青磚作為中國傳統建筑材料，其燒制工藝蘊含著古人對材料性能與自然規律的深刻理解。從選料到最終成磚，每個環節都需精準把控，尤其在原料配比、窯爐構造、火候控制及冷卻方式上極具講究。哈爾濱青磚廠從工藝細節、核心原理及歷史傳承角度展開解析：

　　一、原料制備：黏土的“基因篩選”

　　1.黏土類型與配比

　　核心原料：選用黏性適中的沉積黏土（如黃土、紅黏土），要求雜質少（Fe?O?含量≤8%，SiO?含量50%~60%），避免石英砂（＞2mm顆粒＜5%）等粗顆粒導致開裂。

　　配比講究：

　　北方青磚：黃土為主（黏性高），摻10%~15%河砂調節收縮性；

　　南方青磚：紅黏土+30%~40%稻田淤泥（有機質含量高），提升磚體韌性。

　　2.陳化與練泥

　　陳化工藝：黏土破碎后加水浸泡30~60天，通過微生物分解有機質，使顆粒細化（粒徑＜0.1mm占比＞80%），減少燒成收縮。

　　練泥技術：傳統人工“腳踩練泥”或牛拉石碾，現代用螺旋練泥機，需達到“三練三醒”（練泥-靜置-再練），確保泥料均勻細膩，密度≥1.8g/cm?。

　　二、成型工藝：形制與強度的平衡

　　1.模具與磚坯規格

　　模具材質：木質模具（硬木如棗木、樟木），需經桐油浸泡防變形，尺寸精度控制在±1mm（如明長城磚規格40cm×20cm×10cm，誤差＜0.5%）。

　　磚坯壓制：

　　手工成型：泥料填入模具后，用木錘“三敲三壓”，表面壓實至光滑無氣孔；

　　機械成型：現代液壓機壓力≥80MPa，磚坯密度≥1.9g/cm?，確保燒成后抗壓強度≥10MPa。

　　2.干燥控制

　　自然干燥：坯體放置陰涼通風處，分階段干燥（初干3~5天，濕度≤60%；復干7~10天，濕度≤30%），避免陽光直射導致表面開裂。

　　干燥程度：入窯前含水率≤8%，可通過“聽聲判斷”——敲擊磚坯發出清脆聲，表明干燥合格。

　　三、窯爐構造：火候控制的物理基礎

　　1.窯型與結構

　　傳統窯型：

　　馬蹄窯（北方常用）：平面呈馬蹄形，長8~12m，寬5~6m，窯頂拱高3~4m，設3~5個火膛，升溫均勻性好；

　　龍窯（南方常用）：依山而建，斜度10°~15°，長20~50m，前低后高，利用自然抽力控溫，適合燒制青瓦青磚。

　　關鍵構造：

　　火道：截面呈梯形，底部寬0.5m，頂部寬0.3m，確保火焰流通順暢；

　　煙囪：高度≥窯長1/2，直徑0.8~1.2m，抽力控制在5~10Pa，避免火勢過急。

　　2.燃料選擇

　　傳統燃料：

　　木材（松、柏為主）：熱值高（18~20MJ/kg），早期升溫用，火焰長且柔和；

　　煤炭（無煙煤）：中后期控溫用，熱值25~28MJ/kg，需粉碎至粒徑＜3cm，均勻投送。

　　現代改良：部分窯爐使用煤氣或天然氣，溫度控制精度提升至±10℃，但傳統柴煤混合燒制仍被視為“正宗工藝”。

　　四、燒制過程：“氧化-還原”的化學博弈

　　1.升溫階段（0~900℃）

　　低溫脫水（0~300℃）：緩慢升溫（每小時≤50℃），排除坯體殘留水分，避免爆裂；

　　中溫燒結（300~900℃）：黏土礦物（如高嶺石）分解為莫來石和游離SiO?，此階段需保持氧化氣氛（O?含量≥18%），使Fe??氧化為Fe??（磚坯呈紅色）。

　　2.高溫焙燒（900~1100℃）

　　溫度控制：核心溫度達1050~1100℃，持續24~36小時，使磚體充分燒結，抗壓強度提升至15~20MPa；

　　氣氛轉換關鍵點：當溫度超過950℃時，關閉窯頂通風口，減少進氧量（O?含量≤8%），同時從窯底投送濕木材或煤粉，產生CO還原氣氛，將磚體中的Fe??還原為Fe??（呈青灰色）。

　　青磚燒制的核心在于“控土、控火、控水”——黏土的選擇決定了磚體基因，窯爐火候掌控著礦物相變的化學平衡，而冷卻時的“水氧博弈”則是青色形成的關鍵。從秦漢“秦磚漢瓦”到明清紫禁城金磚，青磚工藝始終遵循“土脈-火候-水性”的自然規律，其蘊含的材料科學智慧，至今仍為現代建材工藝提供啟示。例如，還原氣氛燒制原理已被應用于特種陶瓷生產，而浸水冷卻技術則為高性能混凝土的養護工藝提供了靈感。