一,、常見的燒結(jié)磚原料及燒結(jié)磚原料的物理性能：

燒結(jié)磚原料有很多種，如現(xiàn)在較常用的原料有：黏土,、頁巖,、煤矸石、粉煤灰,、尾礦,、淤泥、建筑垃圾等,。要想深層次對原料的了解,，掌握原料的技術(shù)重點(diǎn)，都要從它的物理性能,、化學(xué)原理去認(rèn)識它,、掌握它。只有掌握原料的內(nèi)在性質(zhì),，才能知道什么原料適應(yīng)燒成合格產(chǎn)品,。

　1.1煤矸石

煤矸石為煤伴生廢石,。在掘進(jìn)、開采和洗煤過程中排出的固體廢物,。是碳質(zhì),、泥質(zhì)和砂質(zhì)頁巖的混合物，具有低發(fā)熱值,。含碳20%～30%有些含腐殖酸,。中國歷年已積存煤矸石約1000Mt，并且每年仍繼續(xù)排放約100Mt,，不僅堆積占地,，而且還能自燃污染空氣或引起火災(zāi)。

煤矸石排量很大,，一般為煤碳貯量的15～20%,。例如一個(gè)年產(chǎn)100萬噸的煤礦，每年排出矸石量約為15～20萬噸,，那么這種數(shù)量可供一個(gè)年產(chǎn)7000萬塊標(biāo)磚（若生產(chǎn)自保溫砌塊可達(dá)15000萬塊折標(biāo)磚）使用量,。用煤矸石做原料制磚，其發(fā)熱量除能滿足本身燒結(jié)的需要外,，一般還可利用其余熱干燥磚坯及加熱鍋爐使用等,，大大節(jié)約熱原用煤。我國各地矸石的物理,、化學(xué)性能差別很大,，煤矸石的種類也很多。有泥質(zhì)矸石,，砂巖質(zhì)矸石,，又有多年風(fēng)化的陳矸石和剛開采新矸石；從顏色上看有白矸,、灰矸,、黑矸和紅矸（過火矸石）；地域不一樣矸石的硬度也不同,，有的硬度（莫氏硬度f）2～3稱為軟質(zhì)頁巖（礦物抵抗外來機(jī)械作用（刻劃,，壓入，研磨）的能力,，稱為硬度,！通常用摩氏硬度表示，需要指出的是,，摩氏硬度只是相對等級,，并不是硬度的絕對數(shù)值！1°-滑石    2°-石膏  3°-方解石  4°-螢石  5°-螢灰石  6°-正長石  7°-石英  8°-黃晶   9°-剛玉  10°-金剛石）,，有的硬度為（f）4～5稱為硬質(zhì)頁巖。發(fā)熱量也高低不一，少的每公斤有200多千卡,，多的達(dá)1000～2500千卡,，粉碎后塑性指數(shù)低的5～7，高的可達(dá)18左右,，自然含水率低的4～5%,，高的達(dá)20%。

1.2粉煤灰：從煤粉爐煙氣中收集的灰分稱為粉煤灰,。它是火力電廠等燃煤粉爐排的廢料,，堆放這些工業(yè)廢料，需要占地,，嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生,，粉煤灰顆粒小（一般80微米方孔篩篩分余量小于8%）,，利用它摻和制磚可以減少破碎工序,，節(jié)省勞力，是制磚的一種好原料,。粉煤灰的化學(xué)成份,，基本上接近制磚的粘土成份，它含的氧化鋁和氧化鎂的含量略高,，它的具體成分隨原煤種類有很大關(guān)系,，變化較大。粉煤灰有不同的排出方式,，一般分為濕排和干排兩種,。濕排的粉煤灰必須經(jīng)過脫水處理，將水份降低到25%以下,，然后才能使用,，各地粉煤灰的發(fā)熱量很不一樣，一般在1000千卡／公斤以下,，較差的只有200～300千卡／公斤,。粉煤灰的顆粒可分為粗,、中,、細(xì)三類，粗灰經(jīng)4900孔篩余量在40%以上,；中灰經(jīng)4900孔篩余量在20%～40%,；細(xì)灰經(jīng)4900孔篩余量為20%以下。粉煤灰的顆粒越細(xì)越可多摻配使用,，如混合料能允許摻配50%的細(xì)灰時(shí),，改用中?；抑荒軗脚?5%左右，而改用粗灰時(shí)只能摻配40%左右,。粉煤灰基本上無塑性,，所以一般都要與粘土、頁巖,、煤矸石等粘結(jié)料摻和使用,，才能生產(chǎn)燒結(jié)磚。經(jīng)摻配后的粉煤灰混合料,，為了使粉煤灰有較高的摻配量,，要求混合料中粘結(jié)劑的可塑性盡可能要高一些，粉碎后的顆粒盡可能細(xì)一些,。除對其可塑性,，顆粒度及發(fā)熱量等另有要求外，其它性能均應(yīng)符合制磚的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求,。

我國電廠粉煤灰化學(xué)組成 %

1.3

頁巖是一種沉積巖,，成分復(fù)雜，但都具有薄頁狀或薄片層狀的節(jié)理,，主要是由黏土沉積經(jīng)壓力和溫度形成的,。巖石含雜質(zhì)（K2O、NaO,、CaO,、Fe2O3等）較多，外觀有青灰,，深紅,，黑，綠等顏色,。其礦物類型為石英粉砂巖,，長石（SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O）粉砂巖等。頁巖是生產(chǎn)燒結(jié)磚比較好的一種原料,，它的化學(xué)成份一般與粘土相近,，頁巖的硬度一般為普氏硬度系數(shù)（f）1.5～3（軟質(zhì)），但也有結(jié)構(gòu)致密性,，為普氏硬度系數(shù)4～5（硬質(zhì)）,，甚至更高，頁巖粉碎后的粒度要求在2.5毫米以下,，物料粒度越細(xì),，塑性越好，燒成制品致密高,，強(qiáng)度也越高,。

根據(jù)形成巖石時(shí)沉積情況的不同,，頁巖的塑性指數(shù)范圍在5~23，有的頁巖的塑性指數(shù)甚至超出了這一范圍,。故有的頁巖實(shí)際上是不能作為燒結(jié)磚的原料的,。頁巖原料的干燥敏感性的高低，表現(xiàn)為多種多樣的形式,。通常用干燥敏感性系數(shù)來衡量，它的范圍一般在0.4-1.6之間,，對于有些塑性非常高的頁巖來說,，它的干燥敏感性系數(shù)可能更高。頁巖的干燥線收縮率,，根據(jù)其種類不同也有很大的變化,，其變化范圍在2.5%-10%。

1.4塑性指數(shù)

液限,、液性指數(shù)（不叫液限指數(shù)）以及塑限,、塑性指數(shù)在土力學(xué)中是評價(jià)粘性土的主要指標(biāo)。  同一種粘性土隨其含水量的不同而分別處于固態(tài),、半固態(tài),、可塑狀態(tài)及流動狀態(tài)。原料由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水量稱為塑限,；由可塑狀態(tài)到流動狀態(tài)的界限含水量稱為液限,。土的塑限和液限都可通過試驗(yàn)得到。塑性指數(shù)和液性指數(shù)可以根據(jù)土的塑限和液限通過計(jì)算求得： 
   塑性指數(shù)=液限含水量－塑限含水量,；

液性指數(shù)（IL）=（土的天然含水量－塑限含水量）÷塑性指數(shù),。 
    根據(jù)塑性指數(shù)可以對粘性原料進(jìn)行分類；根據(jù)液性指數(shù)可以判斷原料物理狀態(tài),，原料的液性指數(shù)越小,，土越硬，如下： 
  液性指數(shù)IL的范圍決定原料的軟硬狀態(tài) 
   IL≤0 堅(jiān)硬 
   0< IL≤0.25 硬塑 
  0.25< IL≤0.75 可塑 
  0.75<IL≤1 軟塑 
  IL>1 流塑

塑性指數(shù)是評價(jià)制磚原料的一項(xiàng)重要參數(shù),，在制磚行業(yè),，塑性是指粘土和水的混合物在它的最大稠度時(shí)能夠被擠壓成型并在解除壓力后能保持成型后形狀的一種能力。這種能力的大小以塑性指數(shù)來表示,。高的塑性指數(shù)雖有利于擠出成型,，但干燥和焙燒時(shí)容易產(chǎn)生裂紋；塑性指數(shù)偏低,，雖有利于干燥和焙燒,，但又會給成型帶來困難。如果塑性指數(shù)低于7,，不僅擠出成型困難,，制品的強(qiáng)度也較低,。

一般來說，適合做磚的原料的塑性指數(shù)一般為7～15,。制品的孔洞率越高,，孔型越復(fù)雜、壁越薄,，成型時(shí)需要的塑性指數(shù)也越高,。在我們制磚行業(yè)常用的原料中粘土的塑性指數(shù)較高。有的可達(dá)25以上,，煤矸石較低,，有時(shí)還不到7，頁巖居中,，常為7～18,，粉煤灰5-9。

收縮率：1）干燥收縮：坯體在干燥過程中,，由于水分蒸發(fā),、，顆粒自然靠攏,，體積收縮,，是所謂干燥收縮。

2）,、燒成收縮：焙燒時(shí),，由于所發(fā)生的一系列物理、化學(xué)變化及原料中某些物質(zhì)的燒失,，成品不僅比磚坯輕了,，體積也略有收縮叫燒成收縮。

干燥敏感系數(shù)：干燥過程中,，在坯體中水分逐漸被蒸發(fā)的同時(shí),，體積也逐漸縮小。由于坯體內(nèi),、外的干燥速度和收縮速度總是外快內(nèi)慢,，即表層已經(jīng)干燥開始收縮，而內(nèi)部還“原封不動”,，一旦其收縮的數(shù)量超過了泥料的彈性系數(shù)(1～2％）,，必將“脹裂”坯體表面，產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋,，這叫泥料的干燥敏感性,，并以干燥敏感系數(shù)來表示，干燥敏感系數(shù)越大，坯體在干燥過程中產(chǎn)生裂紋的威脅也越重,，當(dāng)干燥敏感系數(shù)小于1時(shí),，干燥過程中的問題較小，一旦干燥敏感系數(shù)大于2,，其在干燥過程中產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)性也就十分嚴(yán)重了,，必須加瘦化原料來降低干燥敏感系數(shù)。 

式中：,；

G0：指坯體干透后的重量,；

G1：指坯體成型時(shí)的重量；

G2：指坯體干燥收縮停止時(shí)的重量,；

1.5制磚原料的物理性能和顆料級配

顆料組成：或稱顆粒級配,。盡管原料粒度越細(xì)，其表面積越大,，水份滲透越好，原料的塑性也越好,。但實(shí)踐證明制磚原料絕不是越細(xì)越好,。因?yàn)椋?/span>太細(xì)的原料不利于制品的干燥和焙燒,，不同粒度的原料在制品中所起的作用是不一樣的,；粒徑小于0.05mm的粉料稱塑性顆粒，用于產(chǎn)生成型所需要的塑性,。這些細(xì)小的顆粒必須是具有粘性黏土,、頁巖、煤矸石或其它材料,。否則,，比如河沙（純si02），粉磨得再細(xì),，也是沒有塑性的,。其次是粒徑為0.05～1.2mm的部份叫填充料的顆粒，其作用是控制產(chǎn)品所發(fā)生的過度的收縮,、裂紋及在塑性成型時(shí)給予坯體一定的強(qiáng)度,。至于粒徑為1.2～2mm的粗顆粒，在坯體中起到骨架作用,，有利于干燥時(shí)排出坯體中的水分,。空心磚生產(chǎn)原料顆粒不能大于2mm,。

合理的顆粒組成是生產(chǎn)好的燒結(jié)制品的關(guān)鍵,，一般來說合理的原料級配為：塑性顆粒占35～50％；填充性顆粒占20～65％,；粗顆粒<30％,，絕不允許有大于3mm的顆粒,。因?yàn)榇蟮念w粒不僅會降低制品的強(qiáng)度，還會因收縮不勻而產(chǎn)生干燥裂紋,。