03.06 自然条件下砖还能变回泥土吗?

山中绿草458


答案是肯定的!砖经过长时间的分化和侵蚀作用后,会重新转化为泥土成分,在不同的环境条件下所需时间不一样,有的只需要十几年,有的高达数万年。


为了弄明白这个问题,我们得弄清楚泥土和砖的成分,以及它们之间的转化原理,还有发生的物理化学反应。

泥土成分

泥土的种类有很多,成分非常复杂,比如烧砖用的粘土,主要成分有SiO2、Al2O3和Fe2O3,以及相应化合物的结晶水合物,还有动植物尸体分解后的有机物,还有各种碱金属化学物等等。

泥土的主要成分,可以由岩石风化而来,岩石的成分有SiO2、硅酸盐、CaCO3、铁的氧化物、铝的氧化物、镁的氧化物等等,岩石经过数万年,甚至数亿年的风吹雨打,其中的成分逐渐流失,失去了坚硬的特性,形成了不同种类的泥土。

同样,泥土在地质作用下进入地壳内部,高温能把泥土融掉,经过火山喷发出来再次形成岩石。


砖的烧结过程

粘土经过900~1200℃的高温烧结,其中的物质发生了复杂的物理化学变化,主要有这么几点:

1、结晶水合物失去水分子,粘土中的水彻底蒸发掉。

2、发生氧化还原反应,一些氧化物重新组合,比如SiO2和Al2O3形成硅酸铝(写作Al2SiO5或者Al2O3·SiO2)。

3、一些物质的晶型转变,在高温下形成液相,在其他物质的作用下又重新结晶,晶体逐渐长大。

4、高温下有机物分解,并以气体的形式排放到大气当中。

在烧结时,如果使用大火把砖坯烧透,在保证空气流畅的情况下让砖冷却下来,砖中的铁元素就会转化为氧化铁(Fe2O3,粉末为红棕色),最终形成我们常说的红砖。

如果我们在砖坯烧透时,往砖窑中洒水,此时水蒸发后充满砖窑,把空气隔离在外,在缺氧的情况下发生氧化,就会形成大量氧化亚铁(FeO,粉末为黑色),最终形成我们常说的青砖。

相比之下,青砖的烧结工艺更加复杂,成本也高,但是青砖在耐碱性、耐久性、结实度上要优于红砖,


砖能变土吗?

从化学元素变化上分析,粘土烧结为砖,损失掉的物质主要是有机物和水,而其他物质进行了重组,如果砖在室外进行长时间的分化作用,也是有耗损的,尤其是在酸性环境中耗损更快,比如硅酸铝在酸的作用下就会分解,最终又形成土壤的成分。

我们平常也可以看到,一些长满青苔的砖,腐蚀也比较严重,长城经过上千年的风雨依然屹立不倒,但是随着工业化的日益加重,酸雨对长城表面的腐蚀也变得更加明显,但是要彻底破坏还需要很长的时间,或许是数十万年,甚至数千万年。

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先说结论:可以


想弄明白这个问题,要先明白土是怎么变成砖的?以及土怎么形成的?


明白了这2个问题,就很容易解答这个提问了。


1、土是怎么变成砖的?

我们建筑用的砖头,按烧结与否分为:免烧砖和烧结砖。


而题目中所问的就是烧结砖,或者说「粘土砖」,这类砖头以粘土为主要原料,经过泥料处理、成型、干燥和焙烧等步骤,最终生产出来。


粘土主要化学成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3和结晶水,还可能还含有少量的碱金属和碱土金属氧化物等。


图为爱沙尼亚的第四纪黏土,图源:维基百科


焙烧温度控制在900~1100℃之间,土壤中的有机物水分都会消失,并且会发生化学反应,主要是生成三氧化二铁(Fe2O3),或者是红色Fe2O3还原成青灰色氧化亚铁(FeO)。这分别是所说的红砖和青砖的主要成分。


图为红砖


图为青砖


2、土是怎么形成的?


土壤的形成过程以及影响因素是非常复杂的,我在这里简单概括。


第一个步骤是风化作用。风化作用使岩石破碎,变得结构疏松,我们称呼这种东西叫「土壤母质」,是决定土壤物质成分的来源。


其次再经过各种自然因素的作用。包括气候、土壤母质、植被(生物)、地形、时间。土壤是在上述五大成土因素共同作用下形成的。


3、砖可以变成土


所以解决上面两个问题,最后一个问题就很容易了。


土和砖的成分区别主要在有机物、水以及部分高温下发生变化的无机物。并非完全不同的两个物质了。


而砖经历风化作用以后,在气候、土壤母质、植被(生物)、地形、时间的作用下,是完全可以再变成土的。


生医观察


只要给予足够的时间,不要说是砖,就是楼房、坦克这些庞然大物,都能够被自然界分解,最后尘归尘、土归土,重新回归到大自然的怀抱。

在自然界中,一个物体被分解的过程,根据温度、湿度、暴露空气的程度、微生物的富集等的不同,所需的时间也会不一样。物体被分解的过程,实质上是一个兼具物理作用和化学作用的复杂过程,在外力的作用下,一方面物体组成分子之间的作用力被打破,另一方面,一些有机物、络合物等大分子被分解为小分子或者二氧化碳和水等,只不过物理、化学过程的占比与物体本身的组成性质有关系,比如呈聚合态的岩石,其分解主要以物理变化为主,而动物尸体、植物枝叶等,其分解主要以化学变化为主。

其实从砖的制作来看,它原本就是以泥土特别是粘土为主要原料的,而粘土的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁以及一些结晶水合物、液态水、部分腐殖质等组成,烧制砖的主要工序包括挖土、定型、风干、焙烧等,在此过程中,结晶水合物、液态水都因高温而失去水分子,二氧化硅与一些金属氧化物发生化学反应形成硅酸盐,一些物质发生晶体的重新聚合,剩下的有机物发生类似燃烧的反应剩下有机物而排出二氧化碳和水,这也是粘土聚合成砖的主要过程,组成物质并没有发生太多的必,损失的主要是水份和有机物,其余的大都是重新进行了聚合而已。

而在自然状态下,经过漫长时间的风化、雨水侵蚀,以及微生物的附着生长,砖就会首先被裂解成小块,然后小块又持续在太阳辐射、风雨侵蚀、微生物的作用下,特别是酸性环境中进一步地被分解,最后以形成细小的粉末状物质重新归还土壤,而且归还的物质与土壤的组成结构一样,从某种意义上来,砖只是改变了“包装”的泥土,只是这个时间是一个非常缓慢的过程。


优美生态环境保卫者


不能吧,砖都烧熟了,泰始皇陵有条黄色的道路泥就是熟的不长草的,那就变不回泥土了


程如英


当然可以啦。砖就是烧结(或铸造)的土,硬度并没有多高。在时间面前,地球上任何东西都是脆弱不堪的。不过这个过程有快有慢,速度取决于这块砖在什么地方。

地表上和水环境中。

戈壁滩的玛瑙硬不硬?在流水、风沙的长时间作用下,它们也会渐渐被打磨得失去所有棱角,最终成为砂粒。砖头比玛瑙软多了。
图:戈壁玛瑙,外号“葡萄干”。


即使没有风沙,只要有水渗入砖的细小缝隙,再一结冰,砖便会膨胀酥化,继而破碎。反复冻融几百次,它也就成土了。

最厉害的是地表的生命,比如苔藓。它们附着在砖石上后,便会从“根”部释放酸性物质,让砖从外到内逐层瓦解,最终化为泥土。
图:被苔藓覆盖的砖头。

水中的情况与地表相似,在各种生命与自然力量的共同作用下,一块砖头很难挺过三百年。即使是一栋楼,失去维护的话也会“很快”垮塌消失。

埋于地下。

砖如果被埋在地下,它保持完整的时间可就长了去了。在土壤层的保护下,砖没有空气、水和生命的侵扰,“幸运”的话保存上千万年都是有可能的。

但它会慢慢改变性状。原子是运动的,所以砖会不断与周围的东西发生物质交换,我们可以把这理解成砖头以极慢的速度“溶化”在地层中。最终它会成为沉积岩的一部分,在板块运动中随着地层一起缓慢沉入地幔,被融化成液态,成为自然物质。
图:印度板块侵入欧亚板块下方。


如果它足够幸运,地球的力量始终没有摧毁它,那50亿年后太阳氦闪时,它也会与地球万物一起融化蒸发,甚至坠入太阳。

总之

形态规矩、成分均匀的砖属于“低熵物体”,而自然法则是倾向于更加混乱无序的高熵状态的,它会尽一切可能将规则的物体推向混乱。所以,除非宇宙“冷寂”了,否则没有什么是永恒的。


纯野生科学家


经强风化终将变成泥土。但若埋藏在湿润的土中,其强度标号会逐年递增。


觉醒207580216


可以肯定在自然条件下砖是可以变回泥土的。


首先我们要知道土是怎么来的,土是岩石经过长期的风化作用形成的堆积物(通俗一点讲就是经过雨、雪、风等物理因素、还有自然界每时每刻都在发生的化学反应,以及包括人类活动在内生物因素的共同作用,把原来硬邦邦的石头慢慢分解小颗粒、小碎末最终变成了软绵绵的土)。

石块经过风化慢慢变小脱落
土是含有二氧化硅,金属氧化物、各种有机物等一系列物质的混合体,而这些物质在高温高压的条件下又会重新聚合,形成致密的结构,重新形成岩石。例如我们常见的沉积岩就是成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。自然界的沉积是非常缓慢的一个过程,但是我们人类可以人为的制造高温条件,将黏土煅烧增加泥土的强度,最终在很短的时间内将松软的土烧制成我们需要的砖。

烧制砖块需要高温

砖完全可以看做是人工制作的石头,在合适的条件下,经过数十万年甚至上百万年风化作用又会慢慢的松散、崩塌最变为泥土。


科学小瓦匠


答案当然是可以的!大自然的力量是无穷的,就像很多古建筑,经过多年自然的风化和水蚀作用大多都化为了泥土,都说水滴石穿,可见持续的自然的力量是多么的强大。在一些科普类的节目里都出现过如果人类消失了,人类的遗迹可以保留多久,多数的答案都是,万年以后人类的存在的痕迹将所剩无几,包括砖石类和金属类建筑。





天文历史爱好者


地球刚诞生时哪有纯粹的土啊!风化石头见过吗?经过地质变动雨水等等外界因素影响,n万亿年后逐渐变成土,石头都能变成土,你说砖头能不能变成土?


隔壁李家老三


自然的条件下,一切皆有可能。

就好比人来源于无,最终都会回归于无!


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