Technische Analyse und Lösung für Oberflächenrisse in gebrannten Ziegeln

Technische Analyse und Lösung für Oberflächenrisse in gebrannten Tonziegeln

I. Problemübersicht
Das Foto zeigt gebrannte Tonziegel mit sichtbaren Oberflächenrissen nach dem Brennen. Diese Risse weisen typischerweise auf ein Ungleichgewicht der inneren Spannungen oder eine unsachgemäße Kontrolle während der Rohmaterialaufbereitung und des Ofenbrandes hin. Obwohl die Ziegel strukturell vollständig erscheinen mögen, beeinträchtigen solche Risse die mechanische Festigkeit, die Wasseraufnahmestabilität und die Frostbeständigkeit des Produkts erheblich — daher gelten sie in technischen Anwendungen als unqualifizierte Produkte.

II. Ursachen aus Rohmaterialperspektive
1. Tonplastizität und Schrumpfung Ungleichgewicht
Wenn der Ton eine übermäßig hohe Plastizität aufweist oder einen großen Anteil an feinen Partikeln (<0,005 mm) enthält, wird die Trocknungsschrumpfung erheblich. Während des Trocknungs- und Brennvorgangs führt eine ungleichmäßige Schrumpfung zwischen den Schichten zu Oberflächenspannungsrissen.
Lösung:
(1) Passen Sie den Plastizitätsindex des Tons an (16–25 ist im Allgemeinen geeignet).
(2) Fügen Sie magere Materialien wie Sand, Schiefermehl oder Flugasche hinzu, um die Schrumpfung zu reduzieren.
(3) Stellen Sie sicher, dass die Partikelgrößenverteilung des Rohmaterials angemessen ist — ein ausgewogenes Verhältnis zwischen groben und feinen Fraktionen.
2. Unsachgemäßer Feuchtigkeitsgehalt während der Formgebung
Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Grünlinge zu hoch ist (>20 %), nimmt die Trocknungsspannung stark zu, wodurch die Oberfläche vor dem Brennen anfällig für Risse wird.
Lösung:
(1) Kontrollieren Sie den Extrusionswassergehalt innerhalb von 16–18 %.
(2) Verwenden Sie Vakuumextrusion, um Luftblasen zu entfernen und eine gleichmäßige Dichte zu erreichen.
3. Unzureichende Alterung oder Mischung
Unzureichendes Mischen oder Altern führt zu ungleichmäßiger Feuchtigkeit und Plastizität im Tonkörper, was während des Trocknens und Brennens zu einer inneren Spannungskonzentration führt.
Lösung:
(1) Erhöhen Sie die Misch- und Alterungszeit (mindestens 48 Stunden für neuen Ton).
(2) Stellen Sie eine homogene Mischung aller Zusatzstoffe und recycelten Materialien sicher.

III. Ursachen aus Brenn- und Ofenkontrollperspektive
1. Schnelles Trocknen oder Erhitzen
Wenn die anfängliche Trocknungs- oder Vorheiztemperatur zu schnell ansteigt, trocknet und härtet die Oberfläche des Grünlings schnell aus, wodurch eine „Schale“ entsteht, während das Innere noch Feuchtigkeit enthält. Der im Inneren erzeugte Dampfdruck führt zu Rissen auf der Oberfläche.
Lösung:
(1) Verlangsamen Sie die Trocknungskurve; kontrollieren Sie die anfängliche Heizrate innerhalb von 20–30°C/h.
(2) Verlängern Sie die Haltezeit in der Trocknungszone, um eine gleichmäßige Feuchtigkeitsentfernung zu gewährleisten.
2. Zu schneller Temperaturanstieg in der Sinterzone
Wenn die Temperatur in der Brennzone stark ansteigt, insbesondere zwischen 600–900°C (Dehydroxylierungs- und Quarzphasenumwandlungsstadien), dehnt sich der Ziegelkörper ungleichmäßig aus und reißt.
Lösung:
(1) Optimieren Sie die Brennkurve und glätten Sie den Temperaturanstieg.
(2) Halten Sie den Temperaturanstieg in der Sinterzone während der Quarzumwandlungsphase unter 40°C/h.
3. Unsachgemäße Abkühlrate
Wenn die Abkühlung nach dem Sintern zu schnell erfolgt, verursacht der thermische Schock Risse, insbesondere bei dicken oder dichten Produkten.
Lösung:
(1) Kontrollieren Sie die Abkühlrate von 900°C bis 600°C unter 40°C/h.
(2) Stellen Sie sicher, dass der Kühlluftstrom gleichmäßig ist, um lokale thermische Spannungen zu vermeiden.

IV. Prozessoptimierung und Qualitätskontrollempfehlungen
1. Rohmaterialprüfung: Testen Sie regelmäßig den Plastizitätsindex, die Trocknungsschrumpfung und die mineralische Zusammensetzung des Tons.
2. Formgebungsprozess: Stellen Sie einen gleichmäßigen Extrusionsdruck sicher und vermeiden Sie Laminationsfehler.
3. Trocknungskontrolle: Verwenden Sie eine gestaffelte Trocknung mit automatischer Temperatur- und Feuchtigkeitsanpassung.
4. Ofenbetrieb: Überwachen Sie Temperaturkurven und Luftverteilung in Echtzeit; verwenden Sie Infrarot- oder Thermoelementsensoren.
5. Inspektion nach dem Brennen: Beobachten Sie die Rissmuster — netzartige Risse weisen in der Regel auf ein Schrumpfungsungleichgewicht hin, während einzelne lange Risse oft auf thermische Spannungen hindeuten.

V. Brictec Fazit
1. Oberflächenrisse in gebrannten Tonziegeln sind das Ergebnis kombinierter Effekte aus Rohmaterialzusammensetzung, Formungsfeuchtigkeit und Brennregime.
2. Durch die Optimierung der Tonmischung, die strenge Kontrolle der Trocknungs- und Brennkurven und die Verbesserung der Temperaturhomogenität im Tunnelofen können solche Defekte wirksam verhindert werden.
3. Durch eine systematische Prozesskontrolle stellt Brictec sicher, dass gebrannte Tonziegel eine dichte Textur, eine gleichmäßige Farbe und hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen und somit hochwertige architektonische und konstruktive Standards erfüllen.

Herausgeber: JF & Lou