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粘土レンガ製造ラインにおける石灰クラック（CaO）の問題を解決する方法

粘土レンガ製造ラインにおける石灰割れの問題は、

粘土原料中のカルシウム酸化物（CaO）含有量が10～15%であることに起因しており、

粘土レンガの製造において効果的に対処できる方法がいくつかあります。

実際の製造では、原料改質、高温焼成、

後処理を組み合わせることで、破裂のリスクを<0.5%に低減することが推奨されます。

1. 原料の前処理

A. エージングと均質化:

粘土を屋外で長期間（3ヶ月以上）保管し、雨水による自然な浸出を促すことで、

遊離CaO含有量を減らし、原料の均質化を促進します。

B. 抑制剤の添加:

2%～5%のケイ素質材料（粉末石英、籾殻灰など）またはポゾラン材料（メタカオリンなど）を添加し、

CaOと反応させて安定したケイ酸カルシウムを生成し、焼成後に残る遊離CaOの量を減らします。

2. 製造時の焼成プロセスの最適化

A. 予熱時間の延長:

400℃～600℃の間でゆっくりと温度を上昇させる（≤2℃/分）ことで、CaCO₃が完全に

CaOに分解され、CO₂が放出され、その後の割れを防ぎます。

B. 粘土レンガの焼成温度の上昇:

焼成温度を従来の950～1,050℃から1,100～1,150℃に上げることで、

粘土中のCaOとSiO₂の反応を促進し、ケイ酸カルシウムガラス相を形成します。

C. 保温時間の延長:

焼成レンガを最高温度で1～2時間保持することで、十分な固相反応を確保します。

3. 配合調整

A. フラックスの添加:

3%～5%の長石またはFe₂O₃を添加することで、液相温度を下げ、高温でのCaOの溶融反応を促進します。

B. 粒度調整:

粘土を

<0.1mmの粒度に粉砕することで、CaOとマトリックス間の接触面積を増やし、

反応を加速させます。4. 焼成後の後処理

A. 蒸気養生:

焼成レンガを窯から出した後、飽和蒸気処理（100℃で6～8時間）を行い、

残留CaOをCa(OH)₂に水和させ、炭酸化して安定化させます。

B. 浸漬による炭酸化:

焼成レンガを3%CO₂水溶液に24時間浸漬し、

Ca(OH)₂からCaCO₃への転換を促進します。

5. 品質管理

A. 遊離CaO試験:

焼成レンガ中の遊離CaO含有量は、エチレングリコール-エタノール法を用いて測定し、

≤1%であることを確認します。

プラネタリ検証:

実験室でのレンガサンプル焼成（実際の運転条件をシミュレーション）と沸騰試験を実施します（5時間の沸騰試験で目に見える割れがないことを確認）。

B. メカニズム分析

石灰割れは、CaOがCa(OH)₂に体積膨張（約148%）することによって引き起こされます。上記の

方法は以下を可能にします:

① 遊離CaO残渣の低減（高温固相反応）;

② 水和速度の抑制（焼成レンガの緻密化により水の浸透を妨げる）;

③ 予備応力緩和（前処理により、制御された段階で膨張を発生させる）。

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