在自然條件下,磚能變回泥土嗎?

2020-10-18 艾伯史密斯

答案是肯定的!磚經過長時間的分化和侵蝕作用後,會重新轉化為泥土成分,在不同的環境條件下所需時間不一樣,有的只需要十幾年,有的高達數萬年。


為了弄明白這個問題,我們得弄清楚泥土和磚的成分,以及它們之間的轉化原理,還有發生的物理化學反應。

泥土成分

泥土的種類有很多,成分非常複雜,比如燒磚用的粘土,主要成分有SiO2、Al2O3和Fe2O3,以及相應化合物的結晶水合物,還有動植物屍體分解後的有機物,還有各種鹼金屬化學物等等。

泥土的主要成分,可以由巖石風化而來,巖石的成分有SiO2、矽酸鹽、CaCO3、鐵的氧化物、鋁的氧化物、鎂的氧化物等等,巖石經過數萬年,甚至數億年的風吹雨打,其中的成分逐漸流失,失去了堅硬的特性,形成了不同種類的泥土。

同樣,泥土在地質作用下進入地殼內部,高溫能把泥土融掉,經過火山噴發出來再次形成巖石。


磚的燒結過程

粘土經過900~1200℃的高溫燒結,其中的物質發生了複雜的物理化學變化,主要有這麼幾點:

1、結晶水合物失去水分子,粘土中的水徹底蒸發掉。

2、發生氧化還原反應,一些氧化物重新組合,比如SiO2和Al2O3形成矽酸鋁(寫作Al2SiO5或者Al2O3·SiO2)。

3、一些物質的晶型轉變,在高溫下形成液相,在其他物質的作用下又重新結晶,晶體逐漸長大。

4、高溫下有機物分解,並以氣體的形式排放到大氣當中。

在燒結時,如果使用大火把磚坯燒透,在保證空氣流暢的情況下讓磚冷卻下來,磚中的鐵元素就會轉化為氧化鐵(Fe2O3,粉末為紅棕色),最終形成我們常說的紅磚。

如果我們在磚坯燒透時,往磚窯中灑水,此時水蒸發後充滿磚窯,把空氣隔離在外,在缺氧的情況下發生氧化,就會形成大量氧化亞鐵(FeO,粉末為黑色),最終形成我們常說的青磚。

相比之下,青磚的燒結工藝更加複雜,成本也高,但是青磚在耐鹼性、耐久性、結實度上要優於紅磚,


磚能變土嗎?

從化學元素變化上分析,粘土燒結為磚,損失掉的物質主要是有機物和水,而其他物質進行了重組,如果磚在室外進行長時間的分化作用,也是有耗損的,尤其是在酸性環境中耗損更快,比如矽酸鋁在酸的作用下就會分解,最終又形成土壤的成分。

我們平常也可以看到,一些長滿青苔的磚,腐蝕也比較嚴重,長城經過上千年的風雨依然屹立不倒,但是隨著工業化的日益加重,酸雨對長城表面的腐蝕也變得更加明顯,但是要徹底破壞還需要很長的時間,或許是數十萬年,甚至數千萬年。

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