新型墙材的发展思路及块状新墙材生产技术哈尔滨工业大学土木工程学院 ——王政.

新型墙材的发展思路及块状新墙材生产技术哈尔滨工业大学土木工程学院 ——王政

一、新型墙材的产业政策 1.1 新型墙材的定义新工艺建筑结构体系发展环境能源发展新经济时代的定义
摆脱传统人海式施工方式，而采用工厂化、现代化和集约化施工新工艺新工艺以可靠的工程质量、优良的抗震性和使用多功能性为基本特征建筑结构体系发展首先能体现环境能源发展战略的新技术，不应是简单的替代粘土砖环境能源发展过去常以是否是粘土砖作为划分传统与新型墙体材料的基本出发点。然而，在新经济时代的今天，新型墙体材料的内涵有了新的发展。新型墙体材料首先能体现环境能源发展战略的新技术，不应是单单的替代实心粘土砖，而应以节省资源和能源为最大特点;其次可满足建筑结构体系发展的需要，其中尤以可靠的工程质量、优良的抗震性和使用多功能性为基本特征;第三就是能给传统建筑行业带来变革性的新工艺，其中主要是摆脱传统人海式施工方式，而采用工厂化、现代化和集约化施工新工艺。过去常以是否是粘土砖作为划分传统与新型材料的基本出发点，而新经济时代其内涵有了新的发展新经济时代的定义

1.2 新型墙体材料的分类块状新墙材砌块砖硅酸盐混凝土砌块蒸压、蒸养砖密实硅酸盐砌块多孔硅酸混凝土小型空心砌块
普通混凝混凝土轻集料混凝土灰砂砖粉煤灰砖煤矸石砖水泥基砖以水泥作为主要胶结料免烧砖以粘土作为主要胶结料块状墙体材料目前常用的分类方法有以上两种，一种是按构型即，按砌块和砖来分类

1.2 新型墙体材料的分类块状新墙材承重型填充型承重砖混凝土小型砌块保温砌块非承重砖空心砖多孔砖水泥混凝土砖
蒸压灰砂砖普通混凝土小型砌块轻集料混凝土砌块加气类水泥基砌块石膏基砌块另一种是将块状新墙材按其建筑结构功能来划分，即承重型和填充型，在第二部分墙体材料的生产技术介绍中，我们采用第二种分类方法逐一进行介绍。

1.3 新型墙材的发展思路 1.3.1 传统墙材的发展瓶颈和不利因素 传统墙体材料的生产和土地损失
传统的墙材的生产原料主要来自于耕地，大量取土烧砖，占用或挖掘耕地。目前，我国以实心粘上砖为主的砖瓦企业12万个，占地500多万亩，每年烧砖近7000亿块，取土14亿m3，相当于毁田120万亩，据统计，建国以来因烧制粘土砖瓦毁坏的耕地已达14万公顷。 传统墙体材料的生产和能源消耗我国粘土砖生产能耗平均为发达国家的2倍以上，以其作为围护结构的外墙保温隔热性能相差4-5倍。据统计，目前国内墙体材料生产能耗和建筑采暖能耗近一亿五千万吨标煤，约占我国全年能耗总量15%左右。建材工业是一个耗能大户，每年消耗的能源折合标准煤2.3亿吨。 传统墙体材料的生产和环境污染建材工业使用最多的资源是粘土、石灰石和砂石，目前的年均开采量超过50亿吨，破坏耕地近6700公顷。这将造成大量的植被破坏和水土流失。另外，粘土砖生产中还要排放大量的烟气和粉尘，每年仅C02排放量就达1.7亿吨。污染环境。改革开放以来，我国经济得到了快速发展，水泥、玻璃、建筑陶瓷、粘土砖、石灰等主要建材产品的产量相继名列世界首位。但是，伴随着建材工业的高速发展，也带来了资源与环境的沉重负荷。为实现建材工业的可持续发展，必须大力发展新型建材和绿色建材。

1.3 新型墙材的发展思路 - 工业废弃物和生活垃圾已经严重的危害到人类的生存环境
针对传统材料和技术的弊端，墙体材料的革新与新型墙体材料的推广应用是以保护耕池、环境和节约能源为前提，并同时考虑使其具有隔音、隔热、轻质、高强、施工效率高及能改善建筑功能等众多的优点。 - 工业废弃物和生活垃圾已经严重的危害到人类的生存环境

1.3 新型墙材的发展思路 1. 利用工业废弃物 2.降低能耗 3.节约土地 4.保护环境 5.具有隔音、隔热、轻质高强的优异性能
1.3.2 墙体材料的革新思路 1. 利用工业废弃物 2.降低能耗 3.节约土地 4.保护环境 5.具有隔音、隔热、轻质高强的优异性能其中利废是最为行之有效的革新手段，在我国，工业生产中每年还要排放大量的工业废弃物。仅煤矸石、粉煤灰、炉渣等就达2亿多吨。历年堆积的工业废渣目前己达70多亿吨，占地100多万亩，不仅占用大量土地，而且严重污染环境，成为突出的环境隐患。以这些工业废渣为原料制作新型墙体材料就是一件利国利民、一举多得的好事。换句话说，有效的利用工业废弃物就能够同时降低能耗、节约土地且保护了环境。

1.4 循环经济对新型墙材发展的要求环境发展利废双赢 1.4.1 循环经济的定义
循环经济是对物质闭环流动型经济、资源循环经济的简称。他要求遵循生态学规律，合理利用自然资源和环境容量，将清洁生产和废弃物利用融为一体，实现废弃物减量化、资源化和无害化，是经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中。根本目标：在经济增长过程中系统地避免减少废弃物，实现低排放或零排放，从而根本解决长期以来环境和发展的冲突。循环经济的核心是废弃物的减量化、资源化和无害化。目前的经济发展模式属于粗犷型发展，保护环境与社会发展在目前的经济模式下是对立的。所以，在经济增长过程中系统地避免减少废弃物，实现低排放或零排放，从而根本解决长期以来环境和发展的冲突，同时为两者找寻一条双赢的方式。双赢环境发展利废

1.4.2 墙材工业循环经济的发展思路（1）墙材用量大，对资源、能源、环境破坏严重，应成为各级政府高度重视的问题。
制定适合地方的墙材体系发展思路政府加大力度研究新型材料加快墙材工业的循环经济发展，如大量使用工业废料制造墙体材料（2）重视墙材质量目前的新型墙材大多质量不高，寿命低，很多满足不了基本功能要求，更无法谈极其高寿命服役。

1.4.2 墙材工业循环经济的发展思路（3）墙材的发展与建筑节能综合考虑
建筑能耗在世界各国总能耗中所占的比重不同，一般在20%~40%之间，越是富裕的国家，所占比重越大。我国目前建筑用能源消耗占全社会终端能源消费量的比重为27%左右，相当于年消耗掉3.7亿吨标准煤。由于对建筑节能影响最大的因素是墙体围护结构，世界各国都非常重视外墙的保温隔热措施，普遍采用高效的绝热材料复合在外墙上面，并且规定了严格的节能标准要求。如德国外墙传热系数规定为0.2~0.3W/(m2 ·K)，法国的规定值是小于0.5 W/(m2 ·K)。欧洲国家目前住宅的年采暖能耗已降低到约8.5kg/m2标准煤，远小于我国的采暖能耗。同气候相近的国家相比，传热系数比其高2.5~3.5倍。（4）树立工业废渣资源化的概念

1.4.3墙材工业循环经济指标评价标准评价标准：墙体材料的评价标准，应符合可持续发展的总体方向。
①节约或少量使用天然原材料，特别是不可再生资源，如水泥、石灰、石膏、黏土等。 ②大量利用工业废渣（煤矸石、粉煤灰、炉渣等）代替部分或全部天然资源制造墙体材料产品。 ③尽量使用具有潜在水硬性的工业废渣代替部分水泥等胶凝材料。 ④生产过程中尽可能地节约能源，如煤、电、天然气、燃油等。 ⑤生产过程中尽可能少排放或不排放有害的废渣、废气、废水等。 ⑥生产的墙材产品要具有较高的质量、较好的多功能性和较长的使用寿命。 ⑦施工性好、施工便捷、施工的效率高、施工的劳动强度低、施工技术成熟、施工配套机具齐全、施工质量可得到保证。 ⑧外墙用复合保温技术，在长期的使用过程中能起到节能降耗的作用。 ⑨墙材产品使用寿命终结后，可循环利用，或废弃产品可加工回收利用

1.4.4 墙材工业循环经济指标评价指标 C1：强度、耐久性、干燥收缩性、抗冻性、耐火性、隔声性、吸水性；

1.5 国内新型墙材的应用现状分析新型墙体材料从用途上可分为砌块、砖和板材三大类。迄今有139个城市基本完成了限用、禁用黏土实心砖要求。
目前,我国墙材生产总量8000亿块,其中,利用废渣、多种炉渣、粉煤灰等或掺废渣30%以上的黏土内燃烧结普通砖年产量1300亿块,占墙体总量的16.25%。另外建筑砌块逐渐取代黏土实心砖,占全国墙体总量4.06%;页岩烧结砖年产量400多亿块占墙材总量的5%,轻质板材占墙材总量2%左右,蒸压灰砂砖年产量70多亿块,占全国墙材总量的0.88%,加气混凝土占墙体总量的0.53%。全国新墙材年产量已占墙材年产总量39.26%,其中砖类墙材产品占32.13%。可见砖类新型墙材产品己成为新墙材主导产品。目前国内常用的有:陶粒混凝土砌块、普通混凝土砌块、加气混凝土砌块、灰砂砖、烧结页岩砖、烧结空心砖、粉煤灰砖GRC空心轻质隔墙条板等。

1.5 国内新型墙材的应用现状分析传统墙材占我国墙材生产总量 61% 新型墙材的类别砖类新型墙材占墙材生产总量的百分比
占总量32% 砌块类新型墙材每年墙材生产总量 8000亿块内燃烧结砖 1300亿块占总量7% 建筑砌块 300多亿页岩烧结砖 400亿块墙板类新型墙材轻质板材 1600多亿占墙材生产总量的百分比

1.5.1 国内新型墙材的规模化生产新型墙体材料生产开始向规模化方向发展。目前,
我国新型墙体材料中的纸面石膏板生产线最大生产规模已达到3000万m2/年: 新建混凝土砌块和加气混凝土生产线的规模一般在10万立方米/年以上; 新建烧结空心砖生产线的规模一般在3000万块/年以上,最大的单线规模达到了8000万块/年。

1.5.2 国内新型墙材的发展中存在的问题墙体材料以实心粘土砖为主的状况还未根本改变推广应用的力度不够企业竞争能力差,生存较为困难
目前,我国实心黏土砖的年产量还有5,400多亿块,绝大部分是由生产规模小、工艺技术落后、大量浪费能源和污染环境的乡镇企业生产的。每年因此而毁坏和占用的耕地达到95万亩,替代性的新型建材主导产品的发展与建筑市场的需求还有很大差距。产品生产与应用脱节的问题未能得到很好的解决，对市场和应用技术的研究滞后,一些产品没有列入工程建设标准,不能顺利地进入建筑应用领域,使新型墙材的使用范围,应用数量受到了限制。企业竞争能力差,生存较为困难企业技术创新能力弱 4 3 新型墙体材料开发与技术创新体系尚未形成。企业技术开发投入不足,主要设备仍依赖进口,企业自主开发能力较弱,重复引进较为严重,地区间的分工、协作缺乏有效的组织协调。对市场需求及变化研究不够,攻关的技术目标还不够清晰,技术开发缺乏资金和有了资金攻关方向不清的问题同时存在。新型墙体材料在成本和售价方面无法和实心黏土砖竞争,大部分新型墙体材料生产企业生存困难,直接影响了新型墙体材料的发展。

1.5.3 国内新型墙材的发展方向随着国内建筑业的发展以及国家对建材料标准的提高,我国建筑业不仅对墙材的需求有大幅度提高,而且对新型墙材的需求也越来越大。目前,根据新型墙体材料的内涵和发展趋势,我们应在进一步改善企业资源状况以及合理组织这些资源在整个产业中的配置的使用的基础上,采取加大政策法规的调控力度、创造新型墙体材料发展的良好外部环境推进新型墙体材料企业标准化建设、推进新型墙体材料企业的技术进步、增强新型墙体材料企业的营销能力、拓展新型墙体材料企业规模、提高新型墙体材料企业从业人员的素质等措施,真正加快新型墙体材料在我国的推广应用。

1.5.4 国内新型墙材的产业优惠政策企业享受税收优惠 ...
财政部、国家税务总局（2001）98号文规定：自2002年1月1日起，对利用煤炭开采过程中伴生的舍弃物油母页岩生产加工的页岩油及其他产品；生产原料中掺有不少于30%的废旧沥青混凝土生产的再生沥青混凝土；利用城市生活垃圾生产的电力；在生产原料中掺有不少于 30%的煤矸石、石煤、粉煤灰、烧煤锅炉的炉底渣及其它废渣生产的水泥等货物实行增值税即征即退的政策。自2002年1月1日起，对利用煤矸石、煤泥、油母页岩和风力生产的电力；部分新型墙体材料产品，包括非粘土砖类中的空洞率大于25%非粘土烧结多孔砖、空心砖、混凝土空心砖、烧结页岩砖；建筑砌块中的混凝土小块空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、石膏砌块；建造墙体中的GRC板、纤维水泥板、蒸压加气混凝土块、轻集料混凝土板、钢丝网架夹芯板、石膏墙板（纸面石膏块、石膏纤维板、石膏空心条板）、金属面夹芯板、复合墙等14类共23种产品实行增值税应纳税额减半征的政策。 ...

1.5.5 国内新型墙材的产业优惠政策对使用实心粘土砖的建设单位征收新型墙体材料专项基金，使用新型墙材后专项基金的返退政策
国内新型墙材的产业优惠政策对使用实心粘土砖的建设单位征收新型墙体材料专项基金，使用新型墙材后专项基金的返退政策对生产实心粘土砖的一般纳税人，一律按照适用税率征收增值税，不得采取简易办法征收增值税部分新型墙材23种产品实行增值税应纳税额减半征的政策。

1.5.6 享受国家税收优惠政策新型墙体材料目录非粘土砖砌块墙板空心率大于25%非粘土烧结多孔砖、空心砖混凝土空心砖烧结页岩砖
混凝土小型砌块蒸压加气混凝土砌块石膏砌块板（玻璃纤维增强水泥轻质墙板）纤维水泥板蒸压加气混凝土板轻集料混凝土条板

2003年新墙材比例

小结 1.建材工业发展循环经济是历史的必然 ①产量大、资源能源消耗大、污染严重 ②不发展循环经济原料将无以为继 ③严重的污染将为社会所不容
④产品的低档不适合目前发展 2.创新型建材是发展的唯一出路总之,大力发展节土、节能、利废、保护环境和改善建筑功能的新型墙体材料,取代能耗高、占地毁田和建筑节能差的黏土实心砖具有深远的历史意义,是我国建筑业蓬勃发展,最终实现我国经济可持续发展的重大举措之一。

二、块状新墙材的生产技术 1 混凝土小型砌块轻骨料混凝土砌块 2 3 加气混凝土砌块 4 石膏砌块 5 砖类

混凝土小型空心砌块

2.1 混凝土砌块混凝土砌块属于非烧结性的块材。它是由胶凝材料、骨料按一定比例经机械成型、养护而成的块材。在材料组成上有以砂石作骨料的混凝土承重空心砌块；以浮石、火山渣、天然煤矸石为骨料的轻骨料混土砌块、保温砌块、装饰砌块、铺路混凝土砌块,近年来又研制出大掺量粉煤灰砼承重砌块等。如以砌块的尺寸划分则有小型混凝土空心砌块，小型空心砌块又按厚度划分为190mm和290mm两大系列。

2.1.1 砌块的优越性 1 1、生产不用土，能耗低 2.自重轻、有利于地基处理和抗震 5.增加使用面积 4.节省砂浆 3.施工速度快 3

2.1.2 混凝土小型空心砌块的原材料处理 (1)粗集料必须过筛，用5mm和10mm方孔筛过筛，将<5mm的作为细集料与砂混合使用；将10mm以上的筛出，经破碎后再用。 (2)细集料也必须过筛，用5mm和10mm方孔筛过筛，5mm以上10mm以下的作为粗集料使用>10mm的粗卵石经破碎后再用。生产混凝土小型空心砌块宜用中砂，其细度模数Mx为3.0~2.3。 (3)控制砂石的含泥量和含粉量，除去金属物和腐殖物等杂质。 (4)严格计量，对计量器具进行定期标定和校验。 (5)湿粉煤灰必须进行过筛处理，否则会造成抗冻性指标下降。 (6)轻集料应预先加湿处理，以保证砌块成型质量。（7)水泥应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥最好选用旋窑生产的水泥。32.5级水泥宜用于生产MU7.5和MU10混凝土小型空心砌块；42.5级水泥用于生产MU15.0以上的混凝土小型空心砌块；52.5 级水泥用于生产MU20.0以上的混凝土小型空心砌块。

2.1.3 混凝土小型空心砌块的搅拌工艺搅拌工艺涉及拌和料的投料顺序、拌和次数和拌合时间等。
一次投料搅拌工艺：提升斗投料的顺序为粗集料-水泥-细集料；翻斗投料的顺序为细集料-水泥-粗集料。加入全部拌和水搅拌。外加剂应预先加入水中，配料应按重量计量，水泥、水、粉料等误差应<2%，粗集料误差<3%，干搅拌2min，湿拌2min。二次投料搅拌工艺：细集料-水泥+部分水，拌成水泥浆，再加入粗集料和剩余的拌和水搅拌。全部物料拌和时间不少于2min。搅拌好的混凝土为干硬性混凝土，手握成团，湿而不散。两种搅拌工艺比较：二次投料搅拌工艺拌和的混凝土具有较好的和易性，3d强度可提高20%，7d强度可提高28%，28d强度可提高15%~20%。若配制相同强度等级的混凝土，可节省15%~20%的水泥用量。

2.1.4 砌块成型工艺（1）混凝土小型空心砌块成型工艺包括布料、振动、脱模三个环节。布料振压脱模
布料：是在设备振动的状态下，使混凝土拌和料充填模具至预定布料高度，并形成水平面的过程。在此过程中拌和料要克服与模具的粘附作用力，尽可能地把狭窄的模具空间填实。振压：是通过成型设备的强力振动和加压，使模具内的拌和料紧密成型至具有预定高度的坯体。脱模：是使坯体从模具中脱出，然后设备复位准备下一个成型周期的操作。 1 2 3 布料振压脱模布料要根据混凝土小型空心砌块的强度等级选择布料时间和振动频率；振压成型也是视混凝土小型空心砌块的强度等级大小，选择成型时间、振动频率、压力大小。脱模要平稳，防止突然撞击和剧烈振动造成砌块坯体内部裂纹，影响砌块强度。

2.1.5 混凝土小型空心砌块的成型工艺（2）成型注意事项
布料要根据混凝土小型空心砌块的强度等级选择布料时间和振动频率；振压成型也是视混凝土小型空心砌块的强度等级大小，选择成型时间、振动频率、压力大小。脱模要平稳，防止突然撞击和剧烈振动造成砌块坯体内部裂纹，影响砌块强度。（3）成型周期成型周期是由布料时间、振动时间和脱模时间这三个成型工艺参数构成。成型周期时间和各成型工艺参数，需要根据砌块成型质量和生产效率权衡而定。即生产强度等级较高的混凝土小型空心砌块，需要较长的成型周期。

2.1.6 混凝土小型空心砌块的养护工艺混凝土小型空心砌块养护工艺包括坯体运输和养护，目的是砌块达到码垛强度进行托板回收及达到工程应用所需要的强度。刚成型好的砌块坯体基本上没有强度，这就要求坯体的运输装置能平稳运作，避免振动，防止砌块坯体内部产生裂纹。

2.1.7 混凝土小型空心砌块的养护设备（1）高温高压蒸汽养护（2）低温常压蒸汽养护
此种养护适用于以石灰、石膏为胶结料的静压机成型工艺产品，养护在密封的金属蒸压釜内进行，其温度达150~180℃，压力达12~18kg，投资大，运行成本高，不适宜以水泥为胶结料的混凝土小型空心砌块养护。（2）低温常压蒸汽养护坯体在密闭的养护窑内进行养护，养护窑的围墙、门和屋顶都要做保温和防水处理，窑内两侧安装有蒸汽管道，并在养护窑的中部安装一个温度探头。蒸汽养护分为静停→升温→恒温→降温四个工艺阶段。静停时间与水泥的初凝时间相当，夏季约为2h，冬季则适当延长，静停时间的计算是以关上窑门算起。升温速率不宜过快，通常为30℃/h左右，恒温时间为8~10h，恒温温度约为65~70℃，降温速率不超过10℃/h。

2.1.7 混凝土小型空心砌块的养护设备（3）自然养护
砌块坯体放在室外和室内养护的方式。放在室外养护时，当环境温度低于20℃，就必须用塑料布覆盖在砌块坯体上，以便保温保湿；在炎热的夏季则需要用草帘覆盖并洒水养护。自然养护的砌块码垛后，还要连续养护10~14d。（4）低温蓄热养护将砌块坯体放在一个密闭的养护室内，不通入蒸汽和暖气，仅仅依靠水化热来提高环境温度。其最高温度一般为35~40℃，湿度必须保证在90%以上，养护窑必须做保温处理。（5）太阳能光热互补式养护养护窑以阳光板建成，利用太阳能提高养护窑内的温度，阳光板与塑料布一样，可以保温和保湿。在阳光、水化热不足的情况下，可以利用热源管道给养护窑内加热，提高养护窑内的温度，并注意将湿度控制在90%以上，可采用喷雾或洒水的方式增加湿度。优点是可以连续生产，节约能源，无环境污染。

2.1.8 混凝土小型空心砌块的生产注意事项注意事项：
养护好的混凝土小型空心砌块达到码垛强度后，应及时码垛，垛高不宜超过1.6m，码垛后必须洒水养护，即使是蒸汽养护的混凝土小型空心砌块，也必须进行洒水养护，因为蒸汽养护的砌块强度仅仅达到设计强度的70%左右，至少需洒水1~2次。其他养护方式的混凝土小型空心砌块，需要洒水10~14d。根据要求，所有的养护方式(包括髙温高压蒸汽养护工艺）生产出的混凝土小型空心砌块，均须在成品场地堆放28d方可出厂、上墙。

混凝土小型空心砌块的原材料替代（粉煤灰）
专题一混凝土小型空心砌块的原材料替代（粉煤灰）

专题一混凝土小型空心砌块的原材料替代（粉煤灰）
生产粉煤灰混凝土小型空心砌块，是将粉煤灰、水泥、砂石等主要原材料按比掺配，均匀混合，用加有适量减水剂的水适度湿化，经坯料制备，挤出成型，养护而成。采用空心砌块成型机生产，工艺简单，易操作，成本低，产品性能良好。粉煤灰颗粒微细，一般粒径为0.3mm左右，相当于水泥的细度。粉煤灰量大面广，是一种利用价值很高的“再生资源”，是生产节能型绿色建材的好材料。用粉煤灰、水泥、砂石、适量的增塑剂和水，生产混凝土小型空心砌块，具有诸多工艺功能。①含活性SiO2，具有火山灰作用和潜在水硬性。能水化生成水化硅酸钙凝胶，可减少水泥用量；②能提高以水泥为胶凝材料的制品后期强度，控制碱———骨料反应；③降低水化热，减少受热体积和干燥干缩；④减少泌水和离析现象，改善和易性，增强产品抗压、抗折、抗拉强度。提高砌体工程质量；⑤砌块强度达到MU10以上，能增强砌体的结构力；⑥粉煤灰容重小，可减轻砌块的重量。

利用粉煤灰生产混凝土小型空心砌块，具有一举多得的优越性。 ①可节约资源，降低能耗，减少运输量，减轻建筑业的物化劳动，节约砌体粘结料； ②生产工艺简单，不需大量机械设备，不需窑炉，不烧煤，不用粘土，可节能源、耕地； ③粉煤灰来源广，使用方便，省工节能，可降低产品成本，提高经济效益； ④可变废为宝，消除污染，保护环境； ⑤用小型空心砌块砌筑的墙体，具有隔热、保温、防噪功能。粉煤灰混凝土小型空心砌块是一种环保型绿色建材，发展前景广阔。

1　原材料的选择粉煤灰的技术指标，应符合生产工艺的要求。实践证明，原材料是产品质量的根本保证，优质材料是产品优质的基础。生产优质粉煤灰混凝土小型空心砌块，必须选用颗粒微细的粉煤灰、清水细砂、清水小卵石(粒径小于10mm)、优质水泥、高效减水剂和纤维素。 1.1　粉煤灰的选择粉煤灰是火电厂锅炉排出的废渣，其排出方式有干排、湿排、混排和分排。不论哪种方式排出的粉煤灰，均可用于生产混凝土小型空心砌块。粉煤灰颗粒越细越利提高产品的性能。 1.1.1　粉煤灰的物理性能粉煤灰为多孔结构，对水的吸附能力大，含水分30%的粉煤灰仍呈松散状态。其物理性能因原煤产地(种类)和电厂锅炉效率的高低而异，差别较大。粉煤灰的物理性能见表1。 1.1.2　粉煤灰的化学性能粉煤灰的化学性能因原煤种类(产地)而异，差别较大。其金属氧化物中的氧化铝、氧化铁、氧化锰含量略高。粉煤灰的化学分，见表2。 1.1.3　粉煤灰的技术指标粉煤灰粒径可分为粗灰、中粗灰、细灰三类，经0.45mm孔径筛筛分的筛余量分别为：粗灰30%左右，中粗灰20%～25%，细灰10%～15%。用于生产混凝土小型空心砌块的粉煤灰粒径应小于0.5mm，烧失量应小于10%，活性SiO2应大于50%，SO3应小于3%，含泥量应小于1%。如果SO3大于3%，则会影响砌块的强度和耐久性。如果烧失量大于10%，则会致使未与胶凝材料发生结合的残余碳浮于坯体表层，影响坯体的强度。

1.2　集料的选择生产混凝土小型空心砌块，须掺配相应比例的胶凝材料和骨料。 1.2.1　胶凝材料的选择视资源条件选用42.5级以上的普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或硅镁水泥。 1.2.2　骨料的选择骨料在砌块中起着骨架作用，既增强了砌块的强度，又减少了砌块的收缩裂缝。选择骨料应控制粒径，一般采用10mm以下细度的清水卵石、清水细砂，有条件时可采用10mm细度的砖瓦碎屑或矿渣代替卵石，也可用煤矸石粉或硅灰代替细砂，便能与水泥一道发挥更好的活化作用。 1.2.3　增塑剂的选择加入水中的增塑剂，可采用减水剂中的木质素磺酸盐类、多元醇类、羟基酸盐类、聚氧乙烯烷基醚类或腐殖酸类。 1.2.4　骨料粒径的控制骨料颗粒应均匀一致，其最大粒径不得大于砌块最小壁(肋)厚度的1/3，细砂须经0.60mm孔径筛筛分除渣；卵石须经0.9mm孔径筛筛分除粗；粉煤灰须经0.45mm孔径筛筛分除渣。为使混凝土畅通进入机体模具，均匀充满模壁，提高砌块的密实度，且防止损坏机件，须在成型机入料口处装上10mm以下孔径的网筛。

2　混合料配比合理掺配混合料，是确保粉煤灰混凝土小型空心砌块成型优质的重要环节。粉煤灰在混凝土小型空心砌块中的掺量，一般占胶凝材料的比率为：粗灰12%～15%，中粗灰15%～18%、细灰18%～20%。混合料中的粉煤灰掺量，既可取代相同重量的胶凝材料，又可取代相同体积的骨料。取代的粉煤灰所获得的强度增加效应，可补偿活性砂、石等骨料的强度损失。科学的确定混合料配比是提高坯体强度的关键 3　挤压成型工艺粉煤灰混凝土小型空心砌块的坯体成型，主要由空心砌块成型机完成。该工艺具有优点为：①生产工艺简单，便于操作，可实现连续生产；②被挤出料为塑性，含水率低，收缩率小，坯体密实度高；③粗骨料与粗骨料相互搭接的孔隙可通过水泥和细集料填充，增强水化产物间的相互结合，提高成型坯体强度；④制品质地均匀，表面平整，不需焙烧，砌块强度>MU10；⑤可提高砌筑效率，省工省料，节约成本。

3.1　砌块的规格尺寸粉煤灰混凝土小型空心砌块外形多为直角六面体，其规格尺寸为390mm×190mm×190mm；空心率为49.8%；孔壁厚度为30～35mm；边肋厚度为25～30mm；中肋厚度为40～50mm；壁、肋的锥度均为5mm；芯柱尺寸不小于120mm×120mm。此规格尺寸既利于成型时均匀布料，确保砌块壁、肋的密实度均匀一致，也便于坯体脱模。 3.2　主要的机械设备生产粉煤灰混凝土小型空心砌块的主要设备有： ①振动筛：用于控制粉煤灰和骨料粒径(孔径各异)； ②配料秤：用于集料计量，按比精确配料； ③混凝土搅拌机：用于混合料搅拌、捏合，制备成坯料； ④空心砌块成型机：用于拌和料挤压成型； ⑤皮带运输机：用于原材料和坯料输送或只输送坯料； ⑥自动同步切割机：用于坯体切割定型； ⑦粉碎机：用于矿渣、砖瓦渣、煤矸石、筛余料等骨料的粉碎； ⑧洒水器：用于给混合料均匀洒水； ⑨坯体养护场(库)用于湿坯体养护； ⑩其他设备：板车和成品堆放场地等设备。

4　坯体的养护坯体的养护方法，可采用自然养护法辅以人工养护法。 4.1　自然养护工艺自然养护是将坯体连同托板一起平稳放入坯场，盖上塑料薄膜保温保湿养护，以提高坯体的早期强度。静养24h后，便可进行坯场码垛覆盖，洒水养护；也可放入塑料大棚内，利用太阳能养护。每天洒水的次数应视气候、季节而定，洒水量以保持坯体的潮湿状态为度，以维持水泥水化反应的正常进行。养护两周后揭掉坯体上的覆盖物，自然养护至满28d便可出厂。 4.2　人工养护工艺坯体人工养护工艺是采用蒸气养护，不受气候、季节的限制，可实现常年生产，且砌块质地均匀强度高。但是，人工养护需要库房和设备，投入较大，成本较高。有条件的大中型建材企业，可采用人工养护法辅以自然养护法。

4.3　自然养护应注意的工艺要点坯体的自然养护，工艺上必须把住五关： ①坯场应高度平坦，以免坯体在养护过程中变形或断裂； ②坯体码垛不能过高，一般码4～5层，最高不超过6层，如果再高，会压坏底层坯体； ③冬季生产的坯体应采取保温养护措施，或采用掺早强剂等技术手段促进坯体硬化； ④养护初期要防止暴雨袭击或烈日暴晒，避免坯体表面损伤或产生裂纹； ⑤切实加强坯场管理，落实养护职责和措施，以避免养护过程中人为的坯体质量缺陷损失。

专题二混凝土小型空心砌块的原材料替代（煤渣）

专题二混凝土小型空心砌块的原材料替代（煤渣）
1.煤渣混凝土小型空心砌块的原料原料：325水泥，某制药厂锅炉煤渣，天然细骨料

2.煤渣混凝土小型空心砌块的组分优化（1）水泥掺量对混凝土强度影响最明显，为降低成本，水泥用量以不超过37.2%。（2）采用煤渣与天然细骨料掺配使用，可较大提高混凝土的抗压强度，但其容重会相应的增加。为了减轻砌块的容重，煤渣与天然细骨料的掺配比例以35%为宜。（3）在煤渣粒度这一因素中，以自然级配的煤渣配制的混凝土抗压强度最高，用细煤渣（粒径小于5mm）配制的抗压强度最低。结合砌块生产情况，使用破碎后自然级配的煤渣在技术上最为合理。

3.煤渣混凝土小型空心砌块的生产工艺优化

4.煤渣混凝土小型空心砌块的生产工艺优化

5.煤渣混凝土小型空心砌块性能

混凝土小型空心砌块的应用注意事项混凝土配制：由于生产砌块的混凝土是振动挤压成型，拌和物用水量少，拌和物是干硬性的，集料难以自由拌和，宜用强制式搅拌，具有搅拌作用强烈、耗时短、搅拌质量好、生产效率高等优点。为了提高混凝土的强度，采用二次投料搅拌工艺，也称先拌水泥砂浆法，即待拌好水泥砂浆后，再投入石子的搅拌方法。通过改变投料程序，使水泥颗粒充分地分散包裹在砂子颗粒表面，避免产生小水泥团，是充分发挥水泥物性、提高强度的一种办法。砌块的成型：是砌块生产的关键工序，砌块质量的优劣、生产率的高低在很大程度上取决于成型机的性能。由于生产的砌块主要用于承重墙体，所以应选用适于生产高强砌块的模振成型机，要求振动加速度大、加压值较高。本项目基于成本因素，选择了吸收美国和德国成型机特点的国产砌块成型设备，生产的砌块各项技术指标、产品性能达到GB 《普通混凝土小型空心砌块》要求。

轻骨料混凝土砌块

2.2 轻集料混凝土砌块用堆积密度不大于1100kg/ m3 的轻粗集料与轻砂、普通砂或无砂配制成干表观密度不大于1950kg/ m3 轻集料混凝土制作的小砌块称为轻集料混凝土小砌块。轻集料小砌块的分类按轻集料种类分为:人造轻集料(页岩陶粒、粘土陶粒、粉煤灰陶粒、大颗粒膨胀、珍珠岩) 、天然轻集料(浮石、火山渣) 、工业废料轻集料( 自然煤矸石、煤渣等) 配制的混凝土小砌块。按用途分为:保温型、承重保温型、承重型轻集料小砌块。按砌块孔的排列分为:实心、单排孔、多排孔小砌块。轻集料还有煤渣，煤矸石，浮石，火山渣，陶粒等。。。。

2.2.1轻集料混凝土砌块的原料轻集料还有煤渣，煤矸石，浮石，火山渣，陶粒等。。。。

2.2.2 轻集料混凝土砌块与粘土砖比较

2.2.3 轻集料混凝土砌块新型轻集料空心砌块采用水泥为胶凝材料，膨胀珍珠岩等，砂子做集料，加人一定的外加剂、原料资源方便、成本较低.不论是采用国产小型成型机械，还是引进国外大型生产线，均可组织相应现模的生产.由于采用免烧工序，使得加工工艺简化，从而可节约大量煤炭、免除环境污染、节省劳动力、缩短制造周期及减少作业场地.

2.2.4 轻集料混凝土砌块的性能

2.2.5 轻集料混凝土砌块的热工性能

2.2.6 轻集料混凝土砌块的生产工艺流程轻集料混凝土搅拌工艺按轻集料的1h吸水率大小，也分为一次投料搅拌工艺和二次投料搅拌工艺。当轻集料吸水率＜10%时，可采用二次投料搅拌工艺；当轻集料吸水率＞10%时，轻集料在搅拌前应进行预加湿处理，以提高混凝土的强度，两种工艺流程见图7、8。

2.2.7 轻集料混凝土砌块的经济效益分析经济效益分析

2.2.8 轻集料混凝土砌块产品质量问题养护不到期即出厂缺棱掉角较多,外观质量不良砌块块型不合理有的砌块生产线不适应生产发展的需要
陶粒砌块中掺入大量的民用锅炉煤渣, 造成小砌块吸水率大都超过15 % ,有的高达35 % ,由于吸水率大,冻胀破坏力大,造成砌块抗冻性差严重影响产品与工程质量陶粒砌块掺煤渣厂方为了增加产量获取利润,小砌块自然养护7～10 天即出厂,出厂前砌块无一切防雨和排水措施,因此,相对含水率超标,上墙后干缩率大,这是造成墙体开裂的重要原因。养护不到期即出厂有的工厂陶粒粒径太大,超过20mm 级配不合理; 水泥用量较少,保温砌块水泥用量仅80～100kg/ m3 , 抗压强度不达标,直接影响外观质量缺棱掉角较多,外观质量不良出现整个墙体结霜和装饰贴面材料脱落的不良后果砌块块型不合理有的砌块生产线不适应生产发展的需要产品质量低 a. 在陶粒小砌块中大量掺入煤渣随着墙改深入发展以及粘土砖的禁止使用,轻集料小砌块厂如雨后春笋发展起来,特别在寒冷地区发展更快,仅就哈尔滨市近几年就拥有50 多家砌块厂, 北京也有70 多个企业,其中陶粒小砌块占80 %以上, 厂家多了就出现竞争,施工单位或使用单位,可以任意挑选,一般不以质量为重,造成相互压价。厂方为了赚钱,原材料采用愈便宜愈好,以获取暴利,从而促使产品质量迅速下降,主要是在陶粒砌块中掺入大量的民用锅炉煤渣,最多达80 %以上;煤渣与陶粒每立方米的比价相差约10 倍,由于煤渣特别是北方采暖地区的民用锅炉煤渣燃烧不充分, 含碳量较高, 有的高达36 % ,一般都以焦炭的形式出现,因此吸水率较大,造成小砌块吸水率大都超过15 % ,有的高达35 % ,由于吸水率大,冻胀破坏力大,造成砌块抗冻性差,25 次冻融即出现严重缺棱掉角,强度损失达30 %以上,严重影响产品与工程质量。 b.小砌块养护不到期即出厂有的厂方为了增加产量获取利润,小砌块自然养护7～10 天即出厂,出厂前砌块无一切防雨和排水措施,因此,相对含水率超标,上墙后干缩率大,这是造成墙体开裂的重要原因。为了防止砌块裂缝,新标准中调整了最大吸水率指标为20 % ,并增加了干缩率指标,明确提出了,陶粒混凝土砌块中,煤渣在陶粒混凝土的掺量不应大于轻粗集料总量的30 % ,从编制组调查的资料来看，不同小砌块集料品种其吸水率、干缩率的平均值除煤渣砌块、非煅烧陶粒砌块的干缩率外,基本都能满足新标准的要求。但煤渣砌块与陶粒砌块相差很大, 平均吸水率大72 % ,平均干缩率大110 % ,这些数据主要从正式检测报告中收集到的,一般都是合格品,从调查中发现,还有一些不合格品没有正式报告,其煤渣砌块吸水率最高达35 % ,干缩率更大,因此煤渣掺量过多会直接影响陶粒砌块的吸水率和干缩率,据了解有的单位采取一定措施(煤破碎、过筛、自动喂料、沸腾炉燃烧,煤渣的质量是比较好,可以直接使用,但不能称陶粒混凝土砌块,特别在非采暖地区,没有冻融破坏, 是完全可以应用的) 。为了防止砌块上墙干缩裂缝,在有条件的地方砌块养护必须保证28 天才能出厂,一般来讲干燥收缩在28 天内最大,以后逐渐减少,但还会产生。为了保险起见,在有条件的地区最好养护到40 天出厂。大庆地区在地方技术规程中,明确规定普通混凝土小砌块自然养护龄期宜控制在40 天以上;对蒸养砌块出窑后也不应少于20 天出厂是必要的。2. 3 　缺棱掉角较多,外观质量不良有的工厂陶粒粒径太大,超过20mm 级配不合理; 水泥用量较少,保温砌块水泥用量仅80～100kg/ m3 , 抗压强度不达标,直接影响外观质量。 c .砌块块型不合理轻集料混凝土小型空心砌块,由于保温性能好,受到寒冷地区普遍欢迎,其保温性能好,一方面是采用轻集料配制的混凝土,导热系数小,另一方面是采用多排孔小型空心砌块。从GB 民用建筑热工设计规范附表2. 4 也可看出,空气间层厚度为40mm 以上时,热阻值均为0. 18m2·K/ W ,以孔宽180mm 为例, 如改为三个40mm 孔宽,其热阻值为0. 18 ×3 等于0. 54 m2·K/ W ,也就是热阻提高约3 倍。因此说排孔数对小砌块的保温性能有明显的影响。目前黑龙江省一般采用290mm 厚三排孔小砌块,孔宽在50mm 左右。但有的厂家为了节省材料,降低重量,不顾保温性能要求,或不懂这个技术要求, 将240mm 厚三排孔宽40mm 的小砌块改为单排孔孔宽为180mm ,从表2 可以看出其保温性能明显下降,当采用390mm ×240mm ×190mm 的煤渣混凝土小砌块三排孔时,其表观密度为936kg/ m3 ,属1000 级,改为单排孔时表观密度为566kg/ m3 ,属600 级,的确重量大幅度下降,按照这个密度等级可以用在高层建筑,但保温性能明显下降,热阻由0. 58 下降到0. 3 m2 ·K/ W ,下降48 % , 如将290mm 厚的三排孔页岩陶粒小砌块改为单排孔,热阻值将下降51 % ,由相当红砖两砖半的保温性能,下降到一砖的保温性能,使用这种砌块在哈尔滨就会出现整个墙体结霜和装饰贴面材料脱落的不良后果,因此在寒冷地区必须采取多排孔砌块才能达到热工要求。 d. 有的砌块生产线不适应生产发展的需要一般生产外围护结构的轻集料小砌块都是土法生产线简易作坊,工厂没有质量保证体系,产品质量低、离散性大。同时也出现生产不出无砂、少砂轻集料小砌块。为了更好的贯彻墙改政策和保证产品质量必须加强对小砌块的质量管理,严把砌块进场关,不合格产品禁止进入施工现场和上墙。产品价格应合理,不得任意压价,影响产品质量;加强对小砌块的行业管理,全面提高企业素质,支持企业上规模、上水平提高砌块产品的科技含量,同时也要改进洋设备的多功能使用性能。

2.2.9 轻集料混凝土砌块的市场前景随着墙改的发展,粘土实心砖的禁止使用,展望我国建筑砌块的发展前景,形势喜人。
据有关专家预测到2005 年,全国各类砌块总产量将达到9200 万m3 左右,其中轻集料小砌块若按40 %计接近4000 万m3 ,将可取代260 亿块实心粘土砖,每年还将以60 万m3 速度递增。据了解目前全国各地都在新建和扩建陶粒及其混凝土小砌块厂,其中有大庆、江苏金坛、天津、广州、宜昌、襄樊、长春、吉林、鞍山、温州、宁波、石家庄等地;大庆2003 年已建成20 万m3 粉煤灰陶粒生产线, 将用在砌块生产上,广州地区2003 年已达年产10 万m3 砌块厂,近期还将向周边地区发展,黑龙江的鹤岗、庆安、哈尔滨、湖北的宜昌、襄樊以及江苏等地陶粒产量都不低,还有扩大发展的趋势。天然轻集料也随着粘土实心砖的禁止使用,吉林、黑龙江、辽宁、山西等地也即将大批量开发应用在小砌块生产上。随着房产开发的快速发展,将为轻集料小砌块的发展提供有利条件,形势大好。

2. 2.10 轻集料混凝土砌块的节能达标的主要途径 a. 单一超轻陶粒混凝土小砌块
轻集料混凝土砌块的节能达标的主要途径 a. 单一超轻陶粒混凝土小砌块采用单一材料节能达标对严寒地区用在外围护结构,其施工最方便、效率高、比较理想,但首先必须生产当地需要的密度等级的超轻陶粒,配制相应的超轻陶粒混凝土小砌块,用它制造单一材料墙体达到外墙节能标准要求,是一条行之有效的途径。 b. 轻集料小砌块外保温复合墙体对采用轻集料小砌块外保温墙体可利用小砌本身的保温性能,减少保温层厚度,同时满足住户任意钉排的装修需要以及墙面采暖等优点,在有些寒冷地区比较受欢迎。由于外保温性能好,可减小热桥的影响,是目前应用比较广泛的方法,以前应用这种方法,由于没有国标和行标,仅有企业标准,设计、应用不统一比较混乱,对保证工程质量人们比较关注,也很担心, 2003 年建设部发布了《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JC 行标,对外墙外保温墙体有了统一的标准,对推动外保温墙体的发展将起到促进作用,但对外保温材料的耐久性、可靠性还有一些怀疑,到底粘结剂能使用多少年,对高层建筑使用,如发生质量问题,如何解决,尚需通过实践来逐渐完善。

2.2.10 轻集料混凝土砌块的节能达标的主要途径 c. 轻集料小砌块交替组砌夹心苯板
采用轻集料小砌块复合聚苯板,根据各地节能标准要求,采用不同密度等级的小砌块复合不同厚度的苯板达到节能标准要求。为了不用或少用连接钢筋, 采用砌块交替组砌,可防止水平、垂直无缝产生的“热桥”,可以满足平均传热系数达到节能达标要求。 d. 轻集料小砌块空心内填聚苯板等高效节能材料为了充分利用现有生产厂家的生产设备,将砌块空心内填入聚苯板等高效保温材料,以达到节能标准要求,同时还可减薄墙体厚度,增加有效使用面积,为防止垂直灰缝产生的“热桥”影响墙体保温性能,仍采取交替组砌,但水平灰缝必须采取保温砂浆,以保证平均传热系数的要求。 e. 承重保温轻集料小砌块外墙采用填芯和夹心途径达标为了保证承重保温轻集料小砌块墙体既能满足砌体强度要求,又能达到节能指标要求,因此采取空心内部分填芯,砌块间的空腔内必须插入苯板交替组砌,既可达标又防止垂直、水平灰缝出现“热桥”,同时排孔上、下采取孔壁相对,普通砂浆砌筑,以保证砌体强度, 经试验和使用实践效果很好。

蒸压加气混凝土砌块

2.3 加气类混凝土砌块加气混凝土的国内发展和研究现状中国在19世纪30年代就已经有过加气混凝土的生产和应用实例。
早在1958年，原建工部建筑科学研究院开始研究蒸养粉煤灰加气混凝土 1962年起建筑科学院与北京有关单位组织力量对蒸压加气混凝土进行了卓有成效的实验，并试生产了少量加气混凝土制品。 1965年从瑞典西波列克斯公司引进成套生产技术及设备，建成了北京加气混凝土厂。 “九五”期间，我国新型墙体材料快速发展，生产能力迅速增加，产量由1995年的1219亿块增长到2000年的2100亿块，占墙体材料的比例由1995年的16%提高到2000年的28%，实现了“九五”规划目标

2.3 加气类混凝土砌块 2.3.1 加气混凝土砌块的原材料加气混凝土砌块是由钙质材料如水泥（或部分用水淬矿渣，生石灰替代）和含硅材料（如砂，粉煤灰，尾矿粉等）经过磨细并与发气剂（如铝粉）和其它材料按比例配合，再经料浆浇注，发气成型，静停硬化，胚体切割与蒸汽养护，（蒸压或蒸养）等工序制成的一种轻质多孔的建筑材料，它可以制成配筋内外墙板，屋面板，楼板，无筋砌块和其它形状的保温材料等多种制品。

2.3 加气类混凝土砌块 2.3.2 加气混凝土砌块的生产工艺

2.3 加气类混凝土砌块 2.3.3 加气混凝土的抗压强度含水率孔隙率和孔结构抗压强度表观密度膨胀方向

2.3 加气混凝土砌块 2.3.3 加气混凝土的抗压强度（1）孔隙率与强度关系
学者T. C. Hanson针对多孔材料，采用最简单的物理模型推导出了多孔材料的孔隙率一强度关系式，使得公式中的各个系数都有明确的物理概念，其公式为: 加气混凝土的孔隙率一般达70-80%，其中的孔可分为凝胶孔、毛细孔和由铝粉发气造成的发气孔。式中: Vp——孔隙率，%; R0——理论强度，即孔隙率为零时的强度，MPa; R——孔隙率为Vp时的强度，MPa;

2.3.3 加气混凝土的抗压强度（2）表观密度与强度关系式中: P——抗压强度 ρ0——表观密度 ρ——密度
由此可见，加气混凝土强度与表观密度的关系式对其生产控制、质量评定及使用具有非常重要的指导意义，关系式中孔的形状指数是表征加气混凝土气孔结构好坏的重要指标之一，孔的形状指数n的大小决定制品强度的大小。

2.3.3 加气混凝土的抗压强度（2）含水率与强度关系
含水率对加气混凝土强度的影响比普通混凝十草加显著随着水分侵入材料内部的毛细孔减弱了材料内部质点的联结，使强度有所阳氏。对于加气混凝土强度与含水率的关系，大量试验数据表明:绝干时，加气混凝土抗压强度最高，随着含水状态变化，弓引变开始变化，当含水率超过15%时，强度随含水率增大而下降的趋势减缓，当含水率超过25%以上，强度趋于稳定。从关系曲线可知，加气混凝土砌块含水率小于15%时，抗压强度随着含水率的增大而急剧降低，在25%--45%时，强度比较稳定，但含水率超过45%至饱水状态时，强度下降比较明显，这一变化规律为合理确定加气混凝土抗压强度提供了选择依据。基于上述分析，考虑地域环境对材料使用下湿度的影响，我国南方加气混凝土平衡湿度为8%^‘ 10%，北方的加气混凝土平衡湿度为2%^6%。综合考虑，本文认为加气混凝土抗压强度的基准含水率应定为材料的平衡含水状态，取((6士2)%较合理。

2.3.3 加气混凝土的抗压强度（2）膨胀方向与强度关系
在生产过程中，由于加气混凝土料浆向上发气，气孔沿发气方向略呈椭圆形，使得试件平行于发气方向受力时的抗压强度与垂直于发气方向受力时的抗压强度有所不同，因此在实际评定加气混凝土抗压强度时，对膨胀方向影响的研究也非常必要，为此本文针对常用的BOS, B06两种级别的加气混凝土进行了试验，试验结果见表2.8 由此可见加气混凝土具有各向异性，膨胀方向对其抗压强度有一定的影响，试件平行于发气方向受力时的抗压强度约为垂直于发气方向受力时的抗压强度的78%，因此在实际评定加气混凝土的抗压强度时，一定要严格依据GB/T 《加气混凝土力学性能试验方法》中规定的试件受压方向应垂直于样品的膨胀方向，否则容易造成误判。

2.3.4 加气混凝土的干燥收缩变形建筑物的墙体裂缝不仅影响建筑物的美观和使用功能要求，还可能破坏墙体的整体性，降低结构的强度、刚度和稳定性，影响结构安全，甚至会降低结构的耐久性。其中干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。加气混凝土具有很多微孔结构，总孔隙率可达70-85%，吸水率大，有吸水先快后慢，释放水速度慢的特点，水分迁移使水、水蒸气和孔结构之间产生强烈的相互作用，造成收缩过大。因此，试验研究加气混凝土的干燥收缩变形特性对加气混凝土砌体裂缝的预防控制具有非常重要的意义。干燥收缩值随试件含水率的变化曲线可以看出，粉煤灰加气混凝土制品的干燥收缩值随制品含水率的变化有如下规律: 1.随着制品含水率的不断减少，其干燥收缩值逐渐增大。 2.真正对结构有危害作用的收缩值是出釜至平衡状态这一区间的收缩，在结构设计中，这一区间的收缩引起的收缩拉应力应加以重视。

2.3.5 加气混凝土存在问题作为结构功能材料，我们既希望加气混凝土具有良好的力学性能、保温隔热性能，又希望它具有良好的吸、放湿功能，但对加气混凝土进行改性后，其吸水性能降低，力学性能和保温性能提高，这是我们所希望的，但其吸湿能力有所下降。如何使这些功能之间很好地协调匹配，这也将是我们继续研究的内容之一。

2.3.6 加气混凝土配套砂浆用它砌筑墙体能减轻建筑物的自重，降低综合造价，但是由于加气混凝土砌块存在收缩率大、导湿性差、解湿时间长、弹性模量小于普通砂浆等客观因素,易产生墙体裂缝。裂缝的产生不仅严重影响墙体外观质量，更重要的是引起渗漏，影响建筑物的使用功能，导致墙体含湿量大幅度提高，进而显著降低墙体的保温隔热功能。为了有效防治墙体的开裂,除了努力提高砌块本身的性能外,研制与加气混凝土砌块相配套的自收缩小、粘结能力强、弹性模量低且有一定韧性的砌筑砂浆成为减少加气混凝土砌块砌体墙裂缝的关键技术之一。

2.3.7 加气混凝土配套砂浆的外加剂

2.3.8 加气混凝土配套砂浆的正交设计结果

2.3.9 加气混凝土配套砂浆的配比建议 1)随着纤维素醚掺量的增加,砂浆的强度下降明显,因此,需控制纤维素醚的用量。在纤维素醚掺量为1‰时,砂浆的弹性模量和56d收缩率都优于基准砂浆,这样在保证强度的前提下,又改善了砂浆的性能,且有利于成本的控制。 2)可再分散乳胶粉的加入显著地改善砂浆的韧性,但当掺量为5%时,砂浆的弹性模量和56d收缩率都最差,由于可再分散乳胶粉掺量相对较大,是成本控制的重要环节,在2%的掺量下砂浆的性能也已明显优于基准砂浆的性能,弹性模量值与掺量为8%时相差不大,且收缩最小,因此,掺入2%的可再分散乳胶粉,是性价比较好的掺量。 3)粉煤灰的加入对砂浆的早期强度不利,但随着水化反应的进行和粉煤灰中活性火山灰成分的水化,提高了砂浆的后期强度。砂浆的弹性模量随着其掺量的增加而减小,当掺量在15%时,砂浆的56d收缩最小,掺量在20%和25%时的收缩相差不大。 4)减水剂对砂浆的弹性模量影响不大,但对抗压强度和收缩影响较大。随着减水剂掺量的增加,砂浆的强度反而减小,同时砂浆的收缩随着减水剂掺量的增大而增大,说明减水剂的掺量增加不利于砂浆收缩的减小。

脱硫石膏砌块

2.4 石膏基砌块 2.4.1 原材料烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径约40~60μm ,颗粒呈短柱状，径长比在1.5~2. 5之间。颜色呈灰、黄，其中二水硫酸钙含量较高一般都在90%以上，含游离水一般在10%~15%，其中还含有飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙以及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。

2.4.1 原材料石灰石湿法脱硫石膏(下指脱硫石膏)具有非常优越的性能，是很好的建材工业原料，在国内外应用都已很成熟。脱硫石膏在建筑业、建材业中主要应用作水泥缓凝剂、纸面石膏板、石膏空心板、石膏空心大板、石膏砌块、粉刷石膏、自然平地面石膏浆料。

2.4.2 国内外脱硫石膏的发展现状欧洲脱硫石膏的数量和分布见表4，其中德国达到620万t，占有欧洲最大份额。

2.4.2 国内外脱硫石膏的发展现状我国是以煤为主要能源的国家，在能源总量中75%是煤炭，这种状况在短期内不会变化。据有关方面介绍，到2050年煤炭在中国能源中的比重不会低于60%，因此SO2的排放在短期内不会消除。据不完全统计2000年我国SO2排放已超过3 000多万吨，随着经济的发展，这个数量还在继续增加。为了解决这一危害，我国政府已制订了相关法律和法规加以治理和控制。根据国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复，(国函[1998]s号)文及“火电厂大气污染物排放标准”( GB )的要求，预计到2010年全国需要对180台机组安装烟气脱硫装置，相当于44000 MW装机容量。 2001~2005年全国需有15700 MW装机安装烟气脱硫装置，其中国家电力公司有10000 MW约40台机组安装烟气脱硫装置。从1992年重庆路磺电厂引进日本烟气脱硫装置以来，山西太原一电厂、重庆电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂、广东粤连电厂、扬州电厂相继建成脱硫装置，另有20多个电厂正在建设脱硫装置，还有一批电厂正在规划之中。

2.4.3 脱硫石膏的应用领域石膏砌块主要用于框架结构建筑、钢结构建筑、高层混凝土剪力墙结构的内隔墙，厚度一般为8 cm,石膏砌块隔墙1m3用石膏约30~35 kg，每100万m2石膏砌块需用3万t石膏。另外在自流平地面、粘结石青、装饰体及线角中也有不少应用。

2.4.3 脱硫石膏的应用领域

2.4.4 石膏粉煤灰胶结材粉煤灰也可以适当地应用在石膏材料中。在石膏制品中，掺入一定量的粉煤灰，能够改善石膏固有的一些缺点，如脆性大、耐水性差等:并降低其生产成本，且完全符合政策导向。有效利用火电厂排放的脱硫石膏和粉煤灰生产石膏粉煤灰制品是解决脱硫石膏和粉煤灰的最佳途径。

2.4.5 石膏粉煤灰胶结材水化机理它们的水化具有一定的相似性;粉煤灰水化机理基本相同，如下:
石膏粉煤灰胶结材的组成与粉煤灰一水泥相似，材料的组分基本相同，它们的水化具有一定的相似性;粉煤灰水化机理基本相同，如下: 从水化机理上可以看到，石膏都是作为激发剂而存在，特别是在有碱存在的情况下，能加速粉煤灰的水化。不过，石膏在硬化体中所起的作用因具体环境不同而迥异。从水化机理上可以看到，石膏都是作为激发剂而存在，特别是在有碱存在的情况下，能加速粉煤灰的水化。不过，石膏在硬化体中所起的作用因具体环境不同而迥异。

2.4.5 石膏粉煤灰胶结材水化机理合理的配方和工艺设计能够改善石膏粉煤灰硬化体的结构，提高强度。根据前面的试验现象和石膏粉煤灰胶结材结构分析，我们可以设计如下的半水石膏粉煤灰胶结材的凝结、硬化工艺程序:

2.4.6 石膏粉煤灰胶结材（DGF）的加工工艺（1）缓凝剂的作用（2）不同加料方式对强度的影响（3）不同熟料和石灰掺量
（4）适当的养护制度缓凝剂和不同加料方式影响了半水石膏水化过程和水泥的早期水化，控制了浆体中的钙矾石的生成机制，改变了水化产物(特别是钙矾石)在半水石膏凝结、硬化前的数量、比例，影响了硬化体的结构组成。碱总量(熟料十Ca (OH)2)对石膏粉煤灰胶结材的强度有非常明显的作用。掺熟料和Ca COH) 2的石膏粉煤灰硬化体适宜干湿循环养护。

2.4.7 养护工艺对石膏砌块的影响成型及强度测定按GB 《水泥胶砂强度检验方法》进行，水/固=0.22。成型后两天脱模，再按要求养护. 自然养护:试验室空气中养护，平均温度20℃，平均湿度70% 湿热养护:调温调湿箱中，相对湿度> 90%，升温速度20 ℃ /h，自然冷却干热养护:电热烘箱中，升温速度20 ℃ / h，自然冷却. 蒸压养护:蒸压釜中，升压2h，压力0.2MPa，恒压4h，缓慢降压. 由表2可知，湿热养护后1d与28d强度高于干热养护及蒸压养护后1d与28d强度，更高于自然养护28d强度，即DGF胶结材适宜于湿热养护。

2.4.8 养护工艺对石膏砌块的影响湿热养护制度的试验结果见表3.
在表3所列试验范围内，综合考虑热养护后强度及减少养护时间和能耗，DGF胶结材较适宜的湿热养护制度为:升温速度20 ℃ / h,0恒温温度85 ℃ ，恒温时间7h，自然冷却降温。更为经济有效的养护制度尚须依据生产条件通过试验优选确定。

适宜湿热养护制度研究分析 1.恒温温度由湿热养护(恒温温度95 ℃ ，恒温时间7h)，试样的XRD分析可知，恒温温度达到95℃时，钙矾石特征峰减弱，大量钙矾石分解转化为单硫型水化硫铝酸钙，产生不利的结构破坏作用。为有效地发挥升温对加速水化和结构形成的作用，抑制钙矾石的分解作用，这种胶结材湿热养护的恒温温度不应超过85 ℃ 。 2.恒温时间由湿热养护不同恒温时间试样的XRD分析可知，恒温时间不同，钙矾石与二水石膏特征峰强度不同。当恒温温度为85C.恒温时间在7h以内，随着恒温时间的增加，体系中钙矾石特征峰强度增加，同时二水石膏峰高逐渐降低，表明水泥不断深人。当恒温时间超过7h达到19h时，钙矾石特征峰变化不大，但M盐增多，表明恒温时间进一步延长，则有钙矾石分解产生M盐，这对硬化体结构与强度是不利的。在考虑DGF胶结材热养护制度时，也应有适当的“度时积，以满足热养护制度和缩短养护时间的要求，这一点与水泥混凝上热养护类同。但在某一恒温温度(例如85 C )，过于延长恒温时间，不仅会浪费能源，延长养护周期，还会较明显地导致结构破坏作用加剧，这是有别于水泥混凝土，并应避免的。

石膏粉煤灰胶结材的硬化性能（1）强度

石膏粉煤灰胶结材的硬化性能（2）干湿循环后强度的变化

石膏粉煤灰胶结材的硬化性能（3）热膨胀系数

石膏粉煤灰胶结材的硬化性能（4）尺寸规格

石膏粉煤灰胶结材的硬化性能（5）外墙传热系数

2.4.11 石膏粉煤灰胶结材的生产工艺及设备砌块生产过程包括计量、搅拌、浇注成型、脱模、养护等工序。
物料搅拌均匀是砌块获得优良性能的基本保证,要使速凝快硬的胶结料搅拌均匀,必须在短时间内采用高速搅拌机来实现,选用的搅拌机搅拌速度300r/min,保证在50s内将料浆搅拌均匀。砌块中既含气硬性材料又含有水硬性材料,采取合适的养护制度是保证质量的关键。 70℃左右的干热养护较为适宜胶结材的水化硬化,在养护初期,干热养护使胶结材中水分蒸发,形成湿热环境,既有利于石膏材料的干燥脱水,又有利于粉煤灰等水硬性材料在湿热条件下发挥活性,形成水化产物。随着养护继续进行,胶结材中水分逐渐减少,强度不断提高,14h的干养试件强度可达到28d自然养护下的强度。温度过低,不利于胶结材中水分的蒸发,要达到一定强度所耗时明显增加;温度过高,则会破坏石膏结晶结构,最终导致胶结材性能不佳。所以空心砌块合适的养护方式为干热养护,养护温度为介质温度90-110℃,养护时间10-14h。

石膏粉煤灰胶结材的生产工艺及设备空心砌块生产的主要设备为石膏炒锅和砌块成型模具。脱硫石膏含有游离水,在脱水过中排潮量大,适宜采用立式炒锅进行脱水。经对现有同类炒锅进行分析、比较并进行技术改进,现用炒锅的热效率与生产效率都明显提高,生产出的建筑石膏质量稳定。砌块成型模具为立式钢模,能够保证生产过程中砌块的外观尺寸准确,表面平整。

石膏粉煤灰胶结材的优点和经济效益分析砌块软化系数达到0.5左右,比纯石膏软化系数0.2～0.3有明显提高,可以用于软潮湿环境,经适当处理后,还能用于卫生间等部位,拓宽了石膏制品的应用范围空心砌块尺寸为666mm×500mm×80mm,四周有企口,空心率41%,三块砌块可构成1m2墙面。脱硫石膏粉煤灰空心砌块质轻,每单位面积质量60kg/m2,占地小,能扩大建筑物有效使用空间7-10%,满足大开间建筑灵活隔断的要求。空心砌块的主要原料为工业废弃物,因此砌块在性能优良的同时价格低廉。根据实际生产线生产状况测算,年产5万m2空心砌块,砌块成本20元/m2,售价33元/m2,年可创利税约80万元,生产线投资约50万元

2.4.14 石膏粉煤灰胶结材的生产工艺应注意问题所有的石膏制品都有大致相同的生产工序:陈化、配料、搅拌、成型、烘干。
但是，不同的生产方式对各个工序的要求不一样。陈化工序的作用至关重要，陈化质量的好坏关系到主要原料的稳定性和匀质性。确保半水石膏的陈化效果是实现整个生产过程进行可控操作的基础。配料工序是重要的辅助工序。不同的配料工艺生产的石膏制品具有不同的性能，特别是制品的匀质性波动。准确计量和预拌提高原材料的匀质性是配料工序的核心任务。

石膏粉煤灰胶结材的生产注意问题搅拌工序的各个参数对制品的性能有很大的影响。搅拌机的类型、搅拌速度以及搅拌时间决定浆料的性能;搅拌机的内部结构设计和清洗效果将影响到整个系统的运行质量。成型工序是整个生产线的核心工序和生产线的设计基础;采用立模平推、分段脱模、连续自动化生产的工艺，主要包括合模、灌浆、脱模和制品的推出以及成型设备的清洗等步骤(见图5-5)。成型设备的稳定性决定了整个系统的稳定性。烘干工序对于石膏粉煤灰制品必不可少。大规模工业化生产的石膏制品必须进行强制干燥，一是可以提高制品的性能，二可以缩短生产周期、减少堆场用地。

2.4.9 石膏粉煤灰胶结材的经济效益分析新建一个年产150万平方米的高精度、多功能石膏粉煤灰砌块生产企业，需要:设备总投资766万元，不动产总投资860万元，不可预见费80万元，共计1706万元。

泡沫砌块

2.5 泡沫混凝土 1.泡沫混凝土的定义泡沫混凝土又名发泡混凝土，是多孔混凝土中的一种，是采用发泡剂通过机械
制出泡沫，再将泡沫加入胶凝材料浆体，制成泡沫料浆，然后成型或现浇，经自然养护、蒸汽养护所形成的微孔轻质材料。 2泡沫混凝土的特点 ①重量轻：传统建筑都是厚墙、肥梁、胖柱，自重很大。泡沫混凝土的密度一般为300kg/m3～1200kg/m3，相当于黏土砖的1/3~1/10左右，普通水泥混凝土的1/5~1/10左右，也低于一般的轻骨料混凝土。 ②保温性能好、减薄墙体，增加建筑面积。由于泡沫混凝土内部含有大量的气泡和微孔，因而有良好的绝热性能。 ③抗震性能优异。地基荷载小，抗震力越强。地基的荷载与墙体材料的密度直接相关，墙体材料密度越小，建筑的地基荷载就越小。 ④减少噪声污染。泡沫混凝土具有良好的气孔结构，能起到良好的隔音效果，大大减少噪声影响，改善了居住环境。 ⑤调节室内温度。泡沫混凝土产品的含水率可根据室内环境的变化而变化，具有一定的调节室内外环境的作用，用泡沫混凝土所建的墙体，无论外面的气候条件如何，可最大限度地消除墙体与人体之间的辐射现象，保持室内相对湿度的平衡，即不干燥也不潮湿，能很好地调节室内湿度。

2.5 泡沫混凝土与加气混凝土的相同点泡沫混凝土是在传统加气混凝土的基础上发展起来的。在本质上和传统的加气混凝土没有区别。 1)结构特征相同。泡沫混凝土与加气混凝土一样，皆以封闭性气孔为主，连通孔和开孔极少。 2)密度相近。泡沫混混凝土密度等级划分与加气混凝土的级别一样。 3)力学性能及其技术指标相同或相近。 4)均以无机材料为主。

2.5 泡沫混凝土与加气混凝土的不同点 1)所用固体废弃物种类多。传统的加气混凝土绝大多数都是以水泥和粉煤灰为主要原料，固体废弃物只
粉煤灰一种。泡沫混凝土所用固体废弃物十分广泛，几乎包含了大多数的固废弃物。如：煤渣、煤矸石、矿渣、锯末等。 2)可以实现更小的密度。传统加气混凝土实现低密度手段只采用发泡，而不使用轻集料，所以要实现密度就很困难。而泡沫混凝土由于选用了很多低密度轻集料，发泡和轻集料举，可以很容易实现超低密度泡沫混凝土。 3)发泡手段更加灵活。传统加气混凝土只采用化学发泡，而泡沫混凝土除利用发泡机和发泡剂发外，还可以利用高压泵充气，只要能达到混凝土形成封闭性气孔的目的，发手段更加灵活。 4)养护方式更加多样。传统加气混凝土只采用蒸压养护，而泡沫混凝土由于所生产的品种很多，以采用自然养护、蒸汽养护或其他养护方式。 5)生产模具种类繁多。传统加气混凝土一般采用大型钢模整体浇筑，而泡沫混凝土除采用大型钢外，还采用各种小型模具、组合模具、异型模具、艺术模具。更重要的是，还可以现场浇筑，而不用模具。

2.5 泡沫混凝土砌块的原材料泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫，在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑，膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩，常用的外加剂与普通混凝土一样，为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥等均可在泡沫混凝土中使用。水泥是泡沫混凝土产生强度的主要胶凝材料，其掺加量多少和水化后的抗压强度决定了泡沫混凝土的抗压强度，掺加量越高，泡沫混凝土抗压强度越高；水泥标号越高，泡沫混凝土抗压强度越高。一般，泡沫混凝土宜采用42.5以上标号的水泥粉煤灰具有火山灰效应，它可以是对不利的Ca(OH)2转化为有利的C-S-H组分。这种潜在的活性效应随着龄期的增长才会明显的表现出来。粉煤灰还具有形态效应，它可以改善集料的级配、流动性又可以增加混凝土的密实性。另外，添加粉煤灰能提高混合料的粘接性，降低泡沫混凝土的早期塑性收缩变形。盖广清等研究了掺粉煤灰对陶粒泡沫混凝土的强度和表观密度的影响,并测定了粉煤灰陶粒泡沫混凝土的导热系数。结果表明:粉煤灰陶粒泡沫混凝土具有强度高、干表观密度低和导热系数低的优点。

2.5 泡沫混凝土砌块的原材料砂子在泡沫混凝土中主要起填充作用，同时砂子的加入有利于提高硬化泡沫混凝土的体积稳定性。选择合理的混合料稠度及填充料的类型可以调节泡沫混凝土的密度。泡沫混凝土制备工艺中，料浆的流动性主要受泡沫量的影响。减小砂粒尺寸能提高泡沫混凝土的强度。对于给定的密度，用粉煤灰代替砂粒能够得到更高强度的泡沫混凝土。更细的填充料能使强度密度之比更高。外加剂，为了满足泡沫混凝土的和易性及某些特殊性能的要求，泡沫混凝土中必须加入不同种类的外加剂，如掺膨胀剂以减少收缩裂缝；掺纤维材料以提高抗拉强度；用有机物对其进行表面浸渍聚合以提高强度和降低吸水性；掺适量骨料以减小收缩；掺粉煤灰后加入一些激发剂来加快强度发展。发泡剂又称起泡剂，是能促进发生泡沫而形成闭空或联孔结构材料的物质。用于制造泡沫混凝土的泡沫剂主要有三种类型，即铝粉类，表面活性剂类和蛋白质类。发泡剂种类对泡沫混凝土的质量影响较大，主要体现在浆体的稳定性、气孔与均匀性、硬化体的力学性能及抗冻性等方面。

2.5 泡沫混凝土砌块的制备工艺

2.5 泡沫混凝土的应用随着墙体材料改革和建筑节能政策的大规模实施,新型建筑节能材料越来越受欢迎,应用也越来越广泛。泡沫混凝土以其良好的热工特性,广泛应用于墙体材料和其他隔热工程中。泡沫混凝土具有既可以现场制备,就地浇注,又可以在工厂预制成各种泡沫混凝土制品的特点,所以应用方法灵活多变。目前泡沫混凝土主要的应用有: a.泡沫混凝土砌块。泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土产品中应用量非常大的一种材料。泡沫混凝土砌块一般选用密度等级为900 kg/m3～1 200 kg/m3几种等级的泡沫混凝土作为框架结构的填充墙使用,主要用作墙体保温隔热和维护结构,利用其质量轻、导热系数小、防火、抗冻性能高、施工方便等优点。 b.泡沫混凝土轻质板材。目前用于建筑物分户分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。

2.5 泡沫混凝土的应用 c.回填材料。现代建筑设计与施工越来越重视筑物在施工过程中的自由沉降和自重,建筑物自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑设计中通常要求在建筑物自重较低的部分基础填软材料,作为补偿地基使用。 d.建筑屋面与地面保温隔热层、楼层隔热垫层等。此类泡沫混凝土一般的密度等级为300 kg/m3~900 kg/m3,主要是利用其保温隔热、现场施工便捷的特点。 e.泡沫混凝土的其他应用。泡沫混凝土用作挡土墙,主要用作港口的岸墙;泡沫混凝土也可用来增强路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了边坡的自重,从而降低了影响边坡稳定性的作用力;泡沫混凝土也可用来修建运动场和田径跑道,使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮;泡沫混凝土还可以用于夹芯构件、管线回填、贫混凝土填层、屋面边坡、支撑防火墙的绝缘填充、储罐底脚、隔声楼面填充、隧道衬管回填以及供电、水管线的隔离等。

2.5 泡沫混凝土存在的问题目前泡沫混凝土的主要工作可从以下几个方面考虑:
a.加强泡沫混凝土发泡剂的开发力度以及发泡剂的复配技术研究,不断提高性价比。作为泡沫混凝土的主要组成部分,经济、高性能发泡剂的研制和开发,对于泡沫混凝土的性能和应用具有关键性的作用。 b.进一步研究泡沫混凝土的各种性能及影响其性能的因素。如泡沫混凝土的高吸水率问题,硬化混凝土气泡均匀性问题,泡沫混凝土强度偏低问题等等,这些问题的不断解决对拓展泡沫混凝土的应用规模和范围都是非常重要的。 c.进一步扩大泡沫混凝土的应用范围,目前泡沫混凝土的实际应用范围较窄,应不断开发新的应用领域,加大泡沫混凝土的使用量,逐渐形成规模效应。 d.加强泡沫混凝土的施工质量监督检测力度,如泡沫混凝土导热系数、强度、吸水率等的现场检测,逐渐规范泡沫混凝土市场。

砖类分类 1 混凝土砖 2 3 建筑垃圾砖煤矸石砖 4 5 泡沫水泥制品灰砂砖

混凝土砖

2.5 混凝土砖据不完全统计，2005~2006年间我国共上马生产线近万条，年总产量折标准砖40~50亿块。可分为：实心标砖、多孔砖两大类。特点：模数和规格与粘土烧结砖相同；强度一般低于粘土砖——适合承重和非承重建筑；块型符合施工习惯，最大限度满足了我国传统的建筑施工工艺要求。问题：收缩大，墙体均不同程度出现裂缝；抗冻性达不到要求，北方地区无法应用；推广应用的配套措施跟不上；生产工艺、设备并不是很成熟，存在很多问题；生产技术水平低下，生产规模小，产品质量不高。发展方向：高强、节能的混凝土多孔砖将成为今后的目标。

2.5 混凝土砖生产工艺混凝土砖以普通水泥为胶结料，沙石为主要骨料，轻集料为辅助骨料，经配合、加水搅拌、振动加压成型、养护而成。
2.5 混凝土砖生产工艺混凝土砖以普通水泥为胶结料，沙石为主要骨料，轻集料为辅助骨料，经配合、加水搅拌、振动加压成型、养护而成。生产设备小型破碎机，振动筛，强制式搅拌机， ZLJ——A移动式成型机，场内运输设备。工艺流程

混凝土砖的产品问题（1）强度低、质量差产品中水泥占有的成本构成高，企业为增加市场竞争力，极力降低水泥用量，导致产品强度很低，许多企业产品徘徊在MU10以下。（2）外观裂纹快速压制时，空气无法快速排出，通常从砖体四角排出，引起砖体上出现裂纹缝隙。（3）收缩开裂产品收缩大，收缩时间长，造成工程出现裂缝。不同产品收缩性：粘土砖1.0×10-4 灰砂砖(4~60)×10-4 混凝土砖(4~10)×10-4 （3个月，以后还会增加）

（4）抗冻性差 2.5.1 混凝土砖的产品问题产品吸水率大，极限抗拉力小，很难经受住受冻融破坏试验，在严寒地区难以推广应用。
混凝土砖的产品问题（4）抗冻性差产品吸水率大，极限抗拉力小，很难经受住受冻融破坏试验，在严寒地区难以推广应用。 ★ 寒冷地区，严寒地区材料抗冻性是一项重要指标 ★ -20℃下，目前的混凝土砖、蒸压的灰砂砖等均不能满足要求 ★ 外保温体系：界面温度一般6~8℃，但传湿性差，结露趋势增加，产品软化，也势必影响整体结构。

2.5.2 混凝土砖的产品问题的成因（1）砌体开裂 a. 墙材及砂浆干缩产生内应力砌体沉降产生内应力应力超过砌体抗
混凝土砖的产品问题的成因（1）砌体开裂 a. 墙材及砂浆干缩产生内应力砌体沉降产生内应力应力超过砌体抗温度应力产生内应力拉极限产生开裂 b. 砌体抗拉应力极限下降：混凝土砖表面光滑吸水速度、水分蒸发慢砂浆粘结强度大幅下降砌体抗拉应力极限下降

混凝土砖的产品问题的成因（2）抗冻融性冻害的产生内部含水受冻后结冰膨胀9% 破坏砖体抗拉极限降低，膨胀力导致破坏： a.水泥用量少时：产品内交联结构差，粉煤灰反应量少。 b.水泥用量多时：激发粉煤灰活性交联体组织结构改善抵抗冻融性提高。

混凝土砖的冻害问题 ★ 冻害理论：低温下，砖体表面水分结冰→与表面靠近的毛细孔中水开始冻结，伴随体积膨胀和未冻水向尚未被水充满的硬化体孔隙内移动。→此移动受毛细管壁粘性阻力而产生水压坡降 → 产生水压未超过结构的抗拉强度时，不发生冻害。 ★ 改善思路：内因：改善交联结构，水泥量要达到一定水平；通过外加剂改善组织结构，消除冻胀引起的应力。

混凝土砖的冻害问题外因： ♠ 以某普通混凝土受冻损伤为例： - 5℃冻融循环可达50次才破坏 -10℃冻融循环只达12次就破坏 -17℃冻融循环只达7次就破坏可见冻结温度影响很大。 ♠ 混凝土内保水度在极限值以下，混凝土冻害是可以防治的。故将混凝土干燥到某种程度是最有效防冻害的方法。工程上既保证混凝土内含水低，又保证外部水分进入混凝土，则混凝土不受冻坏。

2.5.3 混凝土砖的冻害问题不同材质的结构与抗冻品种原料主要产物产物抗拉极限产物抗冻性蒸压砖蒸养砖石灰、砂
混凝土砖的冻害问题品种原料主要产物产物抗拉极限产物抗冻性蒸压砖蒸养砖石灰、砂石灰、粉煤灰纤维状C-S-H片状雪硅钙石低差混凝土砖水泥、粉煤灰 C-S-H等高较好因此，混凝土砖具有较好的抗冻产物，只要水泥用量合理，并能激发粉煤灰的活性使C-S-H产物多，同时辅以改善结构抗冻性的外加剂，混凝土砖是能达到抗冻要求的。

混凝土砖的冻害问题 3. 市场应用情况混凝土砖目前在温带应用较好，寒区属空白。主要原因是：抗冻性没有过关；政府部门心有余悸，不鼓励应用。目前技术：通过材料改性，外加剂复合应用，目前该砖能够达到冻融合格。但该技术并不是各生产厂家能够全部掌握。

混凝土砖的生产设备 1. 成型质量重要参数：密实度密实均匀度：较差颗粒间咬合不紧，间隙多，孔隙率大，砖强度低。加大成型压力优点：可使密实度提高缺点：残存砖内水不能有效释放→形成孔隙→增加成型后空隙率；瞬间加大压力形成较大压力梯度→施载形成砖体内应力不均衡→砖体分层和内裂。

混凝土砖的生产设备目前设备： a. 国内许多设备采用单向一次加压方式生产制砖机； b. 部分企业采用生产空心砌块机制砖； c. 套用国外生产砂石混凝土砖设备制砖。密实度与密实均匀度不理想原因：粉煤灰比砂石料更轻、颗粒细，潮湿状态下易结团。

2.成型机结构设计和参数选择原则 2.5.4 混凝土砖的生产设备目标：制品最佳密实度和密实均匀度方法：高频振动 + 加压成型
混凝土砖的生产设备 2.成型机结构设计和参数选择原则目标：制品最佳密实度和密实均匀度方法：高频振动 + 加压成型 ♠ 高频振动要求：频率高，振幅小，激振力强。→可造成模腔内混合料流态化移动，进行密实组合排列，有效排出气体，减少分散物料颗粒间隙，增加密实度。 ♠ 加压：目的是使密实度进一步提高，促成物料间有效的机械物理咬合，增强制品颗粒间化学亲和作用，达到最佳密实和胶结效果。 ♠ 加压方式：制品较薄时，可采用单向加压；制品>80mm宜采用双面加压。

3. 混合料处理 2.5.4 混凝土砖的生产设备粉煤灰混凝土砖原料处理对制品的性能影响很大，生产适应采用轮碾处理。
混凝土砖的生产设备粉煤灰混凝土砖原料处理对制品的性能影响很大，生产适应采用轮碾处理。轮碾：可起到压实、均化和增塑作用；可提高砖坯的极限成型压力；可使粉煤灰在碱性介质中活性得激发；可有效改善制品的收缩性能。轮碾时间：一般以密实度增长率来确定，碾后密实度应增加15%以上为宜。 3. 混合料处理

混凝土砖的成本分析

灰砂砖

2.6 灰砂砖蒸压灰砂砖(简称灰砂砖)的发明和应用己有100多年的历史，其原料以砂子、石灰石为主，也可掺入部分粉煤灰，是一种原料较普遍，易得的墙材；它采用压制成型，蒸压养护工艺，生产技术成熟，是一种可实现工业化大规模生产的墙材。它的常用规格与红砖相同，使用方便，砌筑施工方法与传统的接近。灰砂砖具有优良的物理力学性能，能满足现有建筑工程的需要。此外，它的价格也较低，应用广泛。但是灰砂砖具有密度大、块小，导热系数大，与普通砂浆粘附力较差的缺点。实心灰砂砖密度约为1850kg/m3。在新型墙材中，它比普通砼小型砌块的密度要高出30%以上，加气砼砌块密度(约500～600kg/m3)的三倍，由于密度大，相对的资源消耗加大，增加了建筑物自重，而且生产能耗相应也增大，不利于建筑节能。因此，不少人认为，灰砂砖只是一种过渡产品。由于目前灰砂砖发展迅速，用量大，而我国还没有厂家生产孔洞率大于25%的多孔灰砂砖。因此，很有必要对多孔灰砂砖进行研究开发。

2.6.1 原材料生石灰有效氧化钙含量不低于65%，氧化镁小于5%；细度：通过4900孔/mm2筛余量小于15%；
原材料生石灰有效氧化钙含量不低于65%，氧化镁小于5%；细度：通过4900孔/mm2筛余量小于15%；消化时间：30分钟以内；消解温度：70～80℃。砂二氧化硅含量不低于80%，含泥量不大于2.5%；颗粒级配：以韩江细砂和特细砂为主；自然含水率不大于6%。

2.6.2 蒸养灰砂砖的研制灰砂砖的硬化机理是在蒸压条件下石灰中的Ca（OH）2 和砂表层的SiO2发生反应生成水化硅酸钙，从而把砂胶结起
蒸养灰砂砖的研制灰砂砖的硬化机理是在蒸压条件下石灰中的Ca（OH）2 和砂表层的SiO2发生反应生成水化硅酸钙，从而把砂胶结起来，故其力学性能取决于生产的水化硅酸钙的质量和数量，而这又取决于石灰的掺入量与养护制度。传统灰砂砖生产中石灰用量一般为10%~12%。一方面，要保证填满砂的空隙，使砖微观结构良好，石灰用量要多些；另一方面，要保证石灰完全反应，不浪费成本高的原材料，石灰用量要少些。本研究的思路是：不改变传统灰砂砖的主要原材料石灰和砂，通过原材料和配合比的优化，以及改进生产工艺，加速水化反应和确保水化产物的数量，达到减少现有灰砂砖生产中石灰用量，用蒸养制度取代蒸压制度，以降低生产成本而保证产品性能。

原材料选择以及配合比优化（1）以空隙率为0.40的砂占80%，混灰占20%为基准。砂的空隙率变大，减少砂量，增加混灰量；砂的空隙率变小，增加砂量，减小混灰量。通常砂为75%～85%，混灰为15%～25%。（2）除加入12%的水以外，根据粉煤灰和石灰的相对密度，计算填满砂的空隙所需的混灰量。（3）根据石灰有效CaO含量确定粉煤灰与石灰的比例，通常粉煤灰为10%～15%，石灰为6%～10%。表4列出采用不同原材料及配合比成型的40 mm×40 mm×160 mm试体的强度。

灰砂砖的生产工艺流程

2.6.4 灰砂砖的生产工艺流程的优化 1.混合料的均匀性
灰砂砖的生产工艺流程的优化 1.混合料的均匀性混合料的均匀性对灰砂砖生产极为重要。我国多数灰砂砖企业对此重视不够。如果在混合料的某一点上只有砂子而无石灰，或者只有石灰而没有砂，自然在那一点上就不会发生化学反应；如果在各点上各组分的比例不相同，所生成的水化硅酸钙的数量和质量自然也就不相同；如果各批混合料的组成不一致，自然各批砖的质量就不一致。混合料不均匀带来的不良后果是：（1）石灰不能充分反应，造成浪费和成本增加（2）石灰虽然用得不少，而砖的质量不高，许多游离石灰会破坏砖的结构；（3）有些石灰吸不到水，无法消化，造成砖的开裂；（4）砖的匀质性差，在进行产品验收时，往往出现不正常的最低值，从而降低了整批砖的质量水准，造成不应有的浪费。目前国内大多数厂仍采用连续式的体积计量装置和叶片式的双轴搅拌机。这种计量方式准确性较差，搅拌也不强烈国外都采用间歇式的质量计量和间歇式的强制式搅拌，我国 20世纪80年代以来部分厂也开始采用。在间歇式强制搅拌机中，物料颗粒彼此之间会多次相撞，并且料流按复杂轨迹交叉前进，因而搅拌比较均匀。搅拌时间越长，均匀性越高。

灰砂砖的生产工艺流程的优化 2.砖坯成型制品强度取决于单位体积中颗粒之间的接触点数和在蒸压过程中生成的胶凝物质。因此，为提高强度，就必须具有良好的成型条件，增加单位体积中颗粒之间的接触点数。换言之，就是提高颗粒之间接触处胶凝物质的密度。为了提高砖坯的密实程度，有必要提高成型压力。苏联学者的研究表明，当压力从10 MPa提高到40 MPa时，蒸压试件的强度提高2.2倍。表5列出模拟压制240 mm×115 mm×53 mm砖的试验结果。从表5可见，成型砖坯时单位压制力从20 MPa（7#试样）上升至23 MPa（8#试样），砖的抗折强度提高不明显，因为抗折强度主要与水化产物晶体数量的多少有关；而抗压强度提高了2.5 MPa，这是因为砖坯的密实度提高，单位体积中颗粒接触点数增多之故。建议在成型设备许可的条件下，生产灰砂砖的成型压力从现在的20 MPa增加至23 MPa。而掺加粉煤灰恰好可调节混合料的颗粒组成，提高砖坯密度，进而提高成品强度。

灰砂砖的生产工艺流程的优化 3.蒸养制度本研究采用蒸养制度取代蒸压制度，即灰砂砖在85~95℃蒸气中养护一定时间。养护温度和时间根据实际生产情况而定。传统蒸压灰砂砖的水化产物主要为C—S—H（Ⅰ）和托勃莫来石，以及部分C—S—H（Ⅱ）凝胶，共同形成致密的网络状结晶结构。通过扫描电镜观察蒸养条件下灰砂砖的水化产物（见图1），主要为C—S—H（Ⅱ）凝胶，而C—S—H（Ⅰ）和托勃莫来石较少，这会导致蒸养灰砂砖的强度，尤其是抗拉强度/抗压强度比较蒸压灰砂砖小，故强度要达到要求，需适当延长养护时间。从表6可见，按本研究思路，通过掺加少量粉煤灰和优化配合比，以及粉煤灰和石灰共同粉磨、混合料搅拌均化、适宜的蒸养制度，一系列生产工艺优化制备的灰砂砖，可达到GB 11945—1999《蒸压灰砂砖》MU10强度等级，尤其是采用富余混灰用量配方并适当提高成型压力的9#试样，抗折和抗压强度平均值分别为3.8 MPa和20.2 MPa，达到GB 11945—1999 《蒸压灰砂砖》MU15强度等级要求。

灰砂砖的生产设备选型由于灰砂砖的混合料流变性、可塑性差，在压实过程中排气性差。机械式压砖机是单向加压、一次排气，生产多孔砖时，壁薄而深，产品出现上紧下松，不均质、不密实，有层裂，干裂等问题。一般的机械式砖机难用于生产多孔灰砂砖。因此采用天津腾龙公司研制的HDP-300型双向压密液压砖机。这种压砖机主要特点有：双向压密保证压制高度内密度均匀，多次排气避免产品出现分层，有效生产高空心率产品；使用PLC可编程控制系统，实现全自动运行；电振给料填料系统保证模腔布料均匀。 HDP－300型全自动双向压密液压砖机主要参数为：工作压力：静压力400T、工作压力300T 压制方向：上下双向加压从表6可见，按本研究思路，通过掺加少量粉煤灰和优化配合比，以及粉煤灰和石灰共同粉磨、混合料搅拌均化、适宜的蒸养制度，一系列生产工艺优化制备的灰砂砖，可达到GB 11945—1999《蒸压灰砂砖》MU10强度等级，尤其是采用富余混灰用量配方并适当提高成型压力的9#试样，抗折和抗压强度平均值分别为3.8 MPa和20.2 MPa，达到GB 11945—1999 《蒸压灰砂砖》MU15强度等级要求。

2.6.6 灰砂砖的经济效益分析年综合成本： 0.10 元 / 块× 6000( 万块 )=600 万元
灰砂砖的经济效益分析　按现在的市场行情，蒸压灰砂砖综合成本每块约为 0.08 — 0.10 元，市场平均售价约为 0.15 — 0.16 元，按实际年产 6000 万块灰沙砖，核算如下：　　年综合成本： 0.10 元 / 块× 6000( 万块 )=600 万元　　年产值 :0.16( 元 / 块 ) × 6000( 万块 )=960 万元　　年利润 : 年产值－年综合成本 =960 万－ 600 万 =360 万元　　根据以上计算，税收按政策全免，再扣除管理、销售费用和不可预见的开支 10 万元，当年可收回投资且有赢利。从表6可见，按本研究思路，通过掺加少量粉煤灰和优化配合比，以及粉煤灰和石灰共同粉磨、混合料搅拌均化、适宜的蒸养制度，一系列生产工艺优化制备的灰砂砖，可达到GB 11945—1999《蒸压灰砂砖》MU10强度等级，尤其是采用富余混灰用量配方并适当提高成型压力的9#试样，抗折和抗压强度平均值分别为3.8 MPa和20.2 MPa，达到GB 11945—1999 《蒸压灰砂砖》MU15强度等级要求。

建筑垃圾砖

2.7 建筑垃圾建筑垃圾是建(构)筑物在建设、维修、拆除过程中产生的,主要包括砖块、砼块、施工中散落的砂浆和砼、金属、竹木、装饰材料、包装材料及其它废弃物。成分十分繁杂,将其回收作为一种再生资源利用,必须进行分捡、筛分、分类处理。建筑垃圾的组成比例为: 碎砖(砌)块30%~50%, 砂浆8%~15%, 砼块8%~15%, 包装材料5%~15%, 屋面材料2%~5%, 金属1%~5%, 废木1%~5%, 其它10%~20%。从各种材料所占比例看,固体废弃物(碎砖、砂浆、砼块等)占建筑垃圾总量的60%~70%,但不同结构形式的建筑垃圾组成比例略有不同,建筑垃圾的数量也因不同企业施工管理水平的不同而有所差异,本文主要讨论建筑垃圾的开发利用。

2.7 建筑垃圾砖的原料和生产工艺一、原材料水泥、粉煤灰、大块碎砖料(10mm以上占20%;5mm~10mm占80%)、混合碎砖料(2mm~5mm占18%;1mm~2mm占27%;1mm以下占16%;其余为筛底料、水。不同强度等级的建筑垃圾砖应严格执行由试验室提供的配合比。二、生产工艺建筑垃圾先进行粗破碎,筛除一部分废土,除去废金属、塑料、木条、装饰材料等杂质。经分选的粗破碎物料从中间料仓送到二次破碎机组,经双层振动筛,粒径≥10mm的物料回二次破碎机组再次破碎,形成5mm~10mm粒径物料送成品料区,5mm以下的物料送到成品筛筛分,2mm以下和2mm~5mm的物料分别送到成品料区。将粒径5mm~ 10mm、2mm~5mm、2mm以下物料,按比例送入搅拌机后,再掺入一定比例的水泥、粉煤灰等添加剂,搅拌均匀送到液压砌块机成型,28d自然养护即可。

2.7 建筑垃圾的原料和生产工艺

2.7 建筑垃圾砖的性能

2.7 建筑垃圾砖的应用问题建筑垃圾砖作为粘土砖的替代品是一种理想的替代材料, 制品的导热性能指标偏高,不利于建筑外墙保温,自重比粘土实心砖大,不利于抗震,自身的收缩率偏大,容易形成裂缝。在设计、施工应用中应注意以下几个问题。（1）建筑垃圾砖的导热性能指标较传统粘土砖高,为满足建筑节能要求,设计中应增加外墙外保温或内保温措施 (2)建筑垃圾砖的干燥收缩率较传统粘土砖高,为减少墙体收缩而引起墙体裂纹,应适当缩小伸缩缝的间距 (3)由于该砖与其它砖的干燥收缩率差别较大,在同一层承重墙砌体中不宜与其它砖混合砌筑,以免二者收缩不一致导致更多的墙体裂缝。 (1)建筑垃圾砖属水泥制品,其吸水性较粘土砖差,施工中应减少浸水量;砂浆稠度应控制在50mm~70mm (2)在砌体砌筑中应正确留置出各种洞口,管道沟槽,脚手眼等,切不可在砌筑完成后再凿。 (3)正常施工条件下,每日砌筑高度宜控制在1.5m或一步脚手架高度。雨季施工注意覆盖。 (4)建筑垃圾砖采用自然养护工艺, 设计施工

含送板机、接砖机、液压站、变频数字控制中心、分料系统、模具一套以上方案为除人工配料外,可自动完成从投料到产品输出的全过程。
2.7 建筑垃圾砖的成套设备推荐方案：MQT系列简易生产线：主要配置： MQT6-15简易生产线序号产品名称型号计量单位单价（万) 数量总金额(万) 备注 1 变频系列砌块成型机 MQT6-15A型采用变频系统台含送板机、接砖机、液压站、变频数字控制中心、分料系统、模具一套 2 输送机 7M 3 搅拌机 JS500 合计以上方案为除人工配料外,可自动完成从投料到产品输出的全过程。

煤矸石、粉煤灰烧结多孔砖

多孔砖在全国普遍限制实心粘土砖的同时，国家给以新型材料良的发展机会和各种优惠政策。多孔砖和空心砌块得到了空前的推广，多孔砖，特别是利用工业废渣生产的多孔砖是当代砌体建筑受欢迎的新型墙材。以四亿块标准粘土实心砖和孔洞率为23%的粘土多孔砖相比:在节土方面:可减少粘土16.8立方米，按挖土深度6米来计算，相当于42亩农田的取土。在节能方面，每年可节约标准煤11200一14480吨。多孔砖的使用是符合当代建筑追求环境质量的改善和未来的可持续发展的宗旨的，具有必然的发展趋势。

多孔砖的种类我国生产的空心系列砖，从使用上可以分为两大类:一类为承重砖，多孔小孔;另一类为非承重的隔热填充墙用砖，大孔。根据《烧结多孔砖》GB13544规定，第一类孔洞率大于或等于25%用来承重的称为多孔砖，第二类非承重的称为空心砖。根据生产材料，多孔砖又可以分为以下几种常见的类型，粘土多孔砖、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖、粉煤灰多孔砖。不同材料做成的多孔砖性质不同，煤矸石多孔砖砖坯干燥性能好，周期短，强度高，用燃料少，用煤矸石制的多孔砖，既节约原料，又节约燃料，又能利用工业废料。页岩多孔砖成品强度高，宜作承重之用。粉煤灰多孔砖干燥性能好，容重较一般粘土砖低。

多孔砖的外形

煤矸石多孔砖的生产原料风化，是在风吹、雨淋、日晒、雪化、吸水、干燥、冷热、胀缩反复作用下使煤矸石发生崩解(主要是体积变化)，成为细小的颗粒。同时，煤矸石在风化过程中发生许多化学和物理变化，使有机物质发生腐烂，可溶性盐类被浸析，硫化物被氧化等，从而改善原料性能。原料的储存，从煤矿井下刚开采出来或从洗选厂排出来的煤矸石一般含水率较高，这些含水率高的煤矸石极易粘堵破碎、粉碎和筛分等设备，使生产难以正常进行。解决这一问题的较好办法是设置储料棚，用以储存经凉晒后含水率低的煤研石。储料棚可储量的多少，取决于当地最多连续下雨天数和雨后需几天才能使露天煤矸石堆的含水率降到允许值。原料的加工处理别除“硫铁蛋” 筛除煤粉、选除煤块除铁原料的破碎原料的粉碎原料的掺配原料的搅拌原料的碾练原料的陈化

多孔砖的成型新建的中等规模以上的煤矸石砖厂，成型设备多选择双级真空挤出机。其原因是:真空处理对于提高原料的密度有较大作用。要提高原料的密度，首先必须排除原料孔隙中的空气，然后加以机械挤压，这样成型的坯体致密、强度高。试验证明，塑性指数为10的原料，在-0.08MPa真空度所成型的坯体，其抗压强度比在-0.04MPa下的约高25%。在其他条件相同的情况下，用这种原料生产孔洞率为27%的多孔砖，测得真空度和成品抗压强度的关系见表3。

多孔砖的干燥自然干燥周期长，占地面积大，受气候制约大，但利用风能和太阳能，减少一些热量消耗。人工干燥周期较短，有条件的砖厂应采用人工干燥。我国人工干燥多数采用隧道干燥室，制定一个适合干燥性能要求的温度、压力、湿度制度非常重要，否则人工干燥将产生比自然干燥更多的废品。如果采用隧道于燥室干燥，其干燥制度可为:当原料干燥敏感性系数小于1或热介质中含三氧化硫较高时，可采用正压排潮，不用排潮风机。其优点: ①干燥较均匀，干燥周期较短; ②节省电耗; ③干燥室构造简单，进、出口均无须设门。缺点是耗热略高。当原料干燥敏感性系数大于1时，应采取负压排潮，排潮风机不可省，以免因干燥过急而使坯体出现大量裂纹。

多孔砖的焙烧采用平装技术由于煤研石中一般含碳量较高，故成品易出现“压花”，如果用来砌筑清水墙，外观质量较差。若在焙烧中采用“平装”技术，可使“压花”从砖的条面移至大面，可获得良好的外观。制定合理的焙烧温度制度焙烧温度制度对制品强度有较大影响，在允许的范围内.适量提高烧成温度和有足够的保温时间有利于提高坯体强度。采用负压操作负压操作的主要优点是:①减少窑顶有害气体及高温对操作人员的影响;②由于消除了返火，给操作人员看火创造了良好条件;③利用负压，可在焙烧高温区采取揭火盖灌冷风的办法，降低局部高温，避免可能出现的成品过烧。适宜焙烧空心制品与实心砖相比，空心砖由于有孔洞，窑道内对气体的阻力减少，存在于坯体中的燃料容易与氧气接触，故空心砖比实心砖的焙烧速度快、产量高。尤其是超热煤研石砖更应空心化。提倡“稀码快烧” 所谓“稀码”是相对于“密码”而言，并不是越稀越好，而是合理稀码。空心砖坯即使码得较密，由于孔洞的存在，实际也是较稀的，故焙烧空心砖的产量一般高于实心砖。采取更稀的码法也行不通，窑车在窑道内行进时，由于窑车的惯性和气流的力量，坯垛容易往进车方向倒塌。

多孔砖的配套砌筑砂浆砌筑砂浆的制备按《砌筑砂浆配合比设计规程》(JGJ98一2000)进行设计。选用由32.5级普通酸盐水泥配制的M10水泥砂浆，配比中水泥:水:中砂，重量比例为1:6.8:1.2。每盘砂浆严格称重，人工搅拌后，砌筑砌体试件并应留制了2组砂浆试件。

多孔砖的经济效益分析煤矸石烧结多孔砖生产成本要比粘土实心砖低。以1亿块多孔砖和标准实心砖相比，相当于节约了10多亩农田的取土量。孔洞率23%的多孔砖和实心砖相比，每块砖可节约标准煤0.028～ kg，年产每亿块标砖可节约标准煤约3 000 t。多孔砖由于孔洞内充满着隔热性能极佳的空气约为砖的1/30～1/35，其热工性能好，比实心砖节能23%，在采暖地区冬季可节约用煤。另一方面，煤矸石烧结多孔砖与黏土实心砖由于生产工艺的区别，煤矸石空心砖的质量明显优于黏土实心砖。

煤矸石多孔砖的优点减轻结构自重节约砂浆用量优点提高砌筑速度增加使用面积

几种常见墙体材料的投资成本

外墙外保温体系

中国建筑能耗的现状在我国已有的400亿m2的城乡建筑中,只有3. 2亿m2的城市房屋可称得上节能建筑。全国每年竣工的20多亿m2建筑中,只有不到1亿m2建筑属于节能建筑,仅占3%左右。我国每平方米建筑采暖或制冷能耗约为发达国家的3倍。全国建筑使用能耗已占全国总能耗的27. 5%。目前我国正以空前的规模建造高耗能建筑。在社会需求持续增长和消费水平日益提高的今天,能源紧缺已成为制约我国经济和社会持续协调发展的重大课题。节约能源、降低能耗,特别是降低建筑能耗是摆在我们墙材工作者面前一项义不容辞的艰巨任务。

建筑能耗的简要分析一般来讲,建筑物内最合适的温度在22℃左右,冬季为保持这个温度需要采暖,而夏季则需要空调降温。采暖和降温所需能耗可分为保持室内气体温度所需供热或所需制冷能耗;室内外气体交换带走的热量;建筑物顶部散热;建筑物底部散热;窗子散热;外墙散热。建筑中各种热损失见图1。

建筑能耗的简要分析图1中横坐标表示建筑物平均传热系数。它是由建筑物的全部热损失除以建筑物全部外表面,单位是W /m·K。图1中第一方块图,表示建筑物中升温设备效率低,内外气体交换量大(建筑物密封不好),窗子用单层玻璃,建筑物顶部传热为1.22W /m2·K、底部传热系数1.31W /m2·K,外墙传热系数1.57W /m2·K。因而建筑物综合传热系数达到1. 57W /m2·K,能耗非常高。第二方块图中,窗子改为双层玻璃,传热系数从5.2W /m2·K降为3. 0W /m2·K,建筑物顶部和底部加强了保温措施,底部从1.22W /m2·K降为0. 8W /m2·K,顶部从1.31W /m2·K降为0. 45W /m2·K,外墙传热从1.5W /m2·K降为1. 23W /m2·K,因此建筑物总体传热系数从1.7W /m2·K降为1.0W /m2·K,降为原来的59%,下降了41%。从第三方块图可以看出,当建筑物顶部、底部及窗子的传热系数少量下降后,外墙传热系数从1. 23W /m2·K降为0. 83W /m2·K时建筑物总体传热系数从1.0W /m2·K降为0. 8W /m2·K。第四方块图可以看出在其他因素保持不变,外墙传热系数从0. 83W /m2·K降为0.6W /m2·K。外墙传热系数下降几乎一倍,而建筑物平均传热系数仅下降不到20%。第五方块主要表明提高供热器或制冷机的效率对建筑传热系数的影响。

建筑能耗的简要分析从图1我们可以得出两个结论:
①建筑节能是一个综合性系统工程,从上述六个方面都可以对节能做出贡献,都可以降低热耗。但每个方面的努力,节能的效果相差很大。特别考虑工程造价、经济效益时,就要全面分析。既要达到节能目标,又要经济实用。 ②在一定条件下,外墙要降到一定的传热系数,必然选用比较昂贵的绝热材料,节能投入很大,而节能效果没有按比例增长。这里应全面考虑节能措施和经济效果之间的关系,不要过分片面追求外墙的传热系数。

我国对建筑节能的有关规定建设部几年来对建筑节能颁布了一系列有关规定,《公共建筑节能设计标准》
GB　　从2005年7月1日起实施。“在保证相同的室内环境参数条件下,与未采取节能措施前相比,节能建筑全年采暖、通风、空气调节以及照明的总能耗应减少50%”。“围护结构的热工性能设计必须根据所处城市的建筑气候分区(严寒地区A区、严寒地区B区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区)进行。” 根据我国的建筑节能规划,到2010年,要实现全国城镇建筑总能耗比采取节能措施前节能50%,到2020年全社会总能耗能达到节能65%的总目标。北京市已经出台《居住建筑节能设计标准》,凡是达不到节能65%水平的住宅建设项目今后不能开工。标准要求建筑节能以降低冬季采暖能耗为主,外墙传热系数要大幅降低。以北京为例,若要达到节能65%的水平,则外墙传热系数上限为0. 6W /m2·K。这个指标要求相当高,如用一般多孔砖(导热系数0. 47W /m2·K)砌墙,则墙厚应为0. 78m。这样厚的墙在建筑中一般是无法实现的。混凝土结构则需2 m厚,更是无法想像。因此必须研究新的结构方法和节能材料,以满足建筑节能的需要。

复合墙体体系的介绍上个世纪70年代,由于石油价格上涨。欧洲各国都普遍重视建筑节能,并逐步形成了多种节能建筑体系。其中面砖———保温层———保温砌块体系用的比较普遍,其主要原因是既满足节能要求,又要造价合适居住静适。这种结构如图3所示

复合墙体体系的特点这种结构价格合适,而整体传热系数K=0. 284W /m2·K,远远低于北京节能65%的外墙传热标准0. 6W /m2·K。为了降低造价,可以去掉岩棉,则外墙的传热系数为0.495W /m2·K,也可以满足小于0. 6W /m2·K的要求。这种结构外表面用外墙砖,美观大方,耐久性好,可使用50~100年,可以不贴瓷砖。在寒冷地区特别合适,不会因冻融而产生的外墙瓷砖脱落问题。

专题三轻质保温砌块

专题三复合保温砌块自1866年美国人哈契逊获得第一个空心砌块专利以来，混凝土空心砌块已在100多个国家得到广泛应用。西方国家在混凝土空心砌块保温性能方面的研究成果颇丰，如美国研制出TB型复合保温隔热砌块加拿大研制出IMSI复合保温隔热砌块，波兰研制出型咬合式复合保温砌块，芬兰研制出三明治式复合保温隔热砌块等。近年来，为了适应建筑节能的要求，我国在复合保温砌块方面的研究有很大进展，一些企业从国外引进或自主研发出复合保温砌块生产线及复合保温砌块块型，其产品已广泛用于框架结构建筑、多层混凝土小型空心砌块建筑和配筋小型空心砌块建筑国内外主要的复合保温砌块块型见图1。

（1）大多数不能通过砌块成型机一次复合而成，需采用人工方式将其复合；
专题三现有的复合保温砌块的缺点 1 （1）大多数不能通过砌块成型机一次复合而成，需采用人工方式将其复合；（2）仅是延长传热路径，而未彻底阻断冷桥 2 砌筑时，复合的保温板处会产生灰浆冷桥，导致墙体保温效果不佳。 3 三大缺点

专题三复合保温砌块的块型（一）新型复合保温砌块主块型规格为长390mm（配块290mm、190mm）×宽310mm×高190mm，由190mm宽混凝土小型空心砌块、具有链锁功能的聚苯板保温层和混凝土保护面板三者复合而成。混凝土空心砌块为保温砌块主体，起承重作用；混凝土保护面板可保护聚苯板保温层不受外界紫外线、雨水、化学物质等的侵害，增强墙体耐久性能；聚苯板起保温作用，并连接砌块主体和保护面板。聚苯保温板的两个大面上加工有均匀的燕尾槽结构，其余四个小面上加工有凹槽或凸台，砌筑时，上下左右的凹槽与凸台榫合，避免产生冷桥，从而获得优异的保温效果。块型见图2、图3。

专题三复合保温砌块的块型（一） (1)该块型的复合保温砌块的聚苯板保温层与混凝土小型空心砌块主体，通过砌块成型机一次复合而成，不需要人工一次插入复合，大大提高了工作效率，减少了废品率。（2）保温砌块所夹聚苯保温板加工有凸台和凹槽结构，砌筑时咬合紧密，杜绝了灰缝冷桥，保温效果极佳。不同地区可采用不同厚度的保温板复合层，可满足不同地区多层建筑的节能要求。（3）送检砌块采用320mm厚空心砌块复合80mm厚保温板，复合保温砌块热阻可达1.82m2·K/W，传热系数达0.508W/（m2·K），可满足华北及以南地区建筑节能 65%和黑龙江地区节能50%的标准要求。该新型复合保温砌块已应用于黑龙江大庆市肇州县新农村住宅建设中。外墙采用复合保温空心砌块砌筑，宽310mm，保温板厚90mm。实验墙体传热系数K≤0.43W/（m2·K），已满足黑龙江地区节能50%的指标要求。

专题三复合保温砌块的块型（二）聚苯乙烯泡沫填充体系
专题三复合保温砌块的块型（二）聚苯乙烯泡沫填充体系砌块整体尺寸为390 mm×190 mm×190 mm,主体部分1是由易得的且价格较便宜的水泥和粉煤灰、石子、砂子等构成的混凝土,其容重为900 kg/m3;上排孔3,4,5和下排孔2中填充的是容重为196kg/m3的聚苯乙烯泡沫塑料。

专题三复合保温砌块的块型（二）根据数值模拟的结果,本文优化设计的砌块的热绝缘系数为 m2·K/W。(同等厚度砖墙的热绝缘系数一般为0.6~0.8 m2·K/W)。为了对这种保温砌块保温效果作出评价,可以对夏季外围护结构中屋顶和外墙的内表面温度进行验算。以青岛气候条件为例,当外墙采用轻混凝土等轻型结构时,按照文献1中的方法计算,这种砌块的内表面最高温度为30.4℃,低于要求满足的内表面允许最高温度32.1℃。

专题三复合保温砌块的块型（三）图2系主块的构造图。轻集料混凝土砌块仍以水泥为胶凝材料，以矿渣、炉渣、环保型陶粒、粉煤灰为主要骨料，产品成型、养护后，再在孔洞内加人EPS板，使其既能起到围护结构和节能隔热保温效果，又能起到防火减灾作用。图2所示块型EPS在内腔，火灾时在无空气对流的情况下，不会产生火患，也图2砌块构造示意图只能在砌块空腔内熔化而不产生烟雾毒气，不会致人生命危险;也不会因墙体过火后，有些块型中间的燕尾槽或锯齿断裂而出现墙体开裂;也不会存在金属连接件生锈而产生脱钩的现象。

专题三复合保温砌块的块型（三）热工检测砌块的外形尺寸为390mm x240mm x 190mm，也可根据墙体的实际情况确定辅助砌块的尺寸。产品经过国家建筑工程质量监督检验中心的检测，图3所示的砌块满足强度等级3.5MPa、密度823kg/m'的《轻集料混凝土小型空心砌块》GB 15229标准规定的一等品技术指标要求(检测报告编号为:BETC -CL A )。图3中两种砌块的热阻和传热系数的检测结果分别为:三排通孔内满插聚苯板的砌块砌体:热阻R=1.6 (m2.K)/W，传热系数K=0.57W/(m2.K);中间孔不插聚苯板的砌块砌体，热阻R=1.7(m2.K)lW，传热系数K=0.54W/ ( m2.K )。

专题三复合保温砌块的块型（三）

专题三复合保温砌块的块型

专题三复合保温砌块的使用 (1)夹芯混凝土砌块自保温墙体是一种实现外墙保温和围护两种功能的墙体,具有不影响房屋使用面积、施工方便、工期短、与复合保温墙体相比造价低的优点,并且保温材料在墙体内、可以有效延长使用周期,是一种发展前景良好的建筑保温结构工法。 (2)夹芯砌块孔型的设计不能照搬空心砌块的设计思路。空心砌块应尽量设置多排孔充分利用空气层增大砌块热阻,使得相同砌块体积具有最大的热阻;夹芯砌块的孔型设置应尽量简单整齐以充分利用夹芯的高效保温材料的热阻,提高砌块的热阻,减小砌体的传热系数。 (3)使用导热系数0.23W/m·K的陶粒混凝土做基材的夹芯砌块、建造自保温墙体,其传热系数可达到第三步节能65%标准的要求。 (4)由于采用夹芯保温结构时,主体墙不可能再做内外保温层,因此,要尽量使用导热系数小的混凝土做砌块基材,否则虽然平均热阻达到要求,但砌块砌筑时相邻砌块的边壁会产生新的热桥,在严寒或寒冷地区如果使用不当,会产生严重的漏热甚至引起受潮结露等现象。

专题四外墙外保温体系

专题四外墙保温体系墙体保温技术的重点是外墙保温，就目前来看外墙保温结构主要包括外墙内保温、外墙夹芯保温和外墙外保温三种。
专题四外墙保温体系墙体保温技术的重点是外墙保温，就目前来看外墙保温结构主要包括外墙内保温、外墙夹芯保温和外墙外保温三种。 1、外墙内保温外墙内保温施工程序:“基层处理→保温隔热层→石膏砂浆”，基层处理方法包括:凿毛、湿水、找平或普通水泥砂浆聚合物水泥砂浆拉毛;保温隔热层是由现浇(或预制)板材、膨胀珍珠岩保温材料、胶粉聚苯颗粒灰浆、聚苯板(EPS、xPS等)等组成;石膏砂浆为石膏、分散乳胶粉和外加剂组成，用网格布做加强处理，见图

专题四外墙保温体系之外墙内保温外墙内保温的优点在于: ①对面层无耐候要求。由于在室内施工，不考虑大气和雨水的侵蚀;②施工便利。施工不受气候的影响，也不需要做防护措施;③造价较低。充分利用工业废弃物，不需要很多工具。外墙内保温的缺点表现为: ①不能彻底消除热桥，从而削弱了墙体绝热性，使得绝热效率仅为30%一40%;另外，由于热桥的影响，在内表面易产生结露; ②若面层接缝不严而空气渗漏，易在绝热层上结露; ③室温波动较大，对墙体结构产生破坏作用。由于“内保温技术综合症”的影响，内保温做法将会缩短建筑寿命。

专题四外墙保温体系之外墙夹芯保温 2外墙夹芯保温
专题四外墙保温体系之外墙夹芯保温 2外墙夹芯保温外墙夹芯保温是将保温层(岩棉板、聚苯板、玻璃棉板等)夹在墙体中间，可现场施工或预制复合板材，并用联合钢筋拉结和防锈处理，见图1.2

专题四外墙保温体系之外墙夹芯保温外墙夹芯保温的优点在于： ①可代替加气混凝土砌块作为填充结构，解决加气混凝土砌块在施工中存在着抹灰易空鼓、起壳和裂缝等质量问题; ②绝热性能优于内保温技术，其绝热效率能达到50%一75%; ③现场施工或预制，夹芯部分厚度可调，施工便利; ④造价较低。外墙夹芯保温缺点： ①由于热桥的影响，削弱墙体绝热性能。联合钢筋和墙体的梁柱仍是热桥; ②墙体较厚，减少有效使用面积; ③抗震性能较差。由于保温层处在两层承重刚性墙体之间;

专题四外墙保温体系之外墙外保温外墙外保温技术是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,对结构墙体起到保护作用,并可有效阻断冷(热)桥,有利于结构寿命的延长。由于其具有优良的保温节能效果，并可以消除结构性冷热桥，保护了主体结构，且不占室内使用空间（见图1.4），因而具备了综合经济效益高等优点并被建设部广泛推广。

专题四外墙外保温的施工工序

专题四外墙外保温的优缺点外墙外保温优点： ①基本上可消除热桥，绝热层效率可达到85%一95%; ②墙面内表面不会发生结露;
专题四外墙外保温的优缺点外墙外保温优点： ①基本上可消除热桥，绝热层效率可达到85%一95%; ②墙面内表面不会发生结露; ③不减少使用面积; ④既适用于新建房屋，也适用于旧房改造，施工中不影响正常使用; ⑤室内热舒适度较好，不会对墙体承重结构造成危害; ⑥现场均采用预拌砂浆，施工按比例混合加水即可，解决了传统砂浆现场称量、拌制所产生的配料不准确的缺点。外墙外保温缺点： ①冬季、雨季施工受到一定限制; ②施工要求较高。抗裂层施工时，对耐碱网格布的搭接处理要严格，不然易发生开裂;对EPS板或XPS板施工时，要注意板缝的处理，不然易导致整个墙体的开裂;施工需要一定的安全措施。

专题四外墙外保温材料保温材料是指用于减少结构物和环境热交换的一种功能材料。按GB/T ，《设备及管道保温技术通则》的规定，保温隔热材料在平均温度等于350℃时，其热导率不得大于0.12/(m·K)。外墙外保温材料的性能 ①热导率作为保温隔热材料。惹到率应越减小越好，一般应选用热导率小于0.14W/（m·k）的材料，对热导率的要求更高。 ②容重保温隔热材料的容重一般应低于600kg/m3。容重小的材料，一般热导率也小，但同时机械强度也随之降低，故要合理选择。 ③机械强度要使保温热材料在自身重量及外力作用下不变形和损坏，其抗压强度应不小于0.1MPa ④吸水率保温隔热材料吸水后不但会大大降低保温隔热材料隔热性能，而且会加速对金属的腐蚀，是十分有害的。因此，要选择吸水率小的保温隔热材料。 ⑤耐热性和使用温度要根据使用场所的温度情况选择不同耐热性能的保温隔热材料。“最高使用温度”就是保温隔热材料耐热性的依据。

专题四外墙外保温材料的选择如何选择保温层的材料对于外墙外保温系统非常重要，其关系到系统的保温隔热性能。在设计建筑绝热工程的外墙外保温系统时，对外墙外保温材料的选择应遵循如下的基本原则： ①不同的结构形式选择不同性能的外墙保温材料。 ②为确保建筑绝热工程的节能效果，务必选用高效优质的外墙保温隔热材料。 ③保温隔热材料的密度要满足建筑绝热工程的要求。 ④具有保温隔热性能的复合墙体将逐步代替单一的内保温形式，也就是外墙保温隔热系统，从长远发展来看，它必将是今后建筑保温隔热的主流势头和主导方向。

专题四外墙外保温的检验与评价外墙外保温检验与评价（1）检验内容及其必要性一般来说，外墙外保温技术在应用之前要经过防火安全性、耐候性、抗震性、保温隔热性能检测，以保证其使用的安全性。（2）外墙外保温系统的节能外墙外保温系统的节能检测是其工程应用和验收的一个重要内容，分为实验室检测和现场检测。外墙外保温系统的实验室检测是在实验室内测试或验证保温热性能，作为设计和应用的基础。现场检测是一种合格性检测，用于判定其是否合乎建筑节能设计的要求。

专题四有关外墙外保温的展望尽管近几年来国内的外墙外保温技术取得了非常快的进展，以百方平方米计的新建和改建外墙外保温工程，为国家的建筑节能事业做出了有益的贡献，也为我国实际进行建筑技术创新、节能技术改造奠定了基础，这些工程的实践证明，只要遵循外墙外保温的规律性提出合理的技术要求，并切实按照有关要求认真进行设计和施工，外墙外保温的工程质量是完全可以保证的。未来的建筑领域中将是种技术互相学习、相互渗透、披此竞争、共同提高的局面，也只有这样才能促进外墙外保温技术的繁盛，更加有利于建筑技术的整体进步。

谢谢！

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