التحليل الفني والحلول لتشققات السطح في الطوب المشوي من الطين
أولاً: نظرة عامة على المشكلة
تُظهر الصورة طوبًا من الطين المُلبد مع تشققات سطحية مرئية بعد الحرق. تشير هذه التشققات عادةً إلى اختلال التوازن الداخلي للإجهاد أو التحكم غير السليم أثناء تحضير المواد الخام وحرق الفرن. على الرغم من أن الطوب قد يبدو سليمًا من الناحية الهيكلية، إلا أن هذه التشققات تؤثر بشكل خطير على القوة الميكانيكية للمنتج، وثبات امتصاص الماء، ومقاومة الصقيع - وبالتالي تعتبر منتجات غير مؤهلة في التطبيقات الهندسية.
ثانياً: الأسباب من منظور المواد الخام
1. عدم توازن لدونة الطين والانكماش
إذا كان الطين يتمتع بمرونة عالية بشكل مفرط أو يحتوي على نسبة كبيرة من الجسيمات الدقيقة (<0.005 مم)، يصبح الانكماش أثناء التجفيف كبيرًا. أثناء عملية التجفيف والحرق، يؤدي الانكماش غير المتكافئ بين الطبقات إلى تشققات التوتر السطحي.
الحل:
(1) اضبط مؤشر لدونة الطين (16-25 مناسب بشكل عام).
(2) أضف مواد خفيفة مثل الرمل أو مسحوق الصخر الزيتي أو رماد الفحم لتقليل الانكماش.
(3) تأكد من أن توزيع حجم جسيمات المواد الخام معقول - توازن مناسب بين الكسور الخشنة والدقيقة.
2. محتوى الرطوبة غير السليم أثناء التشكيل
عندما يكون محتوى الرطوبة في الطوب الأخضر مرتفعًا جدًا (>20٪)، يزداد إجهاد التجفيف بشكل حاد، مما يجعل السطح عرضة للتشقق قبل الحرق.
الحل:
(1) تحكم في محتوى الماء أثناء البثق في حدود 16-18٪.
(2) استخدم البثق الفراغي لإزالة فقاعات الهواء وتحقيق كثافة موحدة.
3. الشيخوخة أو الخلط غير الكافيين
يؤدي الخلط أو الشيخوخة غير الكافيين إلى عدم تجانس الرطوبة واللدونة في جسم الطين، مما يؤدي إلى تركيز الإجهاد الداخلي أثناء التجفيف والحرق.
الحل:
(1) زد وقت الخلط والشيخوخة (48 ساعة على الأقل للطين الجديد).
(2) تأكد من الخلط المتجانس لجميع المواد المضافة والمواد المعاد تدويرها.
ثالثاً: الأسباب من منظور الحرق والتحكم في الفرن
1. التجفيف أو التسخين السريع
إذا ارتفعت درجة حرارة التجفيف أو التسخين المسبق الأولية بسرعة كبيرة، يجف سطح الطوب الأخضر ويتصلب بسرعة، مما يشكل “قشرة”، بينما لا يزال الجزء الداخلي يحتوي على الرطوبة. يتسبب ضغط البخار المتولد في الداخل في تشقق السطح.
الحل:
(1) قم بإبطاء منحنى التجفيف؛ تحكم في معدل التسخين الأولي في حدود 20-30 درجة مئوية/ساعة.
(2) قم بإطالة فترة الاحتفاظ في منطقة التجفيف لضمان إزالة الرطوبة بشكل متساوٍ.
2. ارتفاع درجة الحرارة بسرعة كبيرة في منطقة التلبيد
عندما تزداد درجة الحرارة في منطقة الحرق بشكل حاد، خاصة بين 600-900 درجة مئوية (مراحل إزالة الهيدروكسيل وتحول الطور الكوارتزي)، يتمدد جسم الطوب بشكل غير متساوٍ ويتشقق.
الحل:
(1) قم بتحسين منحنى الحرق وتنعيم ارتفاع درجة الحرارة.
(2) حافظ على ارتفاع درجة حرارة منطقة التلبيد أقل من 40 درجة مئوية/ساعة خلال مرحلة تحول الكوارتز.
3. معدل التبريد غير السليم
إذا كان التبريد بعد التلبيد سريعًا جدًا، فإن الصدمة الحرارية تسبب تشققات، خاصة للمنتجات السميكة أو الكثيفة.
الحل:
(1) تحكم في معدل التبريد أقل من 40 درجة مئوية/ساعة من 900 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية.
(2) تأكد من أن تدفق هواء التبريد متساوٍ لتجنب الإجهاد الحراري الموضعي.
رابعاً: توصيات لتحسين العملية ومراقبة الجودة
1. اختبار المواد الخام: اختبر بانتظام مؤشر اللدونة، والانكماش أثناء التجفيف، والتركيب المعدني للطين.
2. عملية التشكيل: تأكد من ضغط البثق الموحد وتجنب عيوب الترقق.
3. التحكم في التجفيف: استخدم التجفيف على مراحل مع تعديل درجة الحرارة والرطوبة تلقائيًا.
4. تشغيل الفرن: راقب منحنيات درجة الحرارة وتوزيع الهواء في الوقت الفعلي؛ استخدم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء أو المزدوجات الحرارية.
5. فحص ما بعد الحرق: راقب أنماط التشققات - تشير التشققات الشبيهة بالشبكة عادةً إلى عدم توازن الانكماش، بينما تشير التشققات الطويلة المفردة غالبًا إلى الإجهاد الحراري.
خامساً: استنتاج Brictec
1. تشقق السطح في الطوب المشوي من الطين هو نتيجة للتأثيرات المشتركة لتركيبة المواد الخام، والرطوبة أثناء التشكيل، ونظام الحرق.
2. من خلال تحسين خلط الطين، والتحكم الصارم في منحنيات التجفيف والحرق، وتحسين توحيد درجة الحرارة في فرن النفق، يمكن منع هذه العيوب بشكل فعال.
3. من خلال التحكم المنهجي في العملية، تضمن Brictec أن الطوب المشوي من الطين يحقق ملمسًا كثيفًا ولونًا موحدًا وخصائص ميكانيكية ممتازة، مما يلبي المعايير المعمارية والهيكلية الراقية.
المحرر: JF & Lou
