我國墻材燒結制品“十四五”及未來發(fā)展方向的思考

閆開放 林永淳

（1.中建材咸陽陶瓷研究設計院，陜西 咸陽 710061；2.陜西寶深機械(集團)有限公司，陜西 寶雞 722300）

我國燒結墻體材料企業(yè)在20世紀90年代中期達到了12萬家，到2010年減少到7萬家，現(xiàn)存企業(yè)只有3.5萬家左右，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，主要原因是我國磚瓦行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和結構調(diào)整及落后產(chǎn)能淘汰的步伐加快，機械自動化和智能化不斷提升，企業(yè)單線生產(chǎn)規(guī)模成倍增長。隨著工業(yè)智能化的不斷發(fā)展，我國建設墻材燒結制品企業(yè)數(shù)量仍將繼續(xù)減少，“十四五”及未來二十年，企業(yè)數(shù)量還可能下降到1.5 萬家～2 萬家，甚至1 萬家左右。磚瓦機械和磚瓦產(chǎn)品優(yōu)勝劣汰的市場法則不會改變。如何根據(jù)當?shù)刭Y源條件、產(chǎn)品需求，發(fā)展具有不同功能的燒結墻材制品，走出一條適應自己企業(yè)的特色產(chǎn)品，力爭企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展，值得我們共同深思。“十四五”期間及未來墻材燒結制品發(fā)展方向應該繼續(xù)為：輕質(zhì)空心、隔熱保溫、耐久高強、大塊薄壁，產(chǎn)品多樣化；規(guī)格尺寸模數(shù)化；墻板構件預制化；固廢利用資源化。

燒結墻體材料從產(chǎn)品使用性能來分，主要為兩大類、多品種。兩大類為承重和非承重，而承重類主要指實心磚和多孔磚，其產(chǎn)品主要性能為力學強度和耐久性，執(zhí)行標準為國標GB5101《燒結普通磚》和GB13544《燒結多孔磚》。非承重類主要指空心磚和空心砌塊，在滿足單層建筑墻體砌筑強度要求時，不需要直接承受多層墻體壓力。使用于外墻應在提高建筑隔熱、保溫、隔聲性能上下功夫；用于內(nèi)隔墻應在輕質(zhì)、大塊、高孔洞率和隔聲性能上下功夫，執(zhí)行標準為國標GB13545《燒結空心磚和空心砌塊》等。兩大類產(chǎn)品具有實現(xiàn)內(nèi)、外墻板工廠預制化，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磚、透水磚和外墻裝飾磚及具有復合功能的各種產(chǎn)品。目前我國黏土實心磚產(chǎn)量高達2000億塊，約占總產(chǎn)量的25%。根據(jù)未來發(fā)展，實心磚應向多品種、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。早在20世紀60年代，歐洲主要國家空心磚產(chǎn)量比例已超過燒結磚總產(chǎn)量50%，原聯(lián)邦德國空心制品占80%以上，意大利占90%，芬蘭占100%[2]。發(fā)展燒結空心墻材制品是未來幾十年不變的方向。

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，也是實現(xiàn)產(chǎn)品輕質(zhì)化的主要技術路線，對于盡快實現(xiàn)生產(chǎn)和建筑業(yè)碳達峰、碳減排和碳中和具有重要意義。輕質(zhì)化的界限在于，其強度、蓄熱及隔聲性能降低到不再能滿足要求的程度，因這幾種性能與質(zhì)量有關。但在采取墻體結構材料滿足幾種性能時應盡可能采取薄壁和提高孔洞率來有效減輕自重。在此基礎上，把廢塑料制成球粒加入原料中制坯，使它在焙燒過程中釋出。也可以提高空心磚壁和筋的氣孔率。例如法國生產(chǎn)的“泡沫黏土”，方法是加入起泡劑。德國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為歐美幾個國家生產(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)品外觀尺寸的大小。以法國為例，單塊質(zhì)量在6kg～19kg，是我國標準實心磚質(zhì)量的2.4～7.6倍，能滿足單手拿起、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有問題。

表1 非承重空心磚規(guī)格尺寸

2 承重高強

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

式中R-砌體抗壓強度，kg∕cm2；

Rz-磚的抗壓強度，kg∕cm2；

Rs-砂漿抗壓強度，kg∕cm2。

從公式可以看出，在砂漿強度確定后，磚的強度比砂漿強度影響更大，砌體強度隨磚的強度提高而提高。如果從這一點講，不斷提高磚強度是提高砌體承載使用功能的重要途徑。表2為發(fā)達國家承重多孔磚規(guī)格型號，其產(chǎn)品主要指標為抗壓強度和孔洞設置。除2 個國家產(chǎn)品抗壓強度在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，其抗壓強度達到600kg∕cm2以上；英國生產(chǎn)的低孔洞率磚(13%～19%)最高達到1300kg∕cm2；德國生產(chǎn)的微孔多孔磚，密度僅為700kg∕m3，抗壓強度達到100kg∕cm2～150kg∕cm2，比同密度的輕質(zhì)材料高出1～2倍。隨著磚強度的提高，許多國家在60年前就開展了磚砌體配筋的廣泛研究，推動了用磚承重的高層建筑的發(fā)展。早在1965 年英國漢普夏郡在一個新建住宅區(qū)內(nèi)，用強度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。美國丹佛市用1000號磚建成了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層樓高的結構已不是幻想。

表2 承重墻體用的高強度空心磚主要數(shù)據(jù)

表3是多國標準實心磚規(guī)格尺寸，從中可看出：長和寬尺寸平均值與我國基本一致，除澳大利亞實心磚長度尺寸較大外。從厚度尺寸看，12個國家均在60mm以上，只有西班牙與我國相近。厚度尺寸多數(shù)國家比我國實心標磚大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，磚厚度在一定范圍內(nèi)，其強度在砌體中的利用系數(shù)會更高，調(diào)整我國普通磚的厚度尺寸，與國際大多數(shù)國家一致也是必要的。但由于傳統(tǒng)生產(chǎn)和建筑使用習慣，需要多部門支持配合，難度較大。

表3 部分國家實心磚規(guī)格尺寸

3 隔熱保溫

實現(xiàn)磚墻體保溫隔熱性能，滿足或改善建筑節(jié)能的要求，是行業(yè)的共同目標。如何實現(xiàn)這一目標是擺在我們面前的重要課題。根據(jù)國內(nèi)外研究思路，主要有以下技術途經(jīng)：其一，在滿足強度要求下如何實現(xiàn)高孔洞率輕質(zhì)化；其二是孔洞排列設計。

前者通過改變原料和坯體成型來實現(xiàn)，這里不再詳述，而后者則充滿智慧。表4 反映了燒結空心磚產(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，只有在孔型設計一致下才成立。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，其導熱系數(shù)分別為0.306kcal∕(m.h.℃)和0.234kcal∕(m.h.℃)，前者密度小反而導熱系數(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，就不會出現(xiàn)這種結果。關鍵是產(chǎn)品孔洞設計排布不一樣，產(chǎn)品就會出現(xiàn)這種反常結果。根據(jù)法國研究結果，表4中有兩個重要數(shù)據(jù)：一是順著熱流方向孔洞排數(shù)；二是孔壁延長線平均值(見圖1)?？锥磁艛?shù)越多，孔壁延長線越長，其導熱系數(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)過孔壁傳導的。從圖1 可知道，在生產(chǎn)工藝滿足要求時，孔壁越薄越好。對于保溫隔熱燒結砌塊，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；橫向水平孔壁數(shù)排列時盡可能控制在1～3為宜，目的是有足夠長的熱傳導路線。根據(jù)法國的試驗[4]，如果在每行孔洞中減少一個6mm厚的水平連接孔壁，則熱導系數(shù)可降低0.05W∕(m2·K)，這對提高墻體隔熱保溫性能也非常有利，詳見圖1 中水平孔布置。以上充分說明，孔洞排列布置原則主要應遵循四點：一是在規(guī)定的尺寸范圍內(nèi)，盡可能增加孔洞行列；二是在孔洞錯位排列的前提下，盡可能地加長熱傳導孔壁中的流動路線；三是孔洞寬度應科學沒定；四是能夠順利生產(chǎn)。根據(jù)試驗研究資料介紹[5]，一塊空心磚如果增加一排孔時其熱阻值可增加0.14m2·K∕W，但應在保證孔洞寬度尺寸設計合理。從圖2 可以看出，孔洞寬在20mm 時其熱阻值最大，超過22mm 時基本無變化，但可提高孔洞率，降低自重。當孔洞寬度小于20mm時，熱阻值會大幅降低。還有一點，熱傳導路線增長系數(shù)與磚的熱阻系數(shù)呈線性函數(shù)關系(見圖3)。值得注意的是：瑞典最早發(fā)明了氣孔磚，并獲得32個國家的專利。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)點是吸水率低、抹灰容易、有足夠的抗壓強度、減少運輸費用、導熱系數(shù)低、隔熱保溫性能好于同類無氣孔產(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。燒結磚由于它的毛細管傳導能力的優(yōu)越性，其他材料很難與其競爭。例如一項已被多次證明的事實[2]，加氣混凝土的長久受濕程度為燒結磚的四倍。濕度對保溫隔熱是不利的。

表4 空心磚孔洞設計對導熱的影響

圖1 隔熱保溫空心磚孔形布置原則

圖2 孔寬與熱阻值的關系

圖3 熱傳導路線對磚熱阻值的影響

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，人們普遍認為，質(zhì)量大的材料燒結制品彈性模量高，隔聲性能好于其他材料。但是通過磚型設計、孔洞改變提高隔聲性能，也是非常重要的技術途徑。輕質(zhì)帶多孔結構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造內(nèi)部的聲響衍射效應。美國曾設計了一種叫“SCR吸聲磚[6]”，具有較高的吸聲性效果和耐久性及藝術性(見圖4)。它是一種空心黏土砌塊，有兩個空層，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性吸聲墻體，同樣達到吸聲的效果。也可采取用實心磚砌成蜂窩墻(見圖5)或由多孔磚順砌成(圖6a和圖6b)。采用意大利風格的裝飾花格砌塊(見圖7)等完成吸聲設計。還應指出，孔洞率大于20%，墻壁隔聲和吸聲性能都會有所提高。從環(huán)境保護和住房舒適度的要求，隔聲問題顯得越來越重要。

圖4 吸聲磚

圖5 實心磚吸聲砌體

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；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；塊體大的磚相對小塊磚砌體來說，砌體抗壓強度高；大塊的發(fā)展，有利于磚墻板的預制化。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許多地方發(fā)展較快，根據(jù)廠家介紹，將實心磚轉(zhuǎn)為生產(chǎn)大塊的空心磚，提高產(chǎn)量1.5～1.8 倍；干燥時間縮短40%～60%；焙燒時間縮短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%。大塊外觀尺寸如何確定，就目前建筑實際看，如果單手拿磚砌筑最好單塊重小于5kg，當孔洞率50%以上時，相當于2塊標準實心磚的質(zhì)量，4塊標準磚的體積。如果雙手砌最好小于10kg，同樣相當于4 塊標準實心磚的質(zhì)量，8 塊標準磚的體積。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60年代后期，最大型磚的尺寸達500mm×250mm×220mm，相當于我國標準實心磚體積比的18.8 倍，個別廠家產(chǎn)品按砌筑樓層高度實際尺寸確定規(guī)格型號(大于2600mm)。大塊體空心砌塊的發(fā)展也成為行業(yè)熱點之一。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，豎向灰縫砌筑時難以保證砂漿飽滿度的要求，預制磚墻板更適應。

6 固廢產(chǎn)品

國家發(fā)政委等10部門于2021年3月18日以發(fā)改環(huán)資[2021]381號文件發(fā)布了《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》，文件指出：開展資源綜合利用是我國深入實施可持續(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?！笆奈濉逼陂g，我國將開啟全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程，圍繞推動高質(zhì)發(fā)展主題，全面提高資源利用效率的任務更加迫切，墻體材料燒結制品應義不容辭的承擔責任。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)可利用來制造燒結墻材制品或作為能源利用。我國年利用各類固廢生產(chǎn)環(huán)保等新型墻體材料近6000 億塊(折標磚)。例如煤矸石，用來生產(chǎn)多孔磚和空心制品，全煤矸石燒磚技術已普遍掌握，用煤矸石做內(nèi)燃燒磚大量使用，如果萬塊磚按消耗1.2t標煤計算，節(jié)約燒磚用煤7200 萬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)品開發(fā)應用已見成效。如湖南湘潭利用“錳渣陶土復合材料制備外墻外保溫輕質(zhì)瓷磚及力學性能分析研究”(國家基金項目)，試制的產(chǎn)品具有耐高溫、高強度、抗腐蝕等一系列優(yōu)良性能，錳渣粉在20%摻配下，在氮氣環(huán)境下燒結，產(chǎn)品吸水率、抗折強度達到最佳效果。鈦石膏資源化利用來“生產(chǎn)燒結空心砌塊的研究”[7]取得較大成功，年產(chǎn)2 億塊（折標磚）鈦石膏空心磚生產(chǎn)線的實施,產(chǎn)品質(zhì)量達到GB∕T13545-2014《燒結空心磚和空心砌塊》標準要求。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)、保護環(huán)境，是未來墻材制品研究開發(fā)的永恒主題，也是墻材制品發(fā)展的重點產(chǎn)品。

7 外觀規(guī)整

外觀規(guī)整指燒結制品外觀尺寸偏差控制的最好程度。無論長、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)品標準都有明確的規(guī)定，但由于原料處理的不同、干燥焙燒的均勻性不一致，造成同類產(chǎn)品誤差較大。以標準普通燒結磚為例，生產(chǎn)企業(yè)基本上都選擇負誤差，磚體積誤差有時高達30%以上。這對于制品企業(yè)來說，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)時運輸費用也會明顯降低。但給建設單位和施工企業(yè)帶來損失和不便：一是磚的數(shù)量大幅增加；二是材料預算相差甚大(磚和砂漿)；三是磚塊體尺寸偏小時，用砂漿找砌磚層層高，造成砂漿縫增厚或增多，影響砌體強度和砌體保溫隔熱性能。我國的磚都是負誤差而幾乎沒有正誤差的現(xiàn)象在個別地區(qū)比較普遍，這也與建筑商只追求價格和數(shù)量而忽視質(zhì)量有關，生產(chǎn)企業(yè)為降低成本所致。雖然墻材燒結制品國家標準體系比較健全，但各行業(yè)對標準的理解和認識程度存在差異，特別是外觀尺寸偏差形同虛設，影響了磚瓦產(chǎn)品社會聲譽。要保證外觀尺寸精確，一是加強原料的配比控制和均化處理；二是按照最佳干燥焙燒曲線控制好溫度、濕度、風量和風壓，保持斷面最小誤差；三是提高標準要求。對于有特別裝飾要求的燒結制品應進行研磨、切割加工，實現(xiàn)無砂漿或只用薄層膠砌筑。在磚瓦產(chǎn)品外觀尺寸精確度方面，四是加強標準的宣貫和提高企業(yè)的質(zhì)量及社會責任意識，加大對檢驗不合將產(chǎn)品地處罰力度。我國產(chǎn)品外觀與發(fā)達國家相比相差較大，也與我國20世紀60 年代產(chǎn)品比出現(xiàn)嚴重倒退，這與世界產(chǎn)磚第一大國和“三千年秦磚漢瓦”的輝煌歷史實在不相符。

8 墻板預制化

磚瓦生產(chǎn)向預制化磚墻板方向發(fā)展，成為行業(yè)的熱點之一。第一塊磚墻板1934 年出現(xiàn)在荷蘭[2]，當時僅在一家工廠生產(chǎn)了幾年。20 世紀50 年代末法國有2 家工廠開始生產(chǎn)。到了20 世紀60年代后期，歐洲磚墻板的品種已達45種。加拿大和美國去歐洲學習，美國在1962年生產(chǎn)出第一塊磚墻板。在后來短短幾年中，奧地利、比利時、丹麥、英國、芬蘭、法國、德國、西班牙、瑞典等20 多個歐美國家均生產(chǎn)了磚墻板，當時年產(chǎn)量已達300 萬m2。除磚墻板外，磚還用做預制屋面樓板(圖8)、隔墻、裝配式磚過梁(圖9)和樓梯踏板等構件。法國有許多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。我國墻板及構件的預制化己開始起步，隨著裝配式建筑的政策要求，具有一定的發(fā)展空間。

圖8 燒結空心磚用于預制屋面保溫板

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)品要與建筑結構相適應配套，設計施工安裝規(guī)范及部件標準化也要跟得上。如果沒有好的原料和處理原料的裝備，沒有與其適應性強的生產(chǎn)工藝、先進的干燥焙燒窯爐來解決應力收縮問題，企業(yè)缺乏較高的生產(chǎn)管理水平，就生產(chǎn)不出符合預制墻板的燒結砌塊。沒有質(zhì)量高的燒結砌塊，就不可能生產(chǎn)出符合要求的燒結墻板及各種裝配式建筑用的部品構件。

9 產(chǎn)品模數(shù)化

產(chǎn)品模數(shù)化與建筑結構及墻體構件的配套，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，折標準實心磚分別為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。頁巖燒結制品在云、貴、川、渝等省市發(fā)展起來后，許多廠家也把模數(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，寬度和長度由于受我國傳統(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，應該打破傳統(tǒng)墻體尺寸，修訂和完善產(chǎn)品模數(shù)化標準和砌體規(guī)范，與國際大部國家接軌，推進燒結墻材制品模數(shù)化進程。

10 裝飾多樣化

燒結制品除了高強度做承重墻體、降低導熱系數(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)展燒結墻材制品的重要方面。從產(chǎn)品裝飾多樣化講，國內(nèi)已成功生產(chǎn)出道路廣場裝飾磚、外墻磚和花格墻磚(見圖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，其中湖南引進了美國主要設備，生產(chǎn)的廣場裝飾磚和墻體磚，市場應用前景越來越好。為了增加花色品種，陶瓷工藝學中各種方法可借鑒裝飾磚，完全能生產(chǎn)出給人以深刻視覺印象的各種裝飾磚，從而滿足現(xiàn)代建筑藝術的要求。早在1977 年，德國工程師S.T.斯提法諾夫就發(fā)表了《飾面磚的制造》一文，對以各種方法獲得彩色磚和有特種表面修飾處理進行了較為詳細的介紹[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，將CaO：Fe2O3的比率超過1.6，或者摻入2%的TiO2(1100℃以上)可焙燒出黃顏色；摻入3%的MnO2或使用磨細的錳礦石可以制造出褐色的墻體磚。②用砂、磨細石料、玻璃等來制造建筑磚飾面層：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置帶有玻璃碎屑的輥子直接輥壓形成；二是濕坯在一個條面和兩個頂面噴濕噴砂；三是干燥后把砂噴在裝飾部位。焙燒時金屬氧化物溶解于水玻璃，冷卻后形成一層黏結牢固，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。④磚表面上釉：由于釉面磚的焙燒要求較為嚴格，磚產(chǎn)品對氣候影響的性能不穩(wěn)定，制品表面常會出現(xiàn)開裂或細小裂紋等缺陷，建筑裝飾墻體未大量使用。隨著熔塊低溫釉的推廣使用，釉面磚也會有一定的市場空間。⑤用水溶性金屬鹽作表面處理[8]：由于黏土磚、頁巖磚、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，主要適應呈現(xiàn)深色調(diào)，如紅、墨綠、深藍及各種色調(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 總結與建議

未來的墻材燒結制品發(fā)展，一是要始終把握產(chǎn)業(yè)政策導向，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?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、承重高強度、保溫隔熱、隔聲吸音、資源化、低碳化、模數(shù)化、預制化及多樣化等，這些產(chǎn)品始終是“十四五”及未來墻材制品發(fā)展的主要產(chǎn)品，但找準適合市場要求的產(chǎn)品更重要；四是要加強空心制品不同功能的墻體產(chǎn)品設計開發(fā)，不斷改善產(chǎn)品各種使用功能，適應建筑市場和美麗村鎮(zhèn)建設的需要；五是要加強原料處理及干燥室窯爐的研究設計，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)燃和外燃相結合的生產(chǎn)方式，提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量，推動窯爐機械化、控制自動化，實現(xiàn)智能化，而全內(nèi)燃和超內(nèi)燃，不易實現(xiàn)干燥焙燒窯溫度、濕度、壓力和風量的智能、自動化控制和調(diào)節(jié)，也影響產(chǎn)品品質(zhì)的提升以及全自動化裝卸打包機械夾磚過程的完成。只要把握好產(chǎn)品發(fā)展方向和產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展的技術途經(jīng)，理順發(fā)展思路，燒結墻體材料制品一定會走向持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展道路。