瓷砖为什么会在窑炉中爆炸？深度解析“炸窑”原因与解决方案

1. 瓷砖烧制过程

在烧成周期中，瓷砖通常会逐渐升温，在加热过程中，坯体表面和内部的水分蒸发过程也明显开始。

加热过程可能会根据所生产陶瓷的尺寸和厚度而改变，但我们可以概括地说，窑炉内部的温度升高必须是恒定且经过校准的，以达到最终的良好效果。

蒸发过程始于窑炉的第一部分，更具体地说是在预热阶段，它涉及并导致了水分从陶瓷材料内部向外部的迁移。当迁移正常进行时，不会导致任何问题；但当其发生不当时，则可能成为一个严重的临界问题。

在此需要强调，在此阶段，陶瓷坯体内尚未发生化学或物理转变，这意味着粘土、砂和长石尚未融合。烧结过程（将陶瓷混合物颗粒熔合在一起的微铸造过程）尚未开始。

2. 陶瓷坯体中水分的特性

为了简化，我们可以识别出两种不同类型的水：

残余水分（未与瓷砖无机元素化学结合的水）
结合水（与陶瓷坯体结构化学结合的水）

后者由于在结构上与坯体某些无机成分结合，需要更多时间和更高温度才能蒸发。
为了更好地解释两者所需时间和温度不同的原因，我们可以从烹饪世界中举一个例子，化学在其中扮演着非常重要的角色。例如，如果我们同时加热一杯水和一杯凝胶，我们会看到凝胶中的水需要更多时间才能蒸发：这是因为它与凝胶混合物中的鱼胶结合在一起。

3. 水分与温度梯度

回到陶瓷上，蒸发现象出现在预热阶段，这是由于温度持续恒定地升高（直至300 / 400 °C）。这种逐渐的热量增加被称为温度梯度，它对水分的正常蒸发过程起着决定性作用。

这是什么意思？这意味着当梯度恒定且缓慢时，坯体内部的水分有足够的时间迁移并正常蒸发。而当温度升高不规则和/或过快时，陶瓷坯体最终可能会爆炸。

具体发生了什么，瓷砖炸窑原因是什么？

当水分过快达到非常高的温度（远高于100度）时，就会发生我们通常所说的高压锅效应。
水分过快加热，会产生剧烈的压力，继而导致陶瓷坯体内部发生强烈的膨胀。压力与膨胀共同作用，能够影响材料的机械性能，导致变形，进而造成坯体爆炸。

4. 陶瓷坯体的密度

正如我们已经看到的，瓷砖的破裂——当然——可能是由不当的水分蒸发过程引起的，但也可能受到陶瓷坯体密度的促进。
事实上，所有原材料在压制阶段都会承受非常高的压力，以生产出坚固的陶瓷坯体，使其在生产线的传送带上不易损坏。

然而，高密度材料迫使蒸发水在从陶瓷坯体迁移的过程中需要付出更大的努力。密度越高，问题发生的可能性就越大。

5. 措施与解决方案

可以采取哪些行动来避免和/或控制这个问题？

首先，解决方案几乎总是可以在烧成过程之前的生产阶段中找到，尤其是在施釉线上，因为那里会在陶瓷坯体表面和内部添加大量的水。

让我们尝试列出主要可行的措施。

A. 对水溶液流变学的措施
第一个措施无疑是最复杂、最微妙，但同时也是最有效的。
根据特定的生产条件（使用的原材料、生产机器、应用类型、待生产产品瓷砖的技术和美学特征），在实验室内非常仔细地研究溶液的流变学特征是非常重要的。
这意味着有必要为水性溶液（化妆土、釉料或颗粒悬浮液）提供适当的密度、粘度、流动极限等值，以便它们能够与生产线的特定参数正确结合。
例如，可以通过提高釉料和化妆土的密度来改变流变学特性，正如我们所知，它们通常含有大量的水。
换句话说，这意味着降低水含量。