干燥和干燥裂纹产生的机理砖坯干燥主要脱去坯体的自由水,即吸附在泥料颗粒表面的水分。这些水,在砖坯中都占有一定的体积,随着这些水分的蒸发,泥料颗粒自然靠拢,坯体产生收缩。干燥过程中,首先要使坯体中的水分蒸发出来,就成水蒸汽,更重要的是需有足够的空气把蒸发出来的水蒸汽带走。人们有这样的经验:冬天的干风季节,尽管天冷,但风大,晾的衣服还是很快就干了,而闷热的夏天,虽然较热,衣服还是干得不快。蒸笼里有100℃以上的高温,但‘密不通风”蒸出来的馒头总是软润可口的。空气带走水蒸汽的能力是有限的,也不是一成不变的,实验证明:在100℃时,每1m3的空气*多能带走0.58817kg的水蒸汽,而在0 ℃时同样的空气*多只能带走0. 00484kg的水蒸汽,相差121.5倍。空心砖有了孔洞,接触空气的表面积增多了,蒸发水分的条件也多了。同时,由于壁厚减薄,大幅度的缩短了水分扩散表面的路程,这些,都为加快干燥创造了有利条件。四川资阳页岩砖厂采用自然干燥时,在完全相同的条件下,天干透,而孔洞率仅为17%的多孔砖只要4.5天就完全干透了,时间缩短35.7%。但由于空心砖孔多、壁薄、强度低,加上外壁和内肋不可能同步的均匀收缩,使砖坯更容易产生干燥裂纹。因此,强调空心砖的设计需“孔型应规则,排列要对称,孔径宜相近,壁厚勿悬殊”。
原料的干燥敏感系数是影响砖坯干燥速度、干燥质量和干燥工艺的重要因素。如原重庆二砖厂生产的页岩砖坯,即使在炎热的夏季,刚切出来的多孔砖坯可以直接曝晒而不会产生裂纹,但上海大中砖厂生产的粘土砖坯则需阴干到一定程度后才敢晒太阳,否则,立即产生干燥裂纹。曾经有过这样的经验:在成型、干燥设备完全相同的条件下,用于燥敏感系数2.24的原料生产的砖坯,在同一个干燥室里只能用65℃的热风经33个小时才能干透,否则,砖坯立即产生严重干燥裂纹。但当采用干燥敏感系数只有0.7的原料生产的砖坯时,即使采用150℃的热风干燥,10个小时把砖坯干透,砖坯也不会产生干燥裂纹。一般说来,当原料的干燥敏感系数小于1时,干燥的困难较少,一旦干燥敏感系数大于2,干燥时的麻烦就多了,除对原料进行瘦化处理外,还应调整送风温度,延长干燥时间,避免干燥收缩产生的应力裂纹。当采用人工干燥工艺来干燥空心制品,特别是薄壁空心制品时,国内外的生产实践都证明:应以采用“低温度,低风速,较大风量”的干燥工艺为佳。四川省新津县的“成都市永兴页岩空心砖厂”的生产实践也证明了这个问题:在页岩原料相同,成型和干燥设备也完全相同的条件下,当采用干燥孔洞率为25%的多孔砖时的热风温度1200℃来干燥孔洞率为45%的空心砖坯时,其干燥合格率只有50%左右,长期过不了干燥关。经反复调试,当把热风温度降到65℃时,按照多孔砖干燥周期-4小时,干燥合格率上升为98%。为了有效地防止砖坯的干燥裂纹,应先了解砖坯在干燥中产生裂纹的原因。由于泥料的弹性伸张率只有1~2%,在干燥的初期阶段,砖坯的边棱和表皮迅速脱水,产生收缩,但其余部分还是很湿的,整个砖坯的体积并没发生多大变化,当已经干燥了的表皮和边棱与仍在湿’润状态下的整个坯体的长度差超过了1-2%,收缩了的表皮和边棱包裹不了湿润的坯体,便被拉裂,产生网状裂纹。其次泥料的机械强度又和其含水率有着十分密切的关系。试验表明:在一般情况下,瘠性泥料的含水率每降低1-2个百分点,或肥性泥料的含水率每下降4-6个百分点时,其机械强度将增加一倍。螺旋挤泥机挤来的砖坯,其各部位的密度和含水率不是完全一样的.干燥收缩率更不可能完全一致。而且,砖坯水分扩散到其表皮的速度往往小于表皮上水分蒸发的速度,所以在于燥的初期阶段,脱水的速度越快,这种差异就越大,产生干燥裂纹的情况也越严重。对于空心砖来说,由于泥料在通过芯具时各处阻力差异较大,砖坯各部位的密度更不一样,这种危险性也更大。随着干燥的继续进行,砖坯内外层泥料的含水率开始出现较大的差异,泥料强度也随之发生变化,其比较于的砖坯表面的杌械强度有时可以比还十分湿润的心部大1~2倍,这就使得砖坯泥料的干燥收缩和变形,也由于干燥初期的表层的*转移,一旦内部的变形超过了表层泥料的机械强度,就把砖坯拉裂,造成缝隙较宽较深的横向裂纹。以上充分说明:砖坯表面的网状裂纹多产生于干燥初期过快的干燥速度,而干燥负荷分配不匀往往是干燥中期阶段造成较大横向裂纹的直接原因。