砖土

砖瓦粘土是一种松散、未固结的土壤沉积物，由直径< 0.0039毫米、重结晶< 0.01毫米的粘土矿物组成。含有粘土矿物、碎屑和各种伴生矿物。粘土矿物一般有高岭石、绢云母和白云母；碎屑和伴生矿物主要包括:游离砂中的应时、方解石、白云石、菱铁矿、不同大小的黄铁矿、褐铁矿、石膏和硬石膏以及有机质。

砖粘土的主要化学成分:Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、水分、有机质等。成分复杂，但只要其理化性质符合要求，允许的化学成分范围很广。砖瓦用粘土与水混合后具有可塑性，干燥后保持原有形状，烘烤后具有岩石般的硬度，具有吸水和吸附性能。可用于烧制砖瓦的粘土种类繁多，品种要求也较广。烧制砖瓦用的粘土，根据粘土中所含杂质的不同，可分为普通粘土、砂质粘土、铁质粘土、泥灰岩粘土、黄土和红粘土。此外，粘土页岩或煤矸石也可用于烧制砖瓦。

二、一般工业要求

砖瓦泥，顾名思义，主要用于烧制砖瓦。它是一种传统的工业和民用建筑材料，消耗量大，在建筑业中用途广泛。新型建筑材料虽然与日俱增，但并不能取代传统的砖瓦，尤其是在广大的农村地区。目前我国对砖用粘土原料没有统一的质量要求和技术标准，只有一般的工业指标，主要包括:化学成分、颗粒组成、可塑性、杂质、含水率、颜色。一般来说，凡是在现有加工技术条件下能够制成砖瓦制品的粘土，都可以称为砖瓦粘土。

1.砖粘土的化学成分

砖瓦粘土的化学成分及允许波动范围见表3-28-1。

表3-28-1砖粘土的化学成分

2.砖粘土的颗粒组成

粘土的颗粒组成对粘土的成型和干燥有很大的影响。我国粘土的颗粒组成一般分为三级:粘土级，粒径< < 0.005mm；粉尘或尘埃级，粒径在0.005-0.05毫米之间；粉土或砂土，粒径> 0.05毫米。各粒径的粘土类型和含量见表3-28-2。

表3-28-2粘土类型和粒径含量

肥粘土和细颗粒多的粘土适合制作瓷砖和薄壁空心制品；砂质粘土和黏土适合做普通砖。一般砖粘土的颗粒组成范围及含量见表3-28-3。

表3-28-3一般砖粘土颗粒的组成和含量

3.砖粘土的可塑性

塑性是粘土的基本性质，主要取决于固相和液相的性质，如固相的化学性质、分散性、颗粒含量和形状等。对于同一种粘土，塑性仍取决于混合液的种类和数量。根据塑性指数，粘土可分为三种类型:塑性指数> 15的高塑性粘土；塑性指数为7 ~ 15的中塑性粘土；低塑性粘土，塑性指数< 7。

一般制砖用粘土和砂质粘土的塑性指数应大于7。由于瓦体较薄，形状较砖复杂，对瓦泥的要求比砖泥高，不仅颗粒细，而且杂质少，塑性指数也相应较高。

4.干缩(空气收缩)

干缩是指粘土坯风干后的收缩。粘土的干缩与塑性指数成正比。一般粘土的长度收缩率在1.5%-15%之间，而砖瓦用粘土的干燥收缩率在3%-12%之间。

5.烧结收缩

当完全干燥的粘土制品焙烧时，被粘土中易熔物质熔化的玻璃相材料填充了颗粒之间的空隙，从而引起制品的体积收缩，称为烧成收缩。砖粘土的烧成收缩率一般为2% ~ 8%。

6.耐火性

耐火是指粘土在焙烧过程中开始软化熔化的温度。耐火极限低于1350℃的易熔粘土一般用于制作砖瓦制品。

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是指粘土中常见矿物或杂质的影响，一般包括以下几种。

(1)应时在粘土中呈松散粒状，或形成夹层和透镜体。应时可以降低粘土的塑性和干缩性。

(2)氧化铝常以铝硅酸盐矿物的形式存在。Al2O3含量高，粘土焙烧温度高，耐火性也高。

(3)氧化铁的常见矿物是褐铁矿和水合赤铁矿。氧化铁是粘土中的熔剂，也是粘土的着色剂。氧化铁在氧化或还原条件下焙烧时，产物分别为红色或灰黑色至黑色。

(4)氧化钙和氧化镁以碳酸盐(方解石、白云石)矿物的形式存在于粘土中，从粉末或碎屑到结核不等。分散的碳酸盐会降低粘土的耐火性，增加烧成收缩，削弱铁的着色能力。如果以碎块或结核存在，焙烧后会生成生石灰，吸收水分后变成熟石灰，使体积膨胀，使产品开裂。

(5)氧化钾和氧化钠常以长石颗粒的形式存在于粘土中。长石可视为助熔剂，会降低粘土的耐火性。

(6)有机质主要由植物腐烂形成，使粘土染色，增加烧制制品的孔隙率。

砖粘土多为就地取材，对开采技术条件没有要求。一般测试项目包括以下内容。①基本化学分析:SiO2、Al2O3、Fe2O3；②联合分析:二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、烧失量、K2O、氧化钠、SO3；；③物性测试:粒度分析、塑性指数测定、制陶试验等。

三、砖瓦粘土资源及其开发利用

中国有丰富的砖瓦粘土资源，广泛分布于全国各地。从分布特征看，东北和华北地区以黄壤土为主，西北和华北部分地区以黄土为主，华南地区以红壤土为主。主要层位为第四系松散粘土层，厚度变化较大。中国粘土矿床按其形成条件可分为残积粘土和沉积粘土。第四纪粘土主要是残积粘土，称为原生粘土，粘土矿物原地堆积，是制砖、制瓦的主要粘土类型。沉积粘土又称次生粘土，含有搬运再沉积的粘土矿物，主要指第四纪以前形成的粘土，如粘土页岩、煤矸石等。

粘土砖瓦产品是我国批量生产的墙体材料，砖瓦用粘土需求量巨大。本着就地取材，就近销售的原则，普通砖瓦的生产厂家遍布全国，主要开采第四纪松散粘土层。随着科学的发展和我国耕地保护的要求，新型墙体材料正在推广，将逐步取代部分松散粘土开采。企业应该在这方面积极努力。比较成熟的技术有:粘土页岩、煤矸石、粉煤灰等生产墙体材料。技术指标和行业要求可以参考相关厂家的指标。此外，在土壤稀少而沙子丰富的山区、丘陵和海滩，沙子可以用来生产灰砂砖。主要工艺是取85%中细砂，加入15%石灰，加入少量助凝剂，加水搅拌，熔化，压制成型，然后用高压饱和蒸汽养护。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，主要产于第四纪中更新世和上更新世。中更新统粘土为棕红色和棕黄色，上更新统粘土为灰黄色和棕黄色粘土和砂质粘土。矿层中一般没有或很少有砾石层和钙质结核夹层。矿体厚度较大，平原地区可达10 ~ 30m，丘陵地区可达2 ~ 10~30m。矿体为无盖层的露天开采。粘土的质量差别很大。根据鹤壁市的综合资料，粘土中含有的主要矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石、应时、长石、方解石和含铁矿物。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% ~。液限25.5% ~ 34.2%，塑限16% ~ 21%，塑性指数9.3% ~ 15%，符合普通砖粘土各项指标。

河南省有许多砖瓦和粘土制品制造商。1998数据显示，全省共有国有、集体和个体砖瓦制品企业3233家，年消耗粘土资源3085万m3，生产砖60160万块，瓦22.02亿块，年工业产值8.245亿元，从业人员165438。还有一些厂家用新材料做墙砖。它们大多使用煤矿和电厂丢弃的煤矸石、粉煤灰和其他废料。