烧结砖裂纹是影响产品质量的一个关键因素，轻者影响产品质量等级的评定；重者危及用户，销售困难；严重的甚至造成大批产品报废，给经营者带来不可挽回的经济损失。有的砖厂投产多年一直受产品裂纹的困扰，究其原因，主要是没有找准裂纹的成因，无法对症下药，所以问题也得不到根治。

    成品砖裂纹按生产工序划分，主要有四大成因：

    原料原因造成的产品裂纹；

    成型原因造成的产品裂纹；

    干燥原因造成的产品裂纹；

    焙烧原因造成的产品裂纹。

    下面逐项剖析。

    原料原因造成的产品裂纹

    一、原料本身特性造成的产品裂纹

    1、干敏系数过高

    干燥敏感性系数用来衡量产品裂纹倾向性的大小，干敏系数越高，产品形成裂纹的倾向性越大，反之越小。当干敏系数大于2时，裂纹几乎不可避免；当干敏系数小于1时，产品一般不易形成裂纹。

    这种类型的裂纹在一些黏土砖厂和一些黏土掺量高的砖厂最为常见。

    防治措施：

    a 、建厂前必须事先对准备使用的原料进行化验，慎用干敏系数高的原料。

    b、适量掺加瘠化剂，炉渣、煤矸石、粉煤灰、铁矿渣等都是很好的瘠化剂。

    2、塑性太差

    原料塑性太差会造成成型困难，成型时裂纹严重，即便勉强成型，因坯体质量差、机械强度低，抵抗裂纹的能力就差，在干燥、焙烧过程中就容易产生裂纹。这种情况就好比有的人身体素质差，一遇天气变冷就容易感冒，而身体素质好的人抵抗气温变化的能力强，遇冷就不容易感冒。

    防治措施：

    a、砂性黏土可掺加增塑剂，如膨润土、高塑性黏土、造纸黑液等。

    b、煤矸石、页岩等可降低其粒度增加塑性，也可采用掺加增塑剂的方法。

    3、泥料的颗粒级配不合理

    所谓颗粒级配，即指泥料中各种粒径颗粒所占的比例。一般要求有三种粒径：细粉料（也称塑性颗粒，0.053㎜以下），填充性颗粒（0.053-1.2㎜），粗骨料（饰纹性颗粒，1.2-2.4㎜）。细粉料的含量决定了泥料的塑性，一般应占35-50%；填充性颗粒应占20-65%，这部分颗粒的作用是限制坯体产生过渡的收缩、裂纹、变形；粗骨料应占0-30%，不做粗骨料饰纹时可不用。

    我们生产内墙砖时一般只要求前两种颗粒（细粉料、填充性颗粒）的比例，若这一比例失调，生产出的砖可能会产生裂纹。

    使用河、湖淤泥时经常会遇到这样的问题。

    防治措施：使用两种以上的原料，调整粒径组成，确保颗粒级配合适。

    二、管理原因造成的产品裂纹

    1、生产工艺不合理（主要是掺混不匀）

    两种或两种以上的原料用来造砖时，如果掺混不均匀会造成产品的裂纹。因为两种原料的干燥和焙烧收缩不可能一样，很容易形成内应力，干燥和焙烧后产生裂纹就不可避免。

    防治措施：

    改进工艺，设法掺混均匀。最好在进破碎机之前按比例掺混好，这样在通过破碎机、筛分、搅拌三道工序掺混后，原料的掺混效果会更佳。两种以上的原料单独破碎、筛分，再到搅拌机后掺混，很难达到理想的效果。而且原料的比重差别越大，其掺混效果越差，产品产生裂纹的可能性就越大。

    2、陈化条件不充分

    陈化条件不充分即陈化效果不好，也会造成产品的裂纹。

    陈化，也叫闷料困存，目的是使水分充分渗透、泥料疏解、松散匀化。陈化必须具备四个条件：粒度、水分、时间、温度，这四个条件缺一不可。粒度越小，陈化效果会越好；进陈化库时的水分以达到成型水分为最佳；时间必须保证72小时以上；陈化库环境温度也应该尽量保持在10℃以上（温度越低需要的陈化时间越长）。

    我们在生产中都有这样的经验：停产检修前存下的泥料，下次再生产时特别好用，这是因为陈化时间延长的原因；同样的泥料，夏天比冬天好用，这是因为夏季气温比冬季高的原因。

    成型原因造成的产品裂纹

    一、设备原因

    1、设备本身缺陷

    由于设备本身某些参数设计不合理会造成产品裂纹，如搅拌机设计或制作不合理造成搅拌不匀、搅拌强度不够、搅拌时间短等。曹世濮老师在其讲义中曾举过这样的例子：同样的泥料搅拌2分钟，挤出砖坯的干燥裂纹为4%，而搅拌到3分钟以上，在同样的干燥条件下，干燥裂纹只有1%。

    挤出机绞龙、机头(俗称机脖子)、机口等如设计不合理或加工不合格也会造成产品的裂纹。

    防治措施：合理选择设备

    2、模具不合格

    生产空心砖时由于模具不合格会造成砖坯裂纹，轻者形成隐形裂纹，到干燥或焙烧后才会显现，严重时直接影响成型。

    防治措施：选购合格的模具。空心砖的模具最好不要自己加工。个别砖厂为图省钱，自己加工空心砖摸具，看似省钱，其实得不偿失。因为自己加工的模具运行阻力大、调试时间长、砖坯废品率高、产量低，综合算起来还是买专业制造厂家的省钱。

    3、真空度太低

    根据实验测试结果，成型前泥料中空气的含量一般为10-12%（体积比），成型时要用真空泵把这些空气尽量抽出来。因为不可能达到绝对的真空，所以总有一部分空气滞留在砖坯中。实验表明：真空度在50-85%时砖坯最容易分层（75%时分层最严重），而且真空度低的砖坯密实度差，这样的砖坯干燥过程最容易产生裂纹。

    生产过程中真空度应该越高越好，目前国外设备的真空度已经达到了96-98%（即0.096-0.098MPa）。真空度越高，砖坯密实度越好，机械强度越高，抵抗裂纹的能力也就越强。

    有的专家说，真空度不能太高了，太高了影响干燥，实际上这是不切实际的。这种说法和“原料不是越细越好”的观点是出于同一个理由：那就是过分密实的坯体，原料颗粒会堵塞水分子的通道，造成干燥困难。水分子的直径为2.8×10-10m，而原料颗粒最小也不过是微米级（即10-6m），假设泥料的颗粒直径全部是1微米（实际上是不可能的），那么它仍然是水分子直径的3571倍！即相当于直径3米多的大石头挤在一起，不管这些石头挤得多紧，小蚂蚁仍能从它们的间隙里进出自如。所以说“坯体密实度高影响干燥效果”的说法是不正确的。

    当然，泥料粒度越小，其比表面积越大，和水结合的能力越强，成型含水率越高，干燥难度会有所增加。

    防治措施：  合理选择真空泵，加强管理，防止挤出机漏气，确保真空度在85%以上。

    二、润滑不正常

    挤出机机口处的润滑非常重要，润滑不好会使泥流速度不一致，造成砖坯裂纹。生产空心砖时尤为明显。

    防范措施： 加强管理，确保润滑正常。

    干燥原因造成的产品裂纹

    一、急干

    1、送风温度太高

    一般干燥窑送风温度为105-130℃，如果送风温度太高，会造成砖坯急干裂纹。因砖坯外层接触热空气，吸热快，温升比内部要快的多，其脱水速度也就相应的比内部快的多，造成内外收缩不一致从而产生裂纹。

    防治措施：调整送风温度

    2、干燥窑预热段太短

    即便送风温度合适，但如果预热段太短，砖坯内部还没有达到相应的温度，内扩散与外扩散速度差别太大，这时如果砖坯被强行送入送风段，砖坯仍然会产生急干裂纹。

    防治措施：调整预热段长度，一般应占干燥窑总长度的30%左右（冬季适当缩短，夏季适当延长）。

    3、通风量太大

    如果干燥窑通风量太大，即便送风温度和预热段长度都符合要求，砖坯仍然会产生裂纹，这种裂纹也是急干造成的。因为预热段的作用是加热砖坯而不是排除水分，当然这只是理想状态，实际上是不可能的。但我们可以控制预热段砖坯的脱水速度。砖坯脱水速度的快慢跟空气的相对湿度成反比，即空气的相对湿度越高，砖坯的排水速度越慢，反之越快。如果保持预热段前端空气的相对湿度尽量大（90-95%），砖坯的脱水速度就会很慢，我们的目的就基本能达到。但过高的通风量会带走大量的水分，会使窑内空气的相对湿度变小，砖坯就会加速脱水，从而产生急干裂纹。

    防治措施：在排潮口按湿度计，确保排潮口湿度保持在90-95%之间。

    4、窑车台面温度过高

    一次码烧隧道窑，由于窑车担负干燥和焙烧双重任务，经过焙烧窑后的窑车台面储存了大量的热量，如果卸完车后冷却时间过短，大量的热量散发不出来，这样的窑车码好砖坯后，底层砖坯往往因急干造成严重裂纹，尤其夏季最为明显。

    防治措施：窑车台面施工时尽量使用绝热效果好的耐火材料，延长空车线长度，增加散热降温时间。

    二、凝露（也叫回潮）

    凝露的主要原因就是干燥窑预热段湿空气产生饱和（即相对湿度达到100%），砖坯表面吸收空气中的水分后膨胀，从而产生网状裂纹。造成预热段湿空气饱和的主要原因有三项：

    1、预热段太长  预热段一般设计为干燥窑总长度的30%，太长的预热段容易使湿空气产生饱和；

    2、送风温度太低  送风温度太低会造成排潮温度低，预热段湿空气很容易产生饱和；

    3、通风量不足    热风带走水蒸气的能力是有限的，1立方100℃的热风在标准状态下能带走水蒸气588.17克，而1立方30℃的热风在标准状态下只能带走30.36克水蒸气。如果通风量太小（送风量太小或排风量太小）会使预热段湿空气产生饱和。

    防治措施：针对以上三项采取相应措施。

    三、砖坯收缩拉裂

    砖坯在干燥过程中要产生收缩，含水率越高，收缩量越大。坯垛中间的砖坯要受到相邻砖坯的收缩拉力，当收缩拉力大于其机械强度时，砖坯便被拉裂。

    防治措施：增加砖坯的机械强度（采用硬塑成型、提高泥料塑性、提高真空度等）。

    四、压裂

    坯垛中下层砖坯要承受上层砖坯的重力，层数越高，下层砖坯承受的重力越大，当砖坯承受的重力超过其自身强度时，砖坯便会断裂。当窑车台面不平整时，这种现象尤为严重。

    防治措施：增加砖坯的机械强度（同上），加强管理，确保窑车台面平整。

    焙烧原因产生的裂纹

    一、预热带急干炸裂

    干燥后的砖坯进入焙烧窑后仍有两种水分需要缓慢排除，一是自由水，即干燥后的残余水分；二是原料各化合物中的化合水。如果砖坯在预热带升温过急，急剧膨胀的水蒸气会把砖坯撑裂，从而形成急干裂纹，严重时砖坯会断为数块，俗称爆坯。主要原因有两项：

    1、用闸不合理

    用闸太少使砖坯在低温阶段得不到预热，直接进入中温阶段（４００－8００℃），一般轮窑用闸不低于４个，焙烧窑设计的闸应尽量用全。

    防治措施：合理用闸，确保预热带缓慢升温。

    2、轮窑揭纸挡不及时

    轮窑预热带的纸档必须及时揭掉，否则热风抽不过去，砖坯得不到预热，等纸挡被自然烧穿时，热风温度已经高达４００℃以上，其后果和用闸太少造成的后果一样。

    防治措施：及时揭纸挡，闸用到哪里纸挡就揭到哪里。

    3、急火

    急火，即预热带升温过急。预热带中后部若升温过急，砖坯也会产生裂纹。制砖原料中的石英在573℃和870℃时要发生晶型转变，转变的同时伴随着体积的膨胀，573℃时由β-石英转变为α-石英，体积膨胀4.64%；870℃时由α-石英转变为α-鳞石英，体积膨胀13.68%。若升温过急，石英膨胀速度太快，会把砖坯“撑裂”。尤其是573℃-870℃时的晶型转变，因其体积膨胀率大（13.68%），最容易产生裂纹。所以，这一阶段的升温速度最好控制在60-80℃/h。

    防治措施：适当延长预热带，中后部升温速度不要过急。

    二、冷却过急

    经过高温焙烧的砖坯进入冷却带后要缓慢降温，若冷却过急，制品表面急剧降温，而内部仍处于高温状态，由于收缩不一致，势必产生内应力，内应力超过砖坯的机械强度时，制品便产生裂纹。

    冷却过程伴随石英晶型转变带来的体积收缩也会造成成品的裂纹（石英晶型转变过程是可逆的，但因其体积膨胀产生的后果是一样的）。

    主要原因：轮窑打门过早，隧道窑设计太短或在冷却带开急冷风口。

    防治措施：轮窑严禁早打门（冷却带不能低于１５m）；

    隧道窑设计长度不能太短（根据不同原料性质确定窑的长度，最短不应低于８５m）；

    隧道窑冷却带不要开急冷风口，冷却风机应安装在出车端窑门处。

    三、预热带凝露

    预热带用闸不合理，使湿烟气流程过长，容易导致湿空气产生饱和，使砖坯回潮产生裂纹（性质同干燥窑凝露）。

    防治措施：合理用闸，及时排出湿空气（用桥式闸或正桥梯式闸，参见本博客隧道窑的用闸》一文）。

    综上所述，成品砖裂纹的成因还是比较复杂的，为了直观起见，我们可以借鉴安全管理中事故树的模式，把成品砖裂纹的成因以匡图的形式画出来，这样分析起来就简单多了(图附后)。

    我们在生产过程中，往往产品出现了裂纹，但却很难查找其成因。如何根据裂纹的性质判断其成因呢？下面根据经验简要说明一下。

    成品砖的裂纹，根据其性质可以分为两大类，即显纹和暗纹。显纹是指一眼就能看到的裂纹，暗纹一般用肉眼难以看到，但可以通过仪器来辨别，也可以用敲击的方式通过听声音来判断。如果一块没有显纹的砖，用金属敲击其声音沉闷、不清脆（俗称哑音），则证明有暗纹存在（欠火砖除外）。成型时出现的暗纹和显纹，在干燥和焙烧后会明显扩大，大部分暗纹会变成显纹。

    原料原因（陈化条件不充分、干敏系数过高、塑性太差、掺混不匀、颗粒级配不合理）产生的裂纹只有在后续工序中才能发现，因为这些原因处在生产工序的上游，所以判断较为困难。比较简单的办法就是邻近砖厂之间互换原料做试验，如甲厂生产的砖裂纹严重，而乙厂生产的砖质量较好，两厂可互换部分原料做试验，若乙厂的原料在甲厂生产的砖不裂纹，而甲厂的原料到乙厂做的砖仍然裂纹，则可以判断甲厂砖裂纹的是由于原料原因引起的。同样的办法可以很快判断成型、干燥和焙烧方面原因引起的裂纹，查到原因后就可以采取针对性的措施。

    成型主机绞龙、模具、润滑等原因造成的裂纹，最大的特点就是规律性强，裂纹的深度、位置、方向基本一致，其他原因产生的裂纹则规律性不强。

    凝露产生的裂纹一般呈网格状，称为网状裂纹，都发生在砖坯的表面，深度较浅；干燥过程中发生的网状裂纹出干燥窑就可以发现。

    干敏系数过高产生的裂纹多在迎风面和边棱处，有的在存坯线上就可以发现。

    干燥窑内产生的急干裂纹多发生在坯垛的迎风面和边部，背风面和中下部相对较轻。

    干燥收缩产生的拉裂发生在坯垛中下部，为纵向裂纹。

    压裂多发生在坯垛的中下部，横向和纵向都有，底层、窑车台面不平处尤为明显。

    焙烧窑预热带产生的炸纹多发生在砖坯的大面、中部，裂纹处粗糙，深度大，坯垛的背风面、中下部最严重。

    冷却过急产生的裂纹较细、较直（也称发纹），裂纹处比较平滑，有的外观不明显，属于暗纹，敲击有哑音，坯垛边部、迎风面较其他部位严重。

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