰的蒸发强度大大高于粘结剂。②粉煤灰单位质量水分蒸发热耗比粘结剂低得多。大体是粉煤灰中每蒸发 1kg 水分耗热为 4145kJ（990kcal），而粘结剂中每蒸发1kg水分耗热达8876k（J2120kcal）。③为了避免黏土等粘结剂在烘干过程中失去结晶水而减少塑性，烟气进烘干机温度不宜高于 500℃；而如烘干粉煤灰，烟气温度高达 800℃也无妨。烘干粉煤灰时，如出灰含水率高于 15%，基本无飞灰现象；含水率高于 10%，飞灰甚少。随着出灰含水率的减少，飞灰不断增长。如含水率低至1%，飞灰高达 20%。故出灰含水率低于 10% 时，必须采用收尘措施。
68　粉煤灰砖的焙烧特点有哪些？
粉煤灰砖的焙烧特点（：1）烧成温度较高。其因素是灰已在电厂经高温焙烧过一次。这就规定粘结剂产生较多的熔融物，将涉及灰在内的大量固体颗粒之间的空隙充填，使其形成较致密的整体（；2）烧结温度范围较窄。在焙烧过程中，粉煤灰参与化学反映“不积极”，重要靠粘结剂起作用。如粘结剂产生的熔融物过少，未能使成品砖形成较致密的整体，为欠火砖；如粘结剂产生的熔融物过多，使成品砖软化变形，为过火砖。故规定焙烧窑的横断面温差尽量小，以免减少成品合格率。
由于高掺量粉煤灰受湿坯体强度的制约，不允许叠码得过高。为了使焙烧窑有较高的产量，一般采用二次码烧轮窑或二次码烧隧道窑焙烧。亦有例外，如河南省焦作市粉煤灰砖厂的原料配比：粉煤灰：黏土和外加剂=70∶3（0质量比），采用了隧道窑一次码烧工艺。该厂焙烧窑长 108m，内宽 2.5m，3 条，窑车码 7 层；配 2 条长 68m 干燥窑，年产量 4500 万块普通实心砖。
69　原料的化学成分对制品有何影响？
（1）二氧化硅（SiO2）二氧化硅含量多，说明其含游离石英杂质多，会削弱原料的可塑性，砖坯干燥收缩和烧成收缩小，有助于快速干燥，但制品抗压强度低；二氧化硅含量过少，则满足不了硅酸盐矿物固相反映的需要，制品抗冻性能差。
（2）三氧化二铝（Al2O3）三氧化二铝含量多，砖坯的焙烧温度偏高，制品的耐火度高，但抗冻性能差；三氧化二铝含量过少，同样满足不了矿物固相反映的需要，制品的抗折强度低。
（3）氧化铁（Fe2O3）氧化铁是一种助熔剂，常以赤铁矿（Fe2O3）或褐铁矿（Fe2O3·3H2O）等形式存在。氧化铁含量较多时，烧成温度偏低，制品的耐火度低。此外，它影响制品的颜色。焙烧时窑内处在还原焰气氛时，氧化铁被还原成低价铁的氧化物，制品呈黑灰色；焙烧时窑内处在氧化焰气氛时，则制品呈紫红色。
（4）氧化钙（CaO）和氧化镁（MgO）细散状态的碳酸钙和碳酸镁（钙和镁是以碳酸盐状态存在于原料中的）是强烈的助熔剂，它会使坯体的烧结温度范围变小，减少制品的耐火度，并相应地使制品产生多孔现象。
（5）硫（SO3）三氧化硫以硫酸盐状态存在于原料中，它在焙烧时产生二氧化硫（SO2）气体，腐蚀金属设备，并有损于操作工人的健康，同时因二氧化硫气体体积膨胀，使制品崩溃成松散状，影响制品质量。
（6）烧失量
烧失量是原料中存在有机物所致。黏土中有机物含量一般为 2.5%~14%，它重要由动植物腐烂而生成。具有机物多的原料可塑性一般比较高，制品干燥后强度较高，但干燥收缩量大，干燥速度过快，则易开裂。焙烧时烧失量较大，制品空隙率亦较高。因此规定原料中有机物含量越少越好。
70　原料的化学成分规定范围是哪些？
原料的化学成分规定范围如表 11 所示。

71　原料的矿物组成规定范围是哪些？
原料的矿物组成规定范围如表 12 所示。

在一般情况下，蒙脱石含量不超过 3% 是有益的，超过 3% 也许引起坯体干燥裂纹。表中所示蒙脱石的最高比例 20%，是在一定条件下才干使用的，例如原材料中具有石灰质物质时。
72　原料颗粒如何分级？各级颗粒作用如何？
由于黏土矿物大部分存在于小于 0.002mm的颗粒中，而原料的许多性能又取决于黏土矿物组成，所以国际上不少国家都是以大于 0.02mm、0.02~0.002mm、小于 0.002mm 来分级的。大于 0.02mm 的颗粒称砂粒，它没有粘结性能，在干燥和焙烧过程中重要起骨架作用，它的含量多少影响着坯体成型、干燥和焙烧性能。如原料中砂粒的含量少，则成型比较容易，但干燥比较困难，焙烧温度减少；反之，如原料中砂粒的含量多，则成型比较困难，但干燥比较容易，焙烧温度提高。0.02~0.002mm 的颗粒称尘粒，它有一定的粘结性能，但干燥后松散，它在坯体成型和焙烧过程中，一方面起骨架作用，另一方面起填充作用。小于 0.002mm 的颗粒称为粘粒，它有粘结性能，干燥后结合力强。在坯体成型和焙烧过程中起填充作用，与水作用产生可塑性。粘粒不能太少，也不能太多，太多会导致干燥困难。原料中的砂粒、尘粒和粘粒三组分要有合适的比例，才干作为制造砖瓦的原料。
73　原料的颗粒组成规定范围是哪些？
原料的颗粒组成规定范围如表 13 所示。

当 <0.002mm 的粘粒超过 25% 时，将显示出较高的干燥敏感性、较大的焙烧收缩率和较高的制品密度。
74　什么是材料的细度？
细度指粉状或粒状材料颗粒的粗细限度。大批量的粉状或粒状材料不也许逐个测量每一个颗粒尺寸，所以，一般用筛子进行筛分，然后按一定公式计算平均粒径，或者直接以筛分结果表达粉、粒状材料的粒径。一般常用的指标为筛余百分率，按下式计算：
式中 m——筛余百分率（%）
G——整个被筛材料的质量（g，kg）
G未——未通过筛子材料的质量（g，kg）
对不同材料测定细度时所选用的筛孔不同，筛孔大小常用如下方法：目数表达、1cm2面积上孔数表达和用孔的绝对尺寸表达。
（1）目数表达方法：
在方孔筛上沿边长测 1 吋（25.4mm）的长度，在1 吋长度范围内孔的数为目数。目数越大，筛孔越密（即筛孔越小）。目数与筛孔尺寸的关系如表 14所示。

可 见，8 目 筛 的 筛 孔 边 长 为 2.5mm；10 目 为2.0mm；12 目为 1.6mm。（2）用 1cm2面积上孔数表达方法：在方筛孔上取 1cm2面积，在该面积中孔的数目来表达，即孔数 /cm2。如 1cm2面积上排列 49 个孔，即称 49 孔筛。
（3）用方孔的绝对尺寸表达方法：量方孔的实际边长用来表达筛子的粗细。如筛孔边长为 2.5mm×2.5mm 等。
75　什么是原料的可塑性？塑性指数是如何获得的？
原料和水混练时，可形成泥团。这种泥团在外力作用下，能变成任何形状而不开裂，当外力作用停止时，保存已改变了的形状不变。原料的这种性质称为可塑性。
从物理化学的观点来看，原料的可塑性是一个很复杂的并且有许多细节还没有完全弄清楚的多种现象的综合性质。
经验告诉我们，原料矿物成分、颗粒大小、胶体（一般指小于 0.001mm 的颗粒）含量多少、拌和水的用量等均影响原料的可塑性。颗粒越细、比表面积越大、分散度越高，则可塑性物质固相与液相接触面越大，可塑性也越高。胶体含量越多，可塑性也越高。垆坶土可塑性高于高岭土的因素，就是由于垆坶土含铝英石部分较多的缘故。而铝英石是由成分变动很大的氧化硅和氧铝水化物及胶体的混合物所构成；原料的可塑性在很大限度上取决于拌合用到适当的可塑性。这个比例是由实验求得，假如液体量不够，则所得软泥容易碎解；假如液体量过多，则软泥会沾手，并且会流散开来。不同原料所需水量如表 15 所示。
原料的塑性高低，用塑性指数表达。原料呈可塑性状态时含水率的变化范围代表着它的可塑限度，其值等于液性限度（简称液限，也称流限）与塑性限度（简称塑限）之差。液限和塑限用塑性指数法测定。所谓液限，就是原料呈可塑状态时的上限含水率（干基），当原料中含水率高于液限时，原料就成流动状态。所谓塑限，就是原料呈可塑状态时的下限含水率（干基），当原料中含水率低于塑限时，原料就成半固体状态。塑性指数 Ip=W液－W塑式中 W液——液性限度（%）；W塑——塑性限度（%）。
原料的塑性指数规定范围如表 16。

为了提高原料的可塑性，可将其在潮湿环境中陈化一个时期，使其通过一个能增长材料疏松限度和分散性的过程。一般可塑性太强的原料，水分含量较多，干燥收缩量也较大，因而容易产