蒸压粉煤灰砖发展及研究现状

蒸压粉煤灰砖发展及研究现状

——读书报告

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一、我国粉煤灰砖的发展概况

我国砖瓦企业从20世纪60年代就开始研制生产蒸压粉煤灰砖，70年代颁布了产品质量标准。标准规定的各项主要技术指标和烧结普通砖大体相同，可代替粘土实心砖用于建筑工程。当时，因粉煤灰砖是用灰量最多，投资较少，技术上比较成熟，建设比较快的项目，因而电力和排渣部门都很感兴趣。为此，在70年代末和80年代初，电力部门和排渣单位投资十几亿元，建设了上百条年产3000万块粉煤灰蒸压砖生产线，加上60年代末和70年代初建设的生产厂，全国有100多个蒸压粉煤灰砖生产厂，年生产蒸压粉煤灰砖能力达40多亿块，年用灰量800多万吨，形成了利用粉煤灰制砖的高潮。但是，随后我国粘土实心砖有了较快的发展，每年以300亿块的速度增长，和粉煤灰砖等砖产品在市场上进行着激烈的竞争。到80年代后期，蒸压粉煤灰砖在市场竞争中垮了下来，产量急剧下降，生产厂家寥寥无几。影响其发展的原因除了其本身质量问题以及耐久性和抗老化性能较差外，还有一个非常重要的原因就是国家没有制订、颁发蒸压粉煤灰砖产品建筑设计应用规范和施工规程，影响了建筑设计和应用。近年来，为保护耕地和环境，我国制定了墙材发展的战略：淘汰粘土砖，大力推广工业固体废弃物资源研制、生产高强轻质、保温隔热节能、防火无毒环保的新型墙材。因此，利用大量的粉煤灰制品便成为替代粘土砖生产与应用的一个重要途径，并且国家已将粉煤灰的综合利用技术列为重点推广应用的十项新技术之一．

二、蒸压粉煤灰砖性能及优缺点

蒸压粉煤灰砖的规格尺寸与普通实心粘土砖完全一致，为240mm×115mm ×53mm，表观密度与粘土实心砖基本相当，可以和普通粘土砖一样，作为承重墙体材料应用于工业与民用建筑。其基本性能如下：

(1)强度。蒸压粉煤灰砖的抗压强度均较高，一般可达到20Mpa或15Mpa，至少可达到lOMpa；抗剪强度设计值比烧结普通砖低约30％[2]。加热温度不高于400℃时，蒸压粉煤灰砖的强度随温度升高而提高，当温度达到400。C以上时强度下降。

(2)收缩性能。蒸压粉煤灰砖砌体的收缩率、线膨胀系数要大于烧结普通砖砌体[1]。在不同地区使用时，由于温度、湿度不同，同样的蒸压粉煤灰砖的平衡收缩值也不同[3]。同时，在温度、湿度变化时体积也会随之变化。因此，由于与烧结普通砖砌体比较，蒸压粉煤灰砖砌体的收缩值要大得多，而且影响因素、变

化规律都不相同，所以在应用时应特别注意。

(3)耐久性能。蒸压粉煤灰砖应能够经受抗冻性试验(蒸压粉煤灰砖的抗冻性要求经15次冻融循环后抗压强度损失不大于20％，干质量损失不大于2％)。蒸压粉煤灰砖的抗冻性与其自身强度有关，强度高的其抗冻性能亦好[4]。因此在产品标准中规定，只有一等砖才能用于有抗冻性要求的建筑部位，以保证建筑物的耐久性。如：北京市现代建筑材料公司的蒸压粉煤灰砖经过25次冻融循环性能仍然很好，砖的碳化系数大于0.8。

(4)耐水性。蒸压粉煤灰砖是一种有潜在活性的水硬性材料，在潮湿环境中能继续产生水化反应使砖的内部结构更为密实，抗压强度有所提高，抗折强度稍有下降。根据试验和众多实际工程的调查发现，把用于勒脚、基础、排水沟等处的碳化取样做试验，经过一、二十年的冻融和干湿双重作用，有的砖已完全碳化，但强度并未降低，仍能达到MU10级。这也是蒸压粉煤灰砖的一个优越性。

生产蒸压粉煤灰砖不仅可以变废为宝，还可以节约大量土地，据统计，年产5000万块粘土砖(以每块中2．5蝇计)需用土83333m3(1．5t／m3)，假设挖土深2．5m，则每年要挖废耕地约50亩，年产5000万块蒸压粉煤灰砖生产线(若砖中用干粉煤灰60％)每年可消耗掉粉煤灰6．5万t，即节省6．5万t(O．65t／m3)粉煤灰堆灰用地(堆高10米计)10000m2即15亩地，两个加起来共可每年节约耕地65亩。同时可减少C02、S02等有害气体的排放量，减小大气污染程度1321。另外因同体积粉煤灰砖比粘土砖轻20％，故使用到建筑物上后，粉煤灰砖建筑自重比粘土砖建筑轻20％，这样不但有利于抗震，也降低了建筑物的基础费用。

总体来说，蒸压粉煤灰砖可替代烧结粘土砖用于建筑物的墙体和基础。其各项性能指标均满足建筑物的要求。如强度高、收缩值小、抗冻性合格、抗碳化性能好、软化系数高等有点。但是，作为一种新型墙体材料，蒸压粉煤灰砖也存在着以下缺点：

(1)由于蒸压粉煤灰砖具有湿胀干缩的特性，在剧烈的干湿交替作用下，会引起反复的体积变形，产生破坏砖内部结构的应力，从而造成微细裂纹[5]，使砖的强度逐渐下降，影响建筑物的使用寿命。因此蒸压粉煤灰砖在处于剧烈的干湿交替作用的部位(如落水管处、女儿墙、屋檐等)时，应采用水泥砂浆抹面等保护措施。

(2)蒸压粉煤灰砖吸水率大而吸水速率慢。蒸压粉煤灰砖吸水率大造成蒸压粉煤灰砖砌体和粘土砖砌体对含水率变化的反应不同。粘土砖砌块随含水率的增加而膨胀，在含水率降低时砖收缩量极4,1331。即这种膨胀不会因为在大气温度中变干而收缩。而蒸压粉煤灰砖的干燥收缩值普遍较大，一般在0．4mm／

m--O．5mm／m，用这样的砖砌筑的墙很容易因为干缩产生裂缝。在砌筑时应特别注意，干砖千万不能随浇水随砌筑，湿砖严禁砌筑，雨天应为砖堆遮盖或把砖堆放在有遮雨篷的地方。

(3)由于蒸压粉煤灰砖表面比较光滑、摩擦力小，以及砖表面在蒸压过程

三、蒸压粉煤灰砖所面临的问题

虽然蒸压粉煤灰砖已经在我国生产、使用了几十年，但是由于过去的机械设备落后、配合比不尽合理、应用技术不过关使得这种砖在应用时遇到了阻力，建筑物也曾出现过不同程度的质量问题，主要原因如下：

(1)传统的蒸压粉煤灰砖机均为机械式砖机，其压砖过程受压机的机械运动制约，不可能根据坯料的特点随时换压制过程，使该砖尺寸误差较大，质量不稳定。另外传统压机加压时间只有1秒，加压曲线对称，在最高压力下停留时间极短，不能排除坯体内部砌体，降低了砖的抗折强度，墙体易开裂，且易分层剥坏，对建筑危害极大。

(2)由于蒸压砖是半干压法生产，且钢模光洁度高，从而使砖的表面比较光滑，从而影响了砖与砂浆粘结，即墙体抗剪强度较普通粘土砖低1／3，因此国家标准《砌体结构设计规范》就给出了较低的抗剪强度指标，这样就影响了蒸压粉煤灰砖的应用。

(3)由于蒸压粉煤灰砖的主要原料是工业废渣、废灰，人们往往将其与普通粉煤灰砖、免蒸压粉煤灰砖相比，而免蒸压粉煤灰砖的建筑几乎难逃干缩、碳化、冻融所造成质量问题的厄运。蒸压粉煤灰的养护时间一般为10～12小时，在饱和蒸汽中养护8～10小时，而一些蒸压砖生产企业违背科学的管理，随意改变制品的养护制度，从而使坯体不能完成充分的水化反应，未生成托勃莫来石，因此砖的强度不高，房屋不耐久。

(4)国家的《砌体结构设计规范》虽然包括了这种砖制品，但规范条文过于笼统、宏观，未能针对蒸压粉煤灰砖的特点在工程应用上做出更具体的规定，因而建成的房屋质量问题层出不穷，影响了蒸压粉煤灰砖的推广和应用

三、蒸压粉煤灰砖的发展前景

我国从20世纪60年代开始推广粉煤灰砖。20世纪60年代至80年代是粉煤灰砖的第一个发展期，之后处于低谷，究其原因，固然是由于产品成本高、经济效益低以及烧结粘土砖的价格冲击，但主要原因是其生产工艺落后，多采用蒸养甚至自然养护的方法，亦即前文提到的免蒸压的方法，这样就造成粉煤灰砖的产品质量上不去，制品强度低、破损率高、砌体墙收缩裂缝严重等始终是影响传统粉煤灰砖应用和发展的主要障碍。不少生产线因此陆续停产，企业数量迅速减少。直到2l世纪初随着限制烧结实心砖生产和应用政策力度的进一步加大，蒸