Analyse technique et solution pour les fissures de surface dans les briques de terre cuite

Analyse technique et solution pour les fissures de surface dans les briques de terre cuite

I. Aperçu du problème
La photo montre des briques de terre cuite frittées avec des fissures de surface visibles après la cuisson. Ces fissures indiquent généralement un déséquilibre des contraintes internes ou un contrôle inapproprié lors de la préparation des matières premières et de la cuisson au four. Bien que les briques puissent sembler structurellement complètes, de telles fissures affectent gravement la résistance mécanique, la stabilité d'absorption d'eau et la résistance au gel du produit — elles sont donc considérées comme des produits non conformes dans les applications d'ingénierie.

II. Causes du point de vue des matières premières
1. Déséquilibre de la plasticité et du retrait de l'argile
Si l'argile a une plasticité excessivement élevée ou contient une grande proportion de fines particules (<0,005 mm), le retrait au séchage devient important. Pendant le processus de séchage et de cuisson, un retrait inégal entre les couches entraîne des fissures de tension de surface.
Solution :
(1) Ajuster l'indice de plasticité de l'argile (16–25 est généralement approprié).
(2) Ajouter des matériaux maigres tels que du sable, de la poudre de schiste ou des cendres volantes pour réduire le retrait.
(3) S'assurer que la granulométrie de la matière première est raisonnable — un équilibre approprié entre les fractions grossières et fines.
2. Teneur en humidité inappropriée pendant le formage
Lorsque la teneur en humidité des briques crues est trop élevée (>20 %), les contraintes de séchage augmentent fortement, ce qui rend la surface sujette aux fissures avant la cuisson.
Solution :
(1) Contrôler la teneur en eau d'extrusion entre 16–18 %.
(2) Utiliser l'extrusion sous vide pour éliminer les bulles d'air et obtenir une densité uniforme.
3. Vieillissement ou mélange inadéquat
Un mélange ou un vieillissement insuffisant entraîne une humidité et une plasticité inégales dans le corps de l'argile, ce qui entraîne une concentration de contraintes internes pendant le séchage et la cuisson.
Solution :
(1) Augmenter le temps de mélange et de vieillissement (au moins 48 heures pour la nouvelle argile).
(2) Assurer un mélange homogène de tous les additifs et matériaux recyclés.

III. Causes du point de vue de la cuisson et du contrôle du four
1. Séchage ou chauffage rapide
Si la température de séchage ou de préchauffage initiale augmente trop rapidement, la surface de la brique crue sèche et durcit rapidement, formant une « coque », tandis que l'intérieur contient encore de l'humidité. La pression de vapeur générée à l'intérieur provoque la fissuration de la surface.
Solution :
(1) Ralentir la courbe de séchage ; contrôler la vitesse de chauffage initiale entre 20–30 °C/h.
(2) Prolonger la période de maintien dans la zone de séchage pour assurer une élimination uniforme de l'humidité.
2. Augmentation de température trop rapide dans la zone de frittage
Lorsque la température dans la zone de cuisson augmente fortement, en particulier entre 600–900 °C (stades de déhydroxylation et de transformation de phase du quartz), le corps de la brique se dilate de manière inégale et se fissure.
Solution :
(1) Optimiser la courbe de cuisson et lisser l'augmentation de la température.
(2) Maintenir l'augmentation de la température de la zone de frittage en dessous de 40 °C/h pendant la phase d'inversion du quartz.
3. Vitesse de refroidissement inappropriée
Si le refroidissement après le frittage est trop rapide, un choc thermique provoque des fissures, en particulier pour les produits épais ou denses.
Solution :
(1) Contrôler la vitesse de refroidissement en dessous de 40 °C/h de 900 °C à 600 °C.
(2) S'assurer que le flux d'air de refroidissement est uniforme pour éviter les contraintes thermiques locales.

IV. Recommandations pour l'optimisation des processus et le contrôle de la qualité
1. Tests des matières premières : Tester régulièrement l'indice de plasticité, le retrait au séchage et la composition minérale de l'argile.
2. Processus de formage : Assurer une pression d'extrusion uniforme et éviter les défauts de stratification.
3. Contrôle du séchage : Utiliser un séchage par étapes avec réglage automatique de la température et de l'humidité.
4. Fonctionnement du four : Surveiller les courbes de température et la répartition de l'air en temps réel ; utiliser des capteurs infrarouges ou à thermocouple.
5. Inspection après cuisson : Observer les motifs de fissures — les fissures en forme de mailles indiquent généralement un déséquilibre de retrait, tandis que les fissures longues et uniques indiquent souvent des contraintes thermiques.

V. Conclusion de Brictec
1. La fissuration de surface dans les briques de terre cuite est le résultat des effets combinés de la composition des matières premières, de l'humidité de formage et du régime de cuisson.
2. En optimisant le mélange de l'argile, en contrôlant strictement les courbes de séchage et de cuisson et en améliorant l'uniformité de la température dans le four tunnel, de tels défauts peuvent être efficacement évités.
3. Grâce à un contrôle systématique des processus, Brictec garantit que les briques frittées en argile atteignent une texture dense, une couleur uniforme et d'excellentes propriétés mécaniques, répondant aux normes architecturales et structurelles haut de gamme.

Éditeur : JF & Lou