Análisis Técnico y Solución para Grietas Superficiales en Ladrillos de Arcilla Cocida

Análisis Técnico y Solución para Grietas Superficiales en Ladrillos de Arcilla Cocida

I. Descripción General del Problema
La foto muestra ladrillos de arcilla sinterizada con grietas superficiales visibles después de la cocción. Estas grietas típicamente indican un desequilibrio de tensión interna o un control inadecuado durante la preparación de la materia prima y la cocción en el horno. Aunque los ladrillos pueden parecer estructuralmente completos, tales grietas afectan seriamente la resistencia mecánica, la estabilidad de absorción de agua y la resistencia a las heladas del producto, por lo que se consideran productos no calificados en aplicaciones de ingeniería.

II. Causas desde la Perspectiva de la Materia Prima
1. Desequilibrio de Plasticidad y Contracción de la Arcilla
Si la arcilla tiene una plasticidad excesivamente alta o contiene una gran proporción de partículas finas (<0.005 mm), la contracción por secado se vuelve significativa. Durante el proceso de secado y cocción, la contracción desigual entre las capas conduce a grietas por tensión superficial.
Solución:
(1) Ajustar el índice de plasticidad de la arcilla (generalmente es adecuado 16–25).
(2) Agregar materiales magros como arena, polvo de esquisto o cenizas volantes para reducir la contracción.
(3) Asegurar que la distribución del tamaño de partícula de la materia prima sea razonable: un equilibrio adecuado entre las fracciones gruesas y finas.
2. Contenido de Humedad Inadecuado Durante la Formación
Cuando el contenido de humedad de los ladrillos verdes es demasiado alto (>20%), la tensión de secado aumenta bruscamente, lo que hace que la superficie sea propensa a agrietarse antes de la cocción.
Solución:
(1) Controlar el contenido de agua de extrusión entre 16–18%.
(2) Utilizar extrusión al vacío para eliminar las burbujas de aire y lograr una densidad uniforme.
3. Envejecimiento o Mezcla Inadecuados
Una mezcla o envejecimiento insuficientes conducen a una humedad y plasticidad desiguales en el cuerpo de arcilla, lo que resulta en la concentración de tensión interna durante el secado y la cocción.
Solución:
(1) Aumentar el tiempo de mezcla y envejecimiento (al menos 48 horas para arcilla nueva).
(2) Asegurar una mezcla homogénea de todos los aditivos y materiales reciclados.

III. Causas desde la Perspectiva de la Cocción y el Control del Horno
1. Secado o Calentamiento Rápido
Si la temperatura inicial de secado o precalentamiento aumenta demasiado rápido, la superficie del ladrillo verde se seca y endurece rápidamente, formando una “cáscara”, mientras que el interior aún contiene humedad. La presión de vapor generada en el interior hace que la superficie se agriete.
Solución:
(1) Disminuir la velocidad de la curva de secado; controlar la velocidad de calentamiento inicial dentro de 20–30°C/h.
(2) Extender el período de retención en la zona de secado para asegurar la eliminación uniforme de la humedad.
2. Aumento de Temperatura Demasiado Rápido en la Zona de Sinterización
Cuando la temperatura en la zona de cocción aumenta bruscamente, especialmente entre 600–900°C (etapas de deshidroxilación y transformación de fase del cuarzo), el cuerpo del ladrillo se expande de manera desigual y se agrieta.
Solución:
(1) Optimizar la curva de cocción y suavizar el aumento de temperatura.
(2) Mantener el aumento de temperatura en la zona de sinterización por debajo de 40°C/h a través de la fase de inversión del cuarzo.
3. Tasa de Enfriamiento Inadecuada
Si el enfriamiento después de la sinterización es demasiado rápido, el choque térmico causa grietas, especialmente en productos gruesos o densos.
Solución:
(1) Controlar la velocidad de enfriamiento por debajo de 40°C/h desde 900°C a 600°C.
(2) Asegurar que el flujo de aire de enfriamiento sea uniforme para evitar la tensión térmica local.

IV. Recomendaciones de Optimización del Proceso y Control de Calidad
1. Pruebas de Materia Prima: Probar regularmente el índice de plasticidad, la contracción por secado y la composición mineral de la arcilla.
2. Proceso de Formación: Asegurar una presión de extrusión uniforme y evitar defectos de laminación.
3. Control de Secado: Utilizar secado por etapas con ajuste automático de temperatura y humedad.
4. Operación del Horno: Monitorear las curvas de temperatura y la distribución del aire en tiempo real; utilizar sensores infrarrojos o termopares.
5. Inspección Posterior a la Cocción: Observar los patrones de grietas: las grietas en forma de malla generalmente indican un desequilibrio de contracción, mientras que las grietas largas y únicas a menudo apuntan a la tensión térmica.

V. Conclusión de Brictec
1. El agrietamiento superficial en los ladrillos de arcilla cocida es el resultado de los efectos combinados de la composición de la materia prima, la humedad de formación y el régimen de cocción.
2. Al optimizar la mezcla de arcilla, controlar estrictamente las curvas de secado y cocción y mejorar la uniformidad de la temperatura en el horno túnel, se pueden prevenir eficazmente tales defectos.
3. A través del control sistemático del proceso, Brictec asegura que los ladrillos sinterizados de arcilla logren una textura densa, un color uniforme y excelentes propiedades mecánicas, cumpliendo con los estándares arquitectónicos y estructurales de alta gama.

Editor: JF & Lou