不宜盲目發(fā)展粉煤灰“免燒磚”.doc

不宜盲目發(fā)展粉煤灰“免燒磚” 通常所說的粉煤灰“免燒磚”，是指以水泥為主要膠結(jié)料，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)（免燒、免蒸）制成的粉煤灰磚。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)墻體材料術(shù)語（GB/T18963-2003）之規(guī)定，粉煤灰“免燒磚”應(yīng)稱作“自（然）養(yǎng)（護(hù)）粉煤灰磚”。下面仍以習(xí)慣，將“自養(yǎng)粉煤灰磚”簡稱“免燒磚”。 “免燒磚”在80年代興起，曾風(fēng)靡一時，由于產(chǎn)品本身的質(zhì)量尤其是在建筑質(zhì)量上存在的種種問題而銷聲匿跡。隨著墻體材料革新的深入發(fā)展和禁止實(shí)心粘土磚力度的加大，為“免燒磚”的“發(fā)展”帶來了“契機(jī)”。一些設(shè)備廠家甚至名牌大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)所屬工廠，發(fā)布宣傳“免燒磚”和“免燒磚機(jī)”的廣告（從中央到地方的許多媒體）鋪天蓋地。消費(fèi)者在其“引導(dǎo)”下，20042005年兩年間，全國就上馬“免燒磚”生產(chǎn)線近萬條，年總產(chǎn)量折標(biāo)磚40億50億塊。因此，中國磚瓦協(xié)會副會長李從典同志以及仲啟偕分別以“免燒磚”一哄而上令人擔(dān)憂和誤導(dǎo)消費(fèi)者的“免燒磚”為題發(fā)表文章（先后發(fā)表在墻材革新與節(jié)能建筑2006年第六期和磚瓦世界2006年第七期），以免消費(fèi)者繼續(xù)受到誤導(dǎo)。 目前“免燒磚”經(jīng)檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)，可以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC239-2001的要求，為什么還不宜盲目發(fā)展？ (1)“免燒磚”的強(qiáng)度 粉煤灰磚的強(qiáng)度不僅取決于原料配合比、顆粒級配、原料制備和成型質(zhì)量，而且與制品的硅酸鹽石的礦物組成密切相關(guān)。 粉煤灰水化物中，以硅酸鈣凝膠的強(qiáng)度為最高，其次是托勃莫來石，由于“免燒磚”的水化物以水化硅酸鈣凝膠為主要相，加之鈣礬石的微膨脹作用，可提高磚的密實(shí)度，進(jìn)一步提高磚的強(qiáng)度。因此，“免燒磚”只要嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行生產(chǎn)，可生產(chǎn)出較高強(qiáng)度的粉煤灰磚，正如一些廣告所宣傳的那樣。 (2)“免燒磚”的綜合耐久性 實(shí)踐證明，大多數(shù)粉煤灰硅酸鹽制品建筑物和結(jié)構(gòu)的破壞不是由材料強(qiáng)度不足引起的，而是由材料的綜合耐久性能不足引起的。粉煤灰硅酸鹽制品的綜合耐久性能，最重要的包括：抗碳化、抗凍性能，亦應(yīng)包括干燥收縮性能。 抗碳化性能 在粉煤灰、渣硅酸鹽制品中，除了形成水化硅鈣系列產(chǎn)物外，還將形成水石榴石、鈣礬石和單硫型硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物。這類制品的抗碳化性能，不僅取決于材料中所形成的水化硅酸鈣（水化硅酸鈣凝膠、托勃莫來石等）的碳化穩(wěn)定性，也取決于其它水化產(chǎn)物的碳化穩(wěn)定性。 如前所述，制品中有托勃莫來石晶相存在很重要，它不僅對強(qiáng)度有好處，而且對抵抗收縮和提高抗碳化、抗凍性能都是非常有用的。實(shí)驗(yàn)研究表明，托勃莫來石碳化6個月后強(qiáng)度提高40%，CSH()碳化6個月強(qiáng)度下降20%。顯然，托勃莫來石的抗碳化性能要好于水化硅酸鈣凝膠。 由上述可知，由于蒸壓粉煤灰磚是在高溫高壓的條件下進(jìn)行水化反應(yīng)，所以在蒸壓粉煤灰磚的硅酸鹽石中，水化硅酸鈣中既有水化硅酸鈣凝膠，又有相當(dāng)比例的托勃莫來石（約占30以上）；水石榴石中SiO2含量高，具有良好的抗碳化性能；所含水化硫鋁酸鈣為單硫型水化硫鋁酸鈣，碳化后密實(shí)度增加，強(qiáng)度大幅度提高。 而“免燒磚”是在常溫常壓的條件下進(jìn)行水化反應(yīng)，所以在“免燒磚”的硅酸鹽石中，水化硅酸鈣僅有水化硅酸鈣凝膠，不存在結(jié)晶良好的托勃莫來石；幾乎不存在水石榴石，即使有其抗碳化性能還不夠好；水化硫鋁酸鈣是以抗碳化性能較差的三硫型水化硫鋁酸鈣為主。顯然，“免燒磚”的抗碳化性能遠(yuǎn)不如蒸壓粉煤灰磚。 抗凍性能 科學(xué)研究表明，粉煤灰磚的硅酸鹽石中各種水化物的抗凍性能不盡相同，托勃莫來石好于水化硅酸鈣凝膠，而后者又好于水化鋁酸鈣。在蒸壓粉煤灰磚中托勃莫來石和水化硅酸鈣凝膠共存，不存在水化鋁酸鈣；而在“免燒磚”中，不存在托勃莫來石，卻有水化鋁酸鈣存在。 另外，在灰渣硅酸鹽制品中摻入石膏的抗凍性能一般比不摻石膏的低。因此，在生產(chǎn)有抗凍要求的灰渣硅酸鹽制品，應(yīng)嚴(yán)格控制石膏摻量。如前所述，粉煤灰在蒸壓的條件下，三種形態(tài)的SiO2活性都可得到激發(fā)參與水化反應(yīng)，對于有抗凍要求的磚。如采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰完全可不摻入石膏，一般情況下，為加快反應(yīng)速度，石膏摻量約在1%2%，摻量很少。而“免燒磚”是在常溫較低的溫度下進(jìn)行水化反應(yīng)，僅有玻璃體中無定型即活性SiO2和Al2O3參與反應(yīng)；而且反應(yīng)速度極慢，為加快反應(yīng)速度和提高磚的強(qiáng)度必須摻入石膏及其它激發(fā)劑，激發(fā)無定型SiO2和Al2O3活性，并需要有鈣礬石生成以提高磚的強(qiáng)度，否則磚的強(qiáng)度難以提高不能滿足要求。一般情況石膏要摻入2%4%，有的要求摻入6%。由于在低溫下水化反應(yīng)速度緩慢，殘余的石膏在磚硬化后的使用過程中還會繼續(xù)反應(yīng)，生成鈣礬石，體積可膨脹1.27倍，此時不再會提高磚的強(qiáng)度，而會使磚產(chǎn)生微裂紋，降低磚的抗凍性能。 因此，可以說“免燒磚”的抗凍性能遠(yuǎn)不如蒸壓粉煤灰磚，盡管可以滿足標(biāo)準(zhǔn)JC239規(guī)定的15次凍融循環(huán)的要求。 “免燒磚”的收縮 粉煤灰磚的收縮不僅與磚的密實(shí)度有關(guān)，亦與磚的硅酸鹽石的礦物組成即粉煤灰水化產(chǎn)物組成密切相關(guān)。如上所述，制品中有托勃莫來石晶相的存在對抵抗收縮是非常有用的。 粉煤灰硅酸鹽材料，在常溫下水化極其緩慢，一般都是通過蒸養(yǎng)和蒸壓措施促進(jìn)水化反應(yīng)。其水化產(chǎn)物有晶體、半晶體和膠體之分，其中晶體不受干燥條件的影響，水化產(chǎn)物的結(jié)晶度越高，抗干縮能力就越好。而膠體即水化硅酸鈣凝膠中含有大量的凝膠孔（約為水化硅酸鈣凝膠的28%，其孔徑大小約在15A30A）。這些凝膠孔中吸附有大量的水分，這些水分在干燥時極易失去，當(dāng)這些凝膠脫水時，引起體積縮小，制品收縮。以此可以得出水化硅酸鈣材料的收縮性能與水化硅酸鈣凝膠數(shù)量、水化產(chǎn)物的結(jié)晶度密切相關(guān)。 有關(guān)研究表明，在充分水化的蒸壓粉煤灰制品的硅酸鹽石中，水化硅酸鈣系列產(chǎn)物，托勃莫來石約占30%以上，其余水化硅酸鈣凝膠占不到70%。另外還有一定數(shù)量的結(jié)晶良好的水石榴石晶體，而使蒸壓粉煤灰磚具有較高的結(jié)晶度。而水化充分的“免燒磚”的硅酸鹽石中，水化硅酸鈣系列產(chǎn)物由于反應(yīng)溫度低，幾乎全部為水化硅酸鈣凝膠，既沒有托勃莫來石晶體，又不存在水石榴石結(jié)晶。顯然，“免燒磚”抵抗干燥收縮變形的能力遠(yuǎn)不如蒸壓粉煤灰磚，蒸養(yǎng)磚則介于它們兩者之間。 另外，不僅“免燒磚”經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)后，即使是蒸養(yǎng)磚經(jīng)蒸養(yǎng)后，水化作用亦沒有全部完成，在存放、砌筑和使用過程中仍在進(jìn)行，緩慢的水化（碳化）反應(yīng)導(dǎo)致墻體干縮變形。 由上，不難看出，“免燒磚”的干燥收縮要明顯高于蒸壓粉煤灰磚。 綜上所述，隨著粉煤灰磚養(yǎng)護(hù)制度的不同，水化產(chǎn)物即硅酸鹽石的礦物組成有著明顯的不同，養(yǎng)護(hù)溫度越高，水化反應(yīng)越充分，水化產(chǎn)物越多、結(jié)晶度越高，其綜合耐久性能越好。因此，僅從粉煤灰磚的硅酸鹽石的礦物組成及結(jié)晶度的高低，可以看出“免燒磚”的綜合耐久性能，不如蒸養(yǎng)粉煤灰磚，更不如蒸壓粉煤灰磚。 20世紀(jì)80年代，為了開拓粉煤灰的利用途徑，將利用風(fēng)化的山土、砂土或其它劣質(zhì)雜土生產(chǎn)非燒結(jié)粘土普通磚的工藝方法引入非燒結(jié)粉煤灰磚生產(chǎn)，經(jīng)蘇州水泥混凝土研究設(shè)計(jì)院在望亭電廠試驗(yàn)和生產(chǎn)證明，當(dāng)水泥加到10%左右時，磚的抗壓強(qiáng)度可達(dá)到100kg/cm2。但是用這種磚建造的25層磚混結(jié)構(gòu)（包括圍墻），像普通蒸汽養(yǎng)護(hù)、壓制的粉煤灰磚建筑一樣，建成一段時間后在山墻及窗臺下出現(xiàn)了裂紋。又如，筆者所見到的，在80年代后期，撫順一稅務(wù)機(jī)關(guān)的一幢采用雙免磚兩層樓的附屬建筑，兩年后就扒掉了。原撫順石化二廠為解決本系統(tǒng)自備電廠粉煤灰的占地和污染問題，曾于20世紀(jì)90年代中期，與一家粉煤灰綜合利用技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)合作，利用該機(jī)構(gòu)的“專利技術(shù)”，投資200余萬元，建成粉煤灰“免燒磚”廠，因其產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，生產(chǎn)出的產(chǎn)品積壓，才進(jìn)行多方考察和調(diào)研，深感免燒乃至蒸養(yǎng)粉煤灰磚的質(zhì)量難以過關(guān)，被迫停產(chǎn)下馬，蒙受了200余萬元的經(jīng)濟(jì)損失。又據(jù)荊楚網(wǎng)2006年4月7日以280萬塊粉煤灰磚積壓潛江老板呼喚新型墻材標(biāo)準(zhǔn)為題，轉(zhuǎn)發(fā)湖北日報(bào)報(bào)道，湖北省潛江市田關(guān)中韓墻體材料廠，抓住潛江市被列為全國第二批禁止使用黏土實(shí)心磚的城市這一契機(jī)，于2005年12月投入400萬元，興建了年產(chǎn)5000萬塊標(biāo)磚的墻體