閆開(kāi)放 林永淳

（1.中建材咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院，陜西 咸陽(yáng) 710061；2.陜西寶深機(jī)械(集團(tuán))有限公司，陜西 寶雞 722300）

我國(guó)燒結(jié)墻體材料企業(yè)在20世紀(jì)90年代中期達(dá)到了12萬(wàn)家，到2010年減少到7萬(wàn)家，現(xiàn)存企業(yè)只有3.5萬(wàn)家左右，20多年減少了70%。雖然磚瓦企業(yè)數(shù)量飛速下降，但墻材燒結(jié)制品產(chǎn)量仍穩(wěn)定在8000 億塊以上，占全球產(chǎn)能的60%左右，居世界首位[1]。為什么會(huì)出現(xiàn)磚瓦企業(yè)數(shù)量急劇減少而產(chǎn)量下滑比例卻不高，主要原因是我國(guó)磚瓦行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整及落后產(chǎn)能淘汰的步伐加快，機(jī)械自動(dòng)化和智能化不斷提升，企業(yè)單線(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模成倍增長(zhǎng)。隨著工業(yè)智能化的不斷發(fā)展，我國(guó)建設(shè)墻材燒結(jié)制品企業(yè)數(shù)量仍將繼續(xù)減少，“十四五”及未來(lái)二十年，企業(yè)數(shù)量還可能下降到1.5 萬(wàn)家～2 萬(wàn)家，甚至1 萬(wàn)家左右。磚瓦機(jī)械和磚瓦產(chǎn)品優(yōu)勝劣汰的市場(chǎng)法則不會(huì)改變。如何根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件、產(chǎn)品需求，發(fā)展具有不同功能的燒結(jié)墻材制品，走出一條適應(yīng)自己企業(yè)的特色產(chǎn)品，力爭(zhēng)企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展，值得我們共同深思?！笆奈濉逼陂g及未來(lái)墻材燒結(jié)制品發(fā)展方向應(yīng)該繼續(xù)為：輕質(zhì)空心、隔熱保溫、耐久高強(qiáng)、大塊薄壁，產(chǎn)品多樣化；規(guī)格尺寸模數(shù)化；墻板構(gòu)件預(yù)制化；固廢利用資源化。

燒結(jié)墻體材料從產(chǎn)品使用性能來(lái)分，主要為兩大類(lèi)、多品種。兩大類(lèi)為承重和非承重，而承重類(lèi)主要指實(shí)心磚和多孔磚，其產(chǎn)品主要性能為力學(xué)強(qiáng)度和耐久性，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)標(biāo)GB5101《燒結(jié)普通磚》和GB13544《燒結(jié)多孔磚》。非承重類(lèi)主要指空心磚和空心砌塊，在滿(mǎn)足單層建筑墻體砌筑強(qiáng)度要求時(shí)，不需要直接承受多層墻體壓力。使用于外墻應(yīng)在提高建筑隔熱、保溫、隔聲性能上下功夫；用于內(nèi)隔墻應(yīng)在輕質(zhì)、大塊、高孔洞率和隔聲性能上下功夫，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)標(biāo)GB13545《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》等。兩大類(lèi)產(chǎn)品具有實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外墻板工廠(chǎng)預(yù)制化，減少建筑施工用人，加快施工速度。多品種主要指帶有裝飾性的道路廣場(chǎng)磚、透水磚和外墻裝飾磚及具有復(fù)合功能的各種產(chǎn)品。目前我國(guó)黏土實(shí)心磚產(chǎn)量高達(dá)2000億塊，約占總產(chǎn)量的25%。根據(jù)未來(lái)發(fā)展，實(shí)心磚應(yīng)向多品種、多孔和薄壁空心方向發(fā)展，這已成為磚瓦行業(yè)和建筑業(yè)的共識(shí)。早在20世紀(jì)60年代，歐洲主要國(guó)家空心磚產(chǎn)量比例已超過(guò)燒結(jié)磚總產(chǎn)量50%，原聯(lián)邦德國(guó)空心制品占80%以上，意大利占90%，芬蘭占100%[2]。發(fā)展燒結(jié)空心墻材制品是未來(lái)幾十年不變的方向。

1 輕質(zhì)空心

為了有效減輕燒墻體制品的質(zhì)量，降低自重，除了產(chǎn)品空心、薄壁、高孔洞率外，原料中加入鋸末、塑料球、起泡劑等，也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕質(zhì)化的主要技術(shù)路線(xiàn)，對(duì)于盡快實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和建筑業(yè)碳達(dá)峰、碳減排和碳中和具有重要意義。輕質(zhì)化的界限在于，其強(qiáng)度、蓄熱及隔聲性能降低到不再能滿(mǎn)足要求的程度，因這幾種性能與質(zhì)量有關(guān)。但在采取墻體結(jié)構(gòu)材料滿(mǎn)足幾種性能時(shí)應(yīng)盡可能采取薄壁和提高孔洞率來(lái)有效減輕自重。在此基礎(chǔ)上，把廢塑料制成球粒加入原料中制坯，使它在焙燒過(guò)程中釋出。也可以提高空心磚壁和筋的氣孔率。例如法國(guó)生產(chǎn)的“泡沫黏土”，方法是加入起泡劑。德國(guó)最早研制的泡沫陶瓷，方法是在原料中加入塑料起泡劑。表1為歐美幾個(gè)國(guó)家生產(chǎn)的非承重空心磚[3]，更注重單塊磚質(zhì)量和孔洞率高低及產(chǎn)品外觀(guān)尺寸的大小。以法國(guó)為例，單塊質(zhì)量在6kg～19kg，是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心磚質(zhì)量的2.4～7.6倍，能滿(mǎn)足單手拿起、雙手抱起產(chǎn)品為前提。根據(jù)推算其孔洞率在50%～61%，每立方米質(zhì)量在667kg～845kg，其產(chǎn)品砌筑單層建筑或用于鋼筋混凝土剪力框架非承重墻體砌筑沒(méi)有問(wèn)題。

表1 非承重空心磚規(guī)格尺寸

2 承重高強(qiáng)

產(chǎn)品的強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)磚砌體良好使用功能的前提，沒(méi)有產(chǎn)品的高強(qiáng)度，就沒(méi)有墻體的高強(qiáng)度。從承重產(chǎn)品角度講，無(wú)論是實(shí)心磚還是多孔承重磚，抗壓強(qiáng)度希望值在200kg∕cm2以上，但不應(yīng)低于150kg∕cm2。我國(guó)磚強(qiáng)度整體水偏低。在研究磚強(qiáng)度對(duì)砌體強(qiáng)度影響中，20 世紀(jì)70 年代前，德國(guó)研究人員就得出了磚砌體的承載能力粗略計(jì)算公式，也叫布氏公式。雖然計(jì)算并不準(zhǔn)確，但計(jì)算公式特別簡(jiǎn)單，具體如下：

式中R-砌體抗壓強(qiáng)度，kg∕cm2；

Rz-磚的抗壓強(qiáng)度，kg∕cm2；

Rs-砂漿抗壓強(qiáng)度，kg∕cm2。

從公式可以看出，在砂漿強(qiáng)度確定后，磚的強(qiáng)度比砂漿強(qiáng)度影響更大，砌體強(qiáng)度隨磚的強(qiáng)度提高而提高。如果從這一點(diǎn)講，不斷提高磚強(qiáng)度是提高砌體承載使用功能的重要途徑。表2為發(fā)達(dá)國(guó)家承重多孔磚規(guī)格型號(hào)，其產(chǎn)品主要指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度和孔洞設(shè)置。除2 個(gè)國(guó)家產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度在200kg∕cm2以下外，其余均在220kg∕cm2～600kg∕cm2之間。據(jù)介紹[4]：意大利生產(chǎn)的孔洞率為33%的多孔磚，其抗壓強(qiáng)度達(dá)到600kg∕cm2以上；英國(guó)生產(chǎn)的低孔洞率磚(13%～19%)最高達(dá)到1300kg∕cm2；德國(guó)生產(chǎn)的微孔多孔磚，密度僅為700kg∕m3，抗壓強(qiáng)度達(dá)到100kg∕cm2～150kg∕cm2，比同密度的輕質(zhì)材料高出1～2倍。隨著磚強(qiáng)度的提高，許多國(guó)家在60年前就開(kāi)展了磚砌體配筋的廣泛研究，推動(dòng)了用磚承重的高層建筑的發(fā)展。早在1965 年英國(guó)漢普夏郡在一個(gè)新建住宅區(qū)內(nèi)，用強(qiáng)度360kg∕cm2～800kg∕cm2的磚和140kg∕cm2～170kg∕cm2的水泥砂漿砌筑的磚砌體，建造了15、17和19層的塔式公寓。美國(guó)丹佛市用1000號(hào)磚建成了17和19層的配筋磚砌體高層建筑，墻厚也只有250mm[2]。這些多孔磚承重后建成磚墻體高樓也是很正常的，出現(xiàn)50層樓高的結(jié)構(gòu)已不是幻想。

表2 承重墻體用的高強(qiáng)度空心磚主要數(shù)據(jù)

表3是多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心磚規(guī)格尺寸，從中可看出：長(zhǎng)和寬尺寸平均值與我國(guó)基本一致，除澳大利亞實(shí)心磚長(zhǎng)度尺寸較大外。從厚度尺寸看，12個(gè)國(guó)家均在60mm以上，只有西班牙與我國(guó)相近。厚度尺寸多數(shù)國(guó)家比我國(guó)實(shí)心標(biāo)磚大13.2%～41.5%，由于抹灰縫減少，突顯其節(jié)約砂漿和砌筑用工10%以上的優(yōu)勢(shì)，磚厚度在一定范圍內(nèi)，其強(qiáng)度在砌體中的利用系數(shù)會(huì)更高，調(diào)整我國(guó)普通磚的厚度尺寸，與國(guó)際大多數(shù)國(guó)家一致也是必要的。但由于傳統(tǒng)生產(chǎn)和建筑使用習(xí)慣，需要多部門(mén)支持配合，難度較大。

表3 部分國(guó)家實(shí)心磚規(guī)格尺寸

3 隔熱保溫

實(shí)現(xiàn)磚墻體保溫隔熱性能，滿(mǎn)足或改善建筑節(jié)能的要求，是行業(yè)的共同目標(biāo)。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是擺在我們面前的重要課題。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究思路，主要有以下技術(shù)途經(jīng)：其一，在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求下如何實(shí)現(xiàn)高孔洞率輕質(zhì)化；其二是孔洞排列設(shè)計(jì)。

前者通過(guò)改變?cè)虾团黧w成型來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里不再詳述，而后者則充滿(mǎn)智慧。表4 反映了燒結(jié)空心磚產(chǎn)品保溫隔熱性能，從表中可以看出：一是孔洞率高不一定隔熱性能好，只有在孔型設(shè)計(jì)一致下才成立。例如2.6 和4.3，孔洞率分別僅為32%和35.7%，但導(dǎo)熱系數(shù)比高孔洞率為41.3%的空心磚優(yōu)越29%和38.8%。二是質(zhì)量大不一定導(dǎo)熱系數(shù)就高，表中2.3 和2.6，兩種產(chǎn)品密度分別為1080kg∕m3和1220kg∕m3，其導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.306kcal∕(m.h.℃)和0.234kcal∕(m.h.℃)，前者密度小反而導(dǎo)熱系數(shù)高于密度高的后者，隔熱保溫性能則同樣相反。如果是同一原料和完全相同的孔洞排布，就不會(huì)出現(xiàn)這種結(jié)果。關(guān)鍵是產(chǎn)品孔洞設(shè)計(jì)排布不一樣，產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)這種反常結(jié)果。根據(jù)法國(guó)研究結(jié)果，表4中有兩個(gè)重要數(shù)據(jù)：一是順著熱流方向孔洞排數(shù)；二是孔壁延長(zhǎng)線(xiàn)平均值(見(jiàn)圖1)?？锥磁艛?shù)越多，孔壁延長(zhǎng)線(xiàn)越長(zhǎng)，其導(dǎo)熱系數(shù)則越低，保溫隔熱性能就越好。眾所周知，各種磚用于墻體后，大部分熱量是經(jīng)過(guò)孔壁傳導(dǎo)的。從圖1 可知道，在生產(chǎn)工藝滿(mǎn)足要求時(shí)，孔壁越薄越好。對(duì)于保溫隔熱燒結(jié)砌塊，盡可能外圍壁厚度控制在7mm～9mm；豎向孔壁厚度控制在5mm～6mm；盡可能地減少水平孔連接孔壁的條數(shù)，使孔洞高度尺寸盡可能延長(zhǎng)；橫向水平孔壁數(shù)排列時(shí)盡可能控制在1～3為宜，目的是有足夠長(zhǎng)的熱傳導(dǎo)路線(xiàn)。根據(jù)法國(guó)的試驗(yàn)[4]，如果在每行孔洞中減少一個(gè)6mm厚的水平連接孔壁，則熱導(dǎo)系數(shù)可降低0.05W∕(m2·K)，這對(duì)提高墻體隔熱保溫性能也非常有利，詳見(jiàn)圖1 中水平孔布置。以上充分說(shuō)明，孔洞排列布置原則主要應(yīng)遵循四點(diǎn)：一是在規(guī)定的尺寸范圍內(nèi)，盡可能增加孔洞行列；二是在孔洞錯(cuò)位排列的前提下，盡可能地加長(zhǎng)熱傳導(dǎo)孔壁中的流動(dòng)路線(xiàn)；三是孔洞寬度應(yīng)科學(xué)沒(méi)定；四是能夠順利生產(chǎn)。根據(jù)試驗(yàn)研究資料介紹[5]，一塊空心磚如果增加一排孔時(shí)其熱阻值可增加0.14m2·K∕W，但應(yīng)在保證孔洞寬度尺寸設(shè)計(jì)合理。從圖2 可以看出，孔洞寬在20mm 時(shí)其熱阻值最大，超過(guò)22mm 時(shí)基本無(wú)變化，但可提高孔洞率，降低自重。當(dāng)孔洞寬度小于20mm時(shí)，熱阻值會(huì)大幅降低。還有一點(diǎn)，熱傳導(dǎo)路線(xiàn)增長(zhǎng)系數(shù)與磚的熱阻系數(shù)呈線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系(見(jiàn)圖3)。值得注意的是：瑞典最早發(fā)明了氣孔磚，并獲得32個(gè)國(guó)家的專(zhuān)利。生產(chǎn)工藝包括將塑料球珠與黏土混合攪拌成型與焙燒，在磚中形成許多球形微孔。其優(yōu)點(diǎn)是吸水率低、抹灰容易、有足夠的抗壓強(qiáng)度、減少運(yùn)輸費(fèi)用、導(dǎo)熱系數(shù)低、隔熱保溫性能好于同類(lèi)無(wú)氣孔產(chǎn)品。近幾年室內(nèi)舒適度不僅取決于材料的隔熱性能，而且還取決于材料的“呼吸”功能。燒結(jié)磚由于它的毛細(xì)管傳導(dǎo)能力的優(yōu)越性，其他材料很難與其競(jìng)爭(zhēng)。例如一項(xiàng)已被多次證明的事實(shí)[2]，加氣混凝土的長(zhǎng)久受濕程度為燒結(jié)磚的四倍。濕度對(duì)保溫隔熱是不利的。

表4 空心磚孔洞設(shè)計(jì)對(duì)導(dǎo)熱的影響

圖1 隔熱保溫空心磚孔形布置原則

圖2 孔寬與熱阻值的關(guān)系

圖3 熱傳導(dǎo)路線(xiàn)對(duì)磚熱阻值的影響

4 隔聲吸音

根據(jù)資料介紹：墻重為350kg∕m2或300kg∕m2，可以得到的隔聲值為45dB～50dB。如果需要更高的隔聲要求，人們普遍認(rèn)為，質(zhì)量大的材料燒結(jié)制品彈性模量高，隔聲性能好于其他材料。但是通過(guò)磚型設(shè)計(jì)、孔洞改變提高隔聲性能，也是非常重要的技術(shù)途徑。輕質(zhì)帶多孔結(jié)構(gòu)的建筑材料隔聲性能并不隨質(zhì)量的減少而以同一程度降低。其原因可能歸于空心體構(gòu)造內(nèi)部的聲響衍射效應(yīng)。美國(guó)曾設(shè)計(jì)了一種叫“SCR吸聲磚[6]”，具有較高的吸聲性效果和耐久性及藝術(shù)性(見(jiàn)圖4)。它是一種空心黏土砌塊，有兩個(gè)空層，其表面可按某種圖案打孔，孔的排列可以均勻一致，也可任意布置。該層內(nèi)填充以纖維質(zhì)的吸聲材料，其吸聲系數(shù)為0.6～0.65。磚還可以與其他材料組合砌成各種藝術(shù)性吸聲墻體，同樣達(dá)到吸聲的效果。也可采取用實(shí)心磚砌成蜂窩墻(見(jiàn)圖5)或由多孔磚順砌成(圖6a和圖6b)。采用意大利風(fēng)格的裝飾花格砌塊(見(jiàn)圖7)等完成吸聲設(shè)計(jì)。還應(yīng)指出，孔洞率大于20%，墻壁隔聲和吸聲性能都會(huì)有所提高。從環(huán)境保護(hù)和住房舒適度的要求，隔聲問(wèn)題顯得越來(lái)越重要。

圖4 吸聲磚

圖5 實(shí)心磚吸聲砌體

圖6a 多孔磚吸聲砌體

圖6b 多孔磚吸聲砌體

圖7 花格磚吸聲砌體

5 大塊增效

大塊的空心磚人工砌筑速度快，節(jié)約工費(fèi)；塊體大而灰縫少，節(jié)約砂漿；灰縫少，減少“熱橋”，有利于建筑節(jié)能；塊體大的磚相對(duì)小塊磚砌體來(lái)說(shuō)，砌體抗壓強(qiáng)度高；大塊的發(fā)展，有利于磚墻板的預(yù)制化。另外塊體大的磚更容易提高孔洞率，而孔洞率高，可節(jié)約原料和焙燒能耗。大塊空心磚制品在我國(guó)許多地方發(fā)展較快，根據(jù)廠(chǎng)家介紹，將實(shí)心磚轉(zhuǎn)為生產(chǎn)大塊的空心磚，提高產(chǎn)量1.5～1.8 倍；干燥時(shí)間縮短40%～60%；焙燒時(shí)間縮短30%～40%；燃料節(jié)約15%～20%；電力消耗降低10%；生產(chǎn)成本降低20%～30%。大塊外觀(guān)尺寸如何確定，就目前建筑實(shí)際看，如果單手拿磚砌筑最好單塊重小于5kg，當(dāng)孔洞率50%以上時(shí)，相當(dāng)于2塊標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心磚的質(zhì)量，4塊標(biāo)準(zhǔn)磚的體積。如果雙手砌最好小于10kg，同樣相當(dāng)于4 塊標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心磚的質(zhì)量，8 塊標(biāo)準(zhǔn)磚的體積。如果借助吊具砌筑，塊體尺寸可不受限制。據(jù)早前資料介紹，芬蘭在20世紀(jì)60年代后期，最大型磚的尺寸達(dá)500mm×250mm×220mm，相當(dāng)于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心磚體積比的18.8 倍，個(gè)別廠(chǎng)家產(chǎn)品按砌筑樓層高度實(shí)際尺寸確定規(guī)格型號(hào)(大于2600mm)。大塊體空心砌塊的發(fā)展也成為行業(yè)熱點(diǎn)之一。但也不要盲目追求，原料配比與處理跟不上，成型干燥技術(shù)未掌握前很難正常生產(chǎn)。塊體較大的砌塊，特別是厚度大的砌塊，豎向灰縫砌筑時(shí)難以保證砂漿飽滿(mǎn)度的要求，預(yù)制磚墻板更適應(yīng)。

6 固廢產(chǎn)品

國(guó)家發(fā)政委等10部門(mén)于2021年3月18日以發(fā)改環(huán)資[2021]381號(hào)文件發(fā)布了《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，文件指出：開(kāi)展資源綜合利用是我國(guó)深入實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。磚瓦是利用大宗固體廢棄物的重要行業(yè)，目前，大宗固廢累計(jì)堆存量約600億t，年新增堆存量近30億t，占用大量土地資源，存在較大的生態(tài)環(huán)境安全隱患。“十四五”期間，我國(guó)將開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程，圍繞推動(dòng)高質(zhì)發(fā)展主題，全面提高資源利用效率的任務(wù)更加迫切，墻體材料燒結(jié)制品應(yīng)義不容辭的承擔(dān)責(zé)任。大宗固體廢棄物主要指：煤矸石、粉煤灰、尾礦(共伴生礦)、冶煉渣、工業(yè)副產(chǎn)品石膏、建筑垃圾、農(nóng)作物秸稈等。這些大宗固體廢棄物，大多數(shù)可利用來(lái)制造燒結(jié)墻材制品或作為能源利用。我國(guó)年利用各類(lèi)固廢生產(chǎn)環(huán)保等新型墻體材料近6000 億塊(折標(biāo)磚)。例如煤矸石，用來(lái)生產(chǎn)多孔磚和空心制品，全煤矸石燒磚技術(shù)已普遍掌握，用煤矸石做內(nèi)燃燒磚大量使用，如果萬(wàn)塊磚按消耗1.2t標(biāo)煤計(jì)算，節(jié)約燒磚用煤7200 萬(wàn)t 以上；粉煤灰大量用于加氣混凝土砌塊和各種規(guī)格的板材制品生產(chǎn)。冶煉渣和鈦石膏的利用研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用已見(jiàn)成效。如湖南湘潭利用“錳渣陶土復(fù)合材料制備外墻外保溫輕質(zhì)瓷磚及力學(xué)性能分析研究”(國(guó)家基金項(xiàng)目)，試制的產(chǎn)品具有耐高溫、高強(qiáng)度、抗腐蝕等一系列優(yōu)良性能，錳渣粉在20%摻配下，在氮?dú)猸h(huán)境下燒結(jié)，產(chǎn)品吸水率、抗折強(qiáng)度達(dá)到最佳效果。鈦石膏資源化利用來(lái)“生產(chǎn)燒結(jié)空心砌塊的研究”[7]取得較大成功，年產(chǎn)2 億塊（折標(biāo)磚）鈦石膏空心磚生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)施,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB∕T13545-2014《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》標(biāo)準(zhǔn)要求。利用大宗固體廢渣生產(chǎn)各種墻體材料制品，既節(jié)能節(jié)地、利廢低碳，又改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境，是未來(lái)墻材制品研究開(kāi)發(fā)的永恒主題，也是墻材制品發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品。

7 外觀(guān)規(guī)整

外觀(guān)規(guī)整指燒結(jié)制品外觀(guān)尺寸偏差控制的最好程度。無(wú)論長(zhǎng)、寬、高，尺寸偏差越小越好；大面、條面和頂面平整，彎曲、凸凹、缺棱掉角越少越好。雖然產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都有明確的規(guī)定，但由于原料處理的不同、干燥焙燒的均勻性不一致，造成同類(lèi)產(chǎn)品誤差較大。以標(biāo)準(zhǔn)普通燒結(jié)磚為例，生產(chǎn)企業(yè)基本上都選擇負(fù)誤差，磚體積誤差有時(shí)高達(dá)30%以上。這對(duì)于制品企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)成本大幅下降，原料消耗減少30%；干燥燒成速度大幅提升；生產(chǎn)電耗和熱耗大幅減少；論塊數(shù)時(shí)運(yùn)輸費(fèi)用也會(huì)明顯降低。但給建設(shè)單位和施工企業(yè)帶來(lái)?yè)p失和不便：一是磚的數(shù)量大幅增加；二是材料預(yù)算相差甚大(磚和砂漿)；三是磚塊體尺寸偏小時(shí)，用砂漿找砌磚層層高，造成砂漿縫增厚或增多，影響砌體強(qiáng)度和砌體保溫隔熱性能。我國(guó)的磚都是負(fù)誤差而幾乎沒(méi)有正誤差的現(xiàn)象在個(gè)別地區(qū)比較普遍，這也與建筑商只追求價(jià)格和數(shù)量而忽視質(zhì)量有關(guān)，生產(chǎn)企業(yè)為降低成本所致。雖然墻材燒結(jié)制品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系比較健全，但各行業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解和認(rèn)識(shí)程度存在差異，特別是外觀(guān)尺寸偏差形同虛設(shè)，影響了磚瓦產(chǎn)品社會(huì)聲譽(yù)。要保證外觀(guān)尺寸精確，一是加強(qiáng)原料的配比控制和均化處理；二是按照最佳干燥焙燒曲線(xiàn)控制好溫度、濕度、風(fēng)量和風(fēng)壓，保持?jǐn)嗝孀钚≌`差；三是提高標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于有特別裝飾要求的燒結(jié)制品應(yīng)進(jìn)行研磨、切割加工，實(shí)現(xiàn)無(wú)砂漿或只用薄層膠砌筑。在磚瓦產(chǎn)品外觀(guān)尺寸精確度方面，四是加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和提高企業(yè)的質(zhì)量及社會(huì)責(zé)任意識(shí)，加大對(duì)檢驗(yàn)不合將產(chǎn)品地處罰力度。我國(guó)產(chǎn)品外觀(guān)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比相差較大，也與我國(guó)20世紀(jì)60 年代產(chǎn)品比出現(xiàn)嚴(yán)重倒退，這與世界產(chǎn)磚第一大國(guó)和“三千年秦磚漢瓦”的輝煌歷史實(shí)在不相符。

8 墻板預(yù)制化

磚瓦生產(chǎn)向預(yù)制化磚墻板方向發(fā)展，成為行業(yè)的熱點(diǎn)之一。第一塊磚墻板1934 年出現(xiàn)在荷蘭[2]，當(dāng)時(shí)僅在一家工廠(chǎng)生產(chǎn)了幾年。20 世紀(jì)50 年代末法國(guó)有2 家工廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)。到了20 世紀(jì)60年代后期，歐洲磚墻板的品種已達(dá)45種。加拿大和美國(guó)去歐洲學(xué)習(xí)，美國(guó)在1962年生產(chǎn)出第一塊磚墻板。在后來(lái)短短幾年中，奧地利、比利時(shí)、丹麥、英國(guó)、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、西班牙、瑞典等20 多個(gè)歐美國(guó)家均生產(chǎn)了磚墻板，當(dāng)時(shí)年產(chǎn)量已達(dá)300 萬(wàn)m2。除磚墻板外，磚還用做預(yù)制屋面樓板(圖8)、隔墻、裝配式磚過(guò)梁(圖9)和樓梯踏板等構(gòu)件。法國(guó)有許多14～20 層的房屋全部墻體用磚墻板組成，而且不用混凝土框架。我國(guó)墻板及構(gòu)件的預(yù)制化己開(kāi)始起步，隨著裝配式建筑的政策要求，具有一定的發(fā)展空間。

圖8 燒結(jié)空心磚用于預(yù)制屋面保溫板

圖9 樓層鋼筋混凝土圈梁(磚代替模板)

發(fā)展裝配式建筑墻板，從企業(yè)講要完善生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品要與建筑結(jié)構(gòu)相適應(yīng)配套，設(shè)計(jì)施工安裝規(guī)范及部件標(biāo)準(zhǔn)化也要跟得上。如果沒(méi)有好的原料和處理原料的裝備，沒(méi)有與其適應(yīng)性強(qiáng)的生產(chǎn)工藝、先進(jìn)的干燥焙燒窯爐來(lái)解決應(yīng)力收縮問(wèn)題，企業(yè)缺乏較高的生產(chǎn)管理水平，就生產(chǎn)不出符合預(yù)制墻板的燒結(jié)砌塊。沒(méi)有質(zhì)量高的燒結(jié)砌塊，就不可能生產(chǎn)出符合要求的燒結(jié)墻板及各種裝配式建筑用的部品構(gòu)件。

9 產(chǎn)品模數(shù)化

產(chǎn)品模數(shù)化與建筑結(jié)構(gòu)及墻體構(gòu)件的配套，是確定產(chǎn)品規(guī)格尺寸的重要方面，也是裝配式建筑發(fā)展的必然要求。我國(guó)模數(shù)空心制品發(fā)展即不平衡，也不穩(wěn)定。1970～2000年，模數(shù)磚規(guī)格也比較多，主要規(guī)格尺寸體現(xiàn)在多孔磚和空心砌塊兩大類(lèi)產(chǎn)品，如190mm×190mm×90mm 和290mm×190mm×90mm，加10mm灰縫變成200mm×200mm×100mm 或300mm×200mm×100mm，折標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心磚分別為2.25塊和3.39塊。發(fā)展較好的地區(qū)主要在南京、西安、蘭州等城市。頁(yè)巖燒結(jié)制品在云、貴、川、渝等省市發(fā)展起來(lái)后，許多廠(chǎng)家也把模數(shù)磚和砌塊列為主要生產(chǎn)產(chǎn)品之一。目前江蘇、浙江、四川、重慶發(fā)展較好，而陜西、甘肅在大幅減少。厚度為90mm模數(shù)空心磚或空心砌塊發(fā)展較好，寬度和長(zhǎng)度由于受我國(guó)傳統(tǒng)墻厚尺寸的影響，大部分產(chǎn)品向115mm和240mm尺寸發(fā)展。模數(shù)磚通用方便，應(yīng)該打破傳統(tǒng)墻體尺寸，修訂和完善產(chǎn)品模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)和砌體規(guī)范，與國(guó)際大部國(guó)家接軌，推進(jìn)燒結(jié)墻材制品模數(shù)化進(jìn)程。

10 裝飾多樣化

燒結(jié)制品除了高強(qiáng)度做承重墻體、降低導(dǎo)熱系數(shù)提高保溫隔熱性能、與吸聲材料組合降低噪音、適應(yīng)裝配式建筑的大塊輕質(zhì)產(chǎn)品等外，產(chǎn)品多樣化及多功能也是發(fā)展燒結(jié)墻材制品的重要方面。從產(chǎn)品裝飾多樣化講，國(guó)內(nèi)已成功生產(chǎn)出道路廣場(chǎng)裝飾磚、外墻磚和花格墻磚(見(jiàn)圖10、圖11)、海綿城市透水磚等。天津、湖北、湖南、陜西等地均有成功的生產(chǎn)線(xiàn)，其中湖南引進(jìn)了美國(guó)主要設(shè)備，生產(chǎn)的廣場(chǎng)裝飾磚和墻體磚，市場(chǎng)應(yīng)用前景越來(lái)越好。為了增加花色品種，陶瓷工藝學(xué)中各種方法可借鑒裝飾磚，完全能生產(chǎn)出給人以深刻視覺(jué)印象的各種裝飾磚，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代建筑藝術(shù)的要求。早在1977 年，德國(guó)工程師S.T.斯提法諾夫就發(fā)表了《飾面磚的制造》一文，對(duì)以各種方法獲得彩色磚和有特種表面修飾處理進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹[7]。例如：①坯體著色：可以用增加FeCl3或Fe(NO3)2等鐵鹽的含量加深紅顏色建筑磚；原料中含2%～3%的Fe2O3和較高的Al2O3及MgO時(shí)，將CaO：Fe2O3的比率超過(guò)1.6，或者摻入2%的TiO2(1100℃以上)可焙燒出黃顏色；摻入3%的MnO2或使用磨細(xì)的錳礦石可以制造出褐色的墻體磚。②用砂、磨細(xì)石料、玻璃等來(lái)制造建筑磚飾面層：工藝上兩種做法。一是坯體擠出后按照表面要求的凹凸式樣設(shè)置帶有玻璃碎屑的輥?zhàn)又苯虞亯盒纬?；二是濕坯在一個(gè)條面和兩個(gè)頂面噴濕噴砂；三是干燥后把砂噴在裝飾部位。焙燒時(shí)金屬氧化物溶解于水玻璃，冷卻后形成一層黏結(jié)牢固，并帶顏色的裝飾面層。③用不同的黏土泥料在磚表面上施化妝土：化妝土是一種裝飾精陶制品表面的古老辦法，它是在磚表面涂上或噴上一層細(xì)黏土的懸浮液，以便形成一層均勻、光滑、人們喜歡的磚表面，從而來(lái)遮蓋原有令人討厭的表面顏色。由于磚燒成溫度比陶制品低，應(yīng)采用加助溶劑的化妝土，最重要的是干燥和燒成的收縮及燒成溫度相適應(yīng)。④磚表面上釉：由于釉面磚的焙燒要求較為嚴(yán)格，磚產(chǎn)品對(duì)氣候影響的性能不穩(wěn)定，制品表面常會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂或細(xì)小裂紋等缺陷，建筑裝飾墻體未大量使用。隨著熔塊低溫釉的推廣使用，釉面磚也會(huì)有一定的市場(chǎng)空間。⑤用水溶性金屬鹽作表面處理[8]：由于黏土磚、頁(yè)巖磚、煤矸石及其他固體廢棄物資源化利用產(chǎn)品大部分存在著天然紅色，水溶性金屬鹽作飾面，主要適應(yīng)呈現(xiàn)深色調(diào)，如紅、墨綠、深藍(lán)及各種色調(diào)的褐色和黑色。例如：紅色—60gFeCl3和100g 水；墨綠—30gCr2O3和100g 水；棕色—12gMnCl2和100g 水等。通過(guò)不同溶液的混合使用，可獲豐富多彩的著色范圍，質(zhì)感良好的裝飾效果。

圖10 外墻磚

圖11 花墻格磚

11 總結(jié)與建議

未來(lái)的墻材燒結(jié)制品發(fā)展，一是要始終把握產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向，發(fā)展節(jié)能產(chǎn)品、環(huán)保產(chǎn)品、低碳產(chǎn)品、綠色產(chǎn)品[9]；二是要根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源和氣候條件，確定符合自身的產(chǎn)品發(fā)展方向；三是墻體制品要根據(jù)使用功能不同，生產(chǎn)輕質(zhì)空心、承重高強(qiáng)度、保溫隔熱、隔聲吸音、資源化、低碳化、模數(shù)化、預(yù)制化及多樣化等，這些產(chǎn)品始終是“十四五”及未來(lái)墻材制品發(fā)展的主要產(chǎn)品，但找準(zhǔn)適合市場(chǎng)要求的產(chǎn)品更重要；四是要加強(qiáng)空心制品不同功能的墻體產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，不斷改善產(chǎn)品各種使用功能，適應(yīng)建筑市場(chǎng)和美麗村鎮(zhèn)建設(shè)的需要；五是要加強(qiáng)原料處理及干燥室窯爐的研究設(shè)計(jì)，不斷提高產(chǎn)品品質(zhì)；六是要用高塑性指數(shù)、高干燥敏感性、高干燥焙燒收縮率、高含水率原料制造燒結(jié)墻體材料制品，建議采用二次碼燒工藝；七是建議制磚采用內(nèi)燃和外燃相結(jié)合的生產(chǎn)方式，提高產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量，推動(dòng)窯爐機(jī)械化、控制自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)智能化，而全內(nèi)燃和超內(nèi)燃，不易實(shí)現(xiàn)干燥焙燒窯溫度、濕度、壓力和風(fēng)量的智能、自動(dòng)化控制和調(diào)節(jié)，也影響產(chǎn)品品質(zhì)的提升以及全自動(dòng)化裝卸打包機(jī)械夾磚過(guò)程的完成。只要把握好產(chǎn)品發(fā)展方向和產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)途經(jīng)，理順發(fā)展思路，燒結(jié)墻體材料制品一定會(huì)走向持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展道路。