Phân tích kỹ thuật và Giải pháp cho Vết nứt Bề mặt trong Gạch Đất sét Nung
I. Tổng quan về vấn đề
Ảnh chụp cho thấy gạch đất sét nung có các vết nứt bề mặt có thể nhìn thấy sau khi nung. Các vết nứt này thường chỉ ra sự mất cân bằng ứng suất bên trong hoặc kiểm soát không đúng cách trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu thô và nung trong lò. Mặc dù gạch có thể có vẻ hoàn chỉnh về cấu trúc, nhưng các vết nứt như vậy ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bền cơ học, độ ổn định hấp thụ nước và khả năng chống sương giá của sản phẩm — do đó chúng được coi là sản phẩm không đạt tiêu chuẩn trong các ứng dụng kỹ thuật.
II. Nguyên nhân từ góc độ nguyên liệu thô
1. Sự mất cân bằng về độ dẻo và co ngót của đất sét
Nếu đất sét có độ dẻo quá cao hoặc chứa một tỷ lệ lớn các hạt mịn (<0.005 mm), độ co ngót khi sấy trở nên đáng kể. Trong quá trình sấy và nung, sự co ngót không đều giữa các lớp dẫn đến các vết nứt do ứng suất bề mặt.
Giải pháp:
(1) Điều chỉnh chỉ số dẻo của đất sét (thường phù hợp là 16–25).
(2) Thêm các vật liệu gầy như cát, bột đá phiến hoặc tro bay để giảm co ngót.
(3) Đảm bảo phân bố kích thước hạt nguyên liệu thô hợp lý — sự cân bằng thích hợp giữa các phần thô và mịn.
2. Độ ẩm không phù hợp trong quá trình tạo hình
Khi độ ẩm của gạch mộc quá cao (>20%), ứng suất sấy tăng mạnh, khiến bề mặt dễ bị nứt trước khi nung.
Giải pháp:
(1) Kiểm soát độ ẩm ép trong khoảng 16–18%.
(2) Sử dụng ép chân không để loại bỏ bọt khí và đạt được mật độ đồng đều.
3. Lão hóa hoặc trộn không đủ
Trộn hoặc lão hóa không đủ dẫn đến độ ẩm và độ dẻo không đều trong thân đất sét, dẫn đến tập trung ứng suất bên trong trong quá trình sấy và nung.
Giải pháp:
(1) Tăng thời gian trộn và lão hóa (ít nhất 48 giờ đối với đất sét mới).
(2) Đảm bảo trộn đồng nhất tất cả các chất phụ gia và vật liệu tái chế.
III. Nguyên nhân từ góc độ kiểm soát nung và lò nung
1. Sấy hoặc gia nhiệt nhanh
Nếu nhiệt độ sấy ban đầu hoặc gia nhiệt trước tăng quá nhanh, bề mặt của gạch mộc sẽ khô và cứng lại nhanh chóng, tạo thành một “vỏ,” trong khi bên trong vẫn còn độ ẩm. Áp suất hơi nước sinh ra bên trong khiến bề mặt bị nứt.
Giải pháp:
(1) Làm chậm đường cong sấy; kiểm soát tốc độ gia nhiệt ban đầu trong khoảng 20–30°C/h.
(2) Kéo dài thời gian giữ trong vùng sấy để đảm bảo loại bỏ độ ẩm đều.
2. Tốc độ tăng nhiệt quá nhanh trong vùng thiêu kết
Khi nhiệt độ trong vùng nung tăng mạnh, đặc biệt là từ 600–900°C (giai đoạn khử hydroxyl và chuyển đổi pha thạch anh), thân gạch nở không đều và bị nứt.
Giải pháp:
(1) Tối ưu hóa đường cong nung và làm mịn quá trình tăng nhiệt.
(2) Giữ tốc độ tăng nhiệt trong vùng thiêu kết dưới 40°C/h trong giai đoạn đảo pha thạch anh.
3. Tốc độ làm nguội không phù hợp
Nếu làm nguội sau khi thiêu kết quá nhanh, sốc nhiệt sẽ gây ra các vết nứt, đặc biệt là đối với các sản phẩm dày hoặc đặc.
Giải pháp:
(1) Kiểm soát tốc độ làm nguội dưới 40°C/h từ 900°C đến 600°C.
(2) Đảm bảo luồng không khí làm mát đều để tránh ứng suất nhiệt cục bộ.
IV. Khuyến nghị về tối ưu hóa quy trình và kiểm soát chất lượng
1. Kiểm tra nguyên liệu thô: Thường xuyên kiểm tra chỉ số dẻo, độ co ngót khi sấy và thành phần khoáng chất của đất sét.
2. Quá trình tạo hình: Đảm bảo áp suất ép đồng đều và tránh các khuyết tật phân lớp.
3. Kiểm soát sấy: Sử dụng sấy theo giai đoạn với điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm tự động.
4. Vận hành lò nung: Theo dõi đường cong nhiệt độ và phân phối không khí theo thời gian thực; sử dụng cảm biến hồng ngoại hoặc cặp nhiệt điện.
5. Kiểm tra sau khi nung: Quan sát các kiểu nứt — các vết nứt dạng lưới thường chỉ ra sự mất cân bằng co ngót, trong khi các vết nứt dài đơn lẻ thường chỉ ra ứng suất nhiệt.
V. Kết luận của Brictec
1. Nứt bề mặt trong gạch đất sét nung là kết quả của sự kết hợp của thành phần nguyên liệu thô, độ ẩm tạo hình và chế độ nung.
2. Bằng cách tối ưu hóa việc trộn đất sét, kiểm soát chặt chẽ đường cong sấy và nung, và cải thiện tính đồng nhất của nhiệt độ trong lò nung hầm, các khuyết tật như vậy có thể được ngăn chặn hiệu quả.
3. Thông qua kiểm soát quy trình có hệ thống, Brictec đảm bảo rằng gạch nung đất sét đạt được kết cấu đặc, màu sắc đồng đều và các đặc tính cơ học tuyệt vời, đáp ứng các tiêu chuẩn kiến trúc và kết cấu cao cấp.
Biên tập viên: JF & Lou
