砖瓦粘土(Brick Clay)
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发布时间：2022-04-23 01:41
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时间：2023-06-26 13:10
一、概述
砖瓦粘土是由直径＜0.0039mm，重结晶后＜0.01mm的粘土矿物所组成的、疏松的、尚未固结成岩的土状沉积物。内含粘土矿物、碎屑及各种伴生矿物。粘土矿物一般有：高岭石、绢云母和白云母；碎屑及伴生矿物主要有：呈游离砂粒状石英、结核团块或分散状的方解石、白云石、菱铁矿、大小不等的黄铁矿、褐铁矿、石膏与硬石膏及有机物等。
砖瓦粘土的主要化学成分：Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、水分、有机质等，成分较复杂，但只要其物化性能符合要求，可允许化学成分有较大范围的变化。砖瓦用粘土与水搅拌后具有可塑性，干燥后保持原来形状，焙烧后具有岩石般的坚硬性，并具有吸水、吸附等性能。可用于烧制砖瓦的粘土种类很多，品种要求也较宽。用于烧制砖瓦的粘土，按粘土中所含杂质不同，可分为普通粘土、砂质粘土、铁质粘土、泥灰粘土、黄土、红粘土等。此外，粘土质页岩或煤矸石亦可烧制砖瓦。
二、一般工业要求
砖瓦粘土顾名思义是主要用之烧制砖、瓦，在建筑工业上是一种传统的、用量大、用途广的工业和民用建筑材料。尽管新型建材日趋增多，但其不能代替传统的砖、瓦，广大的农村尤是如此。目前我国还没有统一的对砖瓦粘土原料的质量要求和技术标准，仅有一般的工业指标，主要包括：化学成分、颗粒组成、可塑性、所含杂质、含水率及颜色等。总的来讲，凡是在现有加工技术条件下，可以制成砖、瓦产品的所有被利用的粘土，均可称之为砖瓦粘土。
1.砖瓦粘土的化学成分
制砖、瓦粘土化学成分及允许波动范围见表3-28-1。
表3-28-1 砖瓦粘土的化学成分
2.砖瓦粘土的颗粒组成
粘土的颗粒组成对粘土的成型、干燥有较大影响。国内对粘土的颗粒组成一般分为*：粘土级，颗粒粒径＜0.005mm；尘土或粉尘级，颗粒粒径介于0.005～0.05mm之间；粉砂或沙土级，颗粒粒径＞0.05mm。粘土类型及各粒级含量见表3-28-2。
表3-28-2 粘土类型及粒级含量
细颗粒多的肥粘土和粘土适于制瓦和薄壁空心制品；砂质粘土和粘土适于制普通砖。一般砖瓦粘土的颗粒组成范围及含量见表3-28-3。
表3-28-3 一般砖瓦粘土颗粒组成及含量
3.砖瓦粘土的可塑性
可塑性是粘土的基本性能，主要取决于其固相和液相的性质，如固相的化学性质、分散度、微粒的含量和形状等，对同一种粘土，可塑性的高低尚取决于搀和液体的种类和数量。根据可塑性指数大小，可将粘土划分为三种类型：高可塑性粘土，塑性指数＞15；中可塑性粘土，塑性指数7～15；低可塑性粘土，塑性指数＜7。
一般制砖用粘土和砂质粘土，塑性指数应大于7。因瓦体薄、外形较砖复杂，制瓦粘土比制砖粘土要求要高，不仅颗粒要细，杂质少，塑性指数相应要高些。
4.干缩性（空气收缩率）
干缩是指粘土坯风干后发生的收缩。粘土的干缩性与可塑性指数成正比，一般粘土的长度收缩率在1.5%～15%之间，而用做砖瓦的粘土，其干缩率为3%～12%。
5.烧成收缩率
完全干燥的粘土制品在焙烧时，粘土中易熔物质熔化而成的玻璃相物质充填于颗粒间隙，从而引起制品体积的收缩，称为烧成收缩。砖瓦粘土的烧成收缩一般在2%～8%。
6.耐火度
耐火度是指粘土在焙烧过程中开始变软熔化的温度。制作砖瓦制品一般都使用耐火度低于1350℃的易熔粘土。
7.影响产品质量的其他因素
影响产品质量的其他因素主要指粘土中常见矿物或杂质的影响，一般有以下几种。
（1）石英 在粘土中呈松散的颗粒状，或形成夹层、透镜体，石英能降低粘土的可塑性，减少干燥收缩。
（2）氧化铝 常以铝硅酸盐矿物形式存在。Al2O3含量多，粘土焙烧温度高，耐火度也高。
（3）氧化铁 常见矿物为褐铁矿、含水赤铁矿等。氧化铁在粘土中是一种助熔剂，也是粘土的着色剂。当氧化铁在氧化或还原条件下焙烧时，则制品分别呈红色或灰黑至黑色。
（4）氧化钙、氧化镁 以碳酸盐（方解石、白云石）矿物赋存于粘土中，呈粉末或碎屑至结核团块状。分散的碳酸盐能降低粘土的耐火度，增大烧成收缩，减弱铁的着色力，若呈碎块或结核状存在，焙烧后生成生石灰，吸湿后变成熟石灰，从而使体积膨胀，使产品炸裂。
（5）氧化钾、氧化钠 常以长石微粒状态存在于粘土中。长石可视为熔剂，能降低粘土的耐火度。
（6）有机质 主要由植物腐烂形成，它使粘土染色，烧成的制品气孔率增高。
砖瓦粘土多就地取材，对开采技术条件无要求，一般测试项目包括以下几项。①基本化学分析：SiO2、Al2O3、Fe2O3；②组合分析：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、烧失量、K2O、Na2O、SO3；③物性测试：粒度分析、塑性指数测定、制陶试验等。
三、砖瓦粘土资源与开发利用
我国砖瓦粘土资源丰富，分布广泛，遍及全国。从分布特点看，东北、华北以黄壤土为主，西北及华北部分地区以黄土为主，南方以红壤土为主。主要层位是第四系松散粘土矿层，厚度变化较大。中国粘土矿床，可按生成条件分为残积粘土和沉积粘土两大类。第四系粘土主要是残积粘土，残积粘土称一次粘土，粘土矿物原地堆积，是砖瓦用粘土的主要类型。沉积粘土亦称二次粘土，其所含粘土矿物系经搬运再沉积而成，主要指第四纪以前形成的粘土，如粘土页岩、煤矸石等。
粘土砖瓦制品是中国当前大规模生产的墙体材料，砖瓦用粘土需求量极大，本着就地取材，就近销售的原则，生产普通砖瓦的厂家遍布全国各地，主要开采第四系松散粘土层。随着科学的发展和我国对耕地保护的要求，新的墙体材料正在推广，逐步将替代部分松散粘土开采，企业应积极向此方面努力，较成熟技术有：粘土页岩、煤矸石、粉煤灰等生产墙体材料，技术指标及工业要求可参照有关厂家指标。另外，在缺土多砂的山区、丘陵、海滩地区可用砂生产灰砂砖。主要工艺是取85%的中细砂，加入15%的石灰，再搀入少量助凝剂后加水搅拌，经消融后压制成型，再用高压饱和蒸气养护即成。这种砖生产成本低、质量好、强度高，能满足8～12层砖混墙体建筑的要求。
河南省砖瓦粘土资源达数亿立方米，主要赋存于第四系中更新统和上更新统。中更新统粘土为棕红色和棕*，上更新统为灰黄及褐*粘土及砂质粘土。矿层内一般无或少有砾石层和钙质结核夹层。矿体厚度较大，平原区可达10～30m，丘陵区2～10m。矿体无盖层，均露采。粘土质量差别较大，据鹤壁市有关资料综合，粘土中所含主要矿物有：高岭石、伊利石、蒙脱石、石英、长石、方解石、含铁矿物等。化学成分：SiO2为57.6%～71.5%,Al2O3为10.76%～13.98%,Fe2O3为4.8%～5.23%,Na2O+K2O为1.41%～4.16%,SO3为0.042%～0.11%。液限为25.5%～34.2%，塑限为16%～21%，塑性指数为9.3%～15%，符合一般制砖瓦粘土指标。
河南省砖瓦粘土制品厂家星罗棋布，据1998年资料，全省国有、集体、个体砖瓦制品企业3233家，年消耗粘土资源3085万m3，生产砖601.6亿块，瓦22.02亿片，年工业总产值达82450万元，就业人数达11.17万人，对国民经济发展具有不可低估的影响，尤其河南省广大农村仍以粘土砖瓦作建筑材料，其市场十分广阔。应用新材料制作墙体砖厂家也有一些，多数是用煤矿、电厂丢弃的煤矸石、粉煤灰等废渣原料。
