Analisis Teknis dan Solusi untuk Retak Permukaan pada Bata Bakar Tanah Liat

Analisis Teknis dan Solusi untuk Retak Permukaan pada Bata Bakar Tanah Liat

I. Tinjauan Masalah
Foto menunjukkan bata tanah liat yang disinter dengan retakan permukaan yang terlihat setelah pembakaran. Retakan ini biasanya mengindikasikan ketidakseimbangan tegangan internal atau kontrol yang tidak tepat selama persiapan bahan baku dan pembakaran tungku. Meskipun bata mungkin tampak utuh secara struktural, retakan semacam itu sangat mempengaruhi kekuatan mekanik, stabilitas penyerapan air, dan ketahanan terhadap embun beku produk — sehingga dianggap sebagai produk yang tidak memenuhi syarat dalam aplikasi rekayasa.

II. Penyebab dari Perspektif Bahan Baku
1.  Plastisitas dan Ketidakseimbangan Penyusutan Tanah Liat
Jika tanah liat memiliki plastisitas yang terlalu tinggi atau mengandung proporsi partikel halus yang besar (<0,005 mm), penyusutan pengeringan menjadi signifikan. Selama proses pengeringan dan pembakaran, penyusutan yang tidak merata antar lapisan menyebabkan retakan tegangan permukaan.
Solusi:
(1) Sesuaikan indeks plastisitas tanah liat (16–25 umumnya cocok).
(2) Tambahkan bahan kurus seperti pasir, bubuk serpih, atau abu terbang untuk mengurangi penyusutan.
(3) Pastikan distribusi ukuran partikel bahan baku masuk akal — keseimbangan yang tepat antara fraksi kasar dan halus.
2. Kadar Air yang Tidak Tepat Selama Pembentukan
Ketika kadar air bata hijau terlalu tinggi (>20%), tegangan pengeringan meningkat tajam, membuat permukaan rentan retak sebelum pembakaran.
Solusi:
(1) Kontrol kadar air ekstrusi dalam 16–18%.
(2) Gunakan ekstrusi vakum untuk menghilangkan gelembung udara dan mencapai kepadatan yang seragam.
3. Penuaan atau Pencampuran yang Tidak Memadai
Pencampuran atau penuaan yang tidak memadai menyebabkan kelembaban dan plastisitas yang tidak merata dalam badan tanah liat, yang mengakibatkan konsentrasi tegangan internal selama pengeringan dan pembakaran.
Solusi:
(1) Tingkatkan waktu pencampuran dan penuaan (setidaknya 48 jam untuk tanah liat baru).
(2) Pastikan pencampuran yang homogen dari semua aditif dan bahan daur ulang.

III. Penyebab dari Perspektif Pengendalian Pembakaran dan Tungku
1. Pengeringan atau Pemanasan Cepat
Jika suhu pengeringan awal atau pemanasan awal naik terlalu cepat, permukaan bata hijau mengering dan mengeras dengan cepat, membentuk “cangkang,” sementara bagian dalamnya masih mengandung kelembaban. Tekanan uap yang dihasilkan di dalam menyebabkan permukaan retak.
Solusi:
(1) Perlambat kurva pengeringan; kendalikan laju pemanasan awal dalam 20–30°C/jam.
(2) Perpanjang periode penahanan di zona pengeringan untuk memastikan penghilangan kelembaban yang merata.
2. Kenaikan Suhu yang Terlalu Cepat di Zona Sintering
Ketika suhu di zona pembakaran meningkat tajam, terutama antara 600–900°C (tahap dehidroksilasi dan transformasi fase kuarsa), badan bata mengembang tidak merata dan retak.
Solusi:
(1) Optimalkan kurva pembakaran dan haluskan kenaikan suhu.
(2) Pertahankan kenaikan suhu zona sintering di bawah 40°C/jam melalui fase inversi kuarsa.
3. Laju Pendinginan yang Tidak Tepat
Jika pendinginan setelah sintering terlalu cepat, guncangan termal menyebabkan retakan, terutama untuk produk yang tebal atau padat.
Solusi:
(1) Kendalikan laju pendinginan di bawah 40°C/jam dari 900°C hingga 600°C.
(2) Pastikan aliran udara pendingin merata untuk menghindari tegangan termal lokal.

IV. Rekomendasi Optimasi Proses dan Pengendalian Kualitas
1.  Pengujian Bahan Baku: Uji secara teratur indeks plastisitas, penyusutan pengeringan, dan komposisi mineral tanah liat.
2. Proses Pembentukan: Pastikan tekanan ekstrusi yang seragam dan hindari cacat laminasi.
3. Pengendalian Pengeringan: Gunakan pengeringan bertahap dengan penyesuaian suhu dan kelembaban otomatis.
4. Operasi Tungku: Pantau kurva suhu dan distribusi udara secara real time; gunakan sensor inframerah atau termokopel.
5. Inspeksi Pasca-Pembakaran: Amati pola retakan — retakan seperti jaring biasanya mengindikasikan ketidakseimbangan penyusutan, sementara retakan tunggal yang panjang seringkali mengarah pada tegangan termal.

V. Kesimpulan Brictec
1. Retakan permukaan pada bata tanah liat yang dibakar adalah hasil dari efek gabungan dari komposisi bahan baku, kelembaban pembentukan, dan rezim pembakaran.
2. Dengan mengoptimalkan pencampuran tanah liat, mengontrol secara ketat kurva pengeringan dan pembakaran, dan meningkatkan keseragaman suhu dalam tungku terowongan, cacat semacam itu dapat dicegah secara efektif.
3. Melalui pengendalian proses yang sistematis, Brictec memastikan bahwa bata yang disinter tanah liat mencapai tekstur yang padat, warna yang seragam, dan sifat mekanik yang sangat baik, memenuhi standar arsitektur dan struktural kelas atas.

Editor: JF & Lou