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墙材标准中硅酸盐混凝土制品术语及定义的探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-03   来源:《科技纵横》 2007年9月   作者:李庆繁   浏览次数:833
本文认为国家标准《墙体材料术语》及有关墙材产品标准, 对硅酸盐制品和水泥制品的界定不够明晰, 这样会使钙质材料为水泥的自养硅酸盐制品与水泥制品鱼目混珠, 如将自养硅酸盐制品误当作自然养护的水泥制品用于建筑工程, 会给建筑工程质量留下隐患。
 前言
 
    为了促进科技交流和贸易发展, 使墙体材料的生产、应用、科研、设计、教学、著作与翻译等方面的工作, 能够用统一的分类方法和科学、准确、统一的语言, 国家先后颁布了行业标准《砖和砌块名词术语》( JC/T 790—85) 、国家标准《硅酸盐建筑制品术语》(GB/T 16753—1997) 和《墙体材料术语》(GB/T18968—2003) 等, 因此, 在墙体材料产品的国家或行业标准中, 大都随着编制的时间不同, 分别采用上述相应标准所规定的术语和定义作为所编标准的术语和义。
     笔者由于工作需要, 在学习和应用上述标准以及有关墙材产品标准过程中, 认为上述有的标准及某些墙材产品标准中, 对于混凝土墙材制品的术语及定义, 存在某些欠妥之处, 也许由于个人的偏见,主要表现在硅酸盐混凝土与水泥混凝土的术语及定义相混淆, 极易造成“双免”之类的墙材制品与水泥制品鱼目混珠, 这不利于墙材产品质量的管理和正确指导墙材生产, 更不利于保证建筑工程质量,因此, 本文拟就此进行讨论以求共同探讨。
 
关于混凝土墙材制品的术语和定义
 
    混凝土是指由胶凝材料( 水泥或胶结料) 、水、集料, 必要时还有化学外加剂和矿物掺合料等组分按一定比例合理配料, 经成型、硬化后制成的人造石。墙体材料常用的混凝土制品按胶凝材料分, 主要有水泥混凝土制品( 以下简称水泥制品) 和硅酸盐混凝土制品( 以下简称硅酸盐制品) 。
 
1.1 水泥混凝土和硅酸盐混凝土
 
1.1.1 水泥混凝土
 
    水泥混凝土指以各种硅酸盐水泥为胶凝材料或为节约水泥按国家标准《粉煤灰混凝土应用技术
规范》(GBJ146—90) 及相关标准的规定掺入适量粉煤灰取代部分水泥作为辅助胶凝材料, 经养护生成以水化硅酸钙和Ca(OH)2 为主要水化产物的混凝土。
  以硅酸盐水泥为胶凝材料, 经养护可生成4 种以上既有低碱又有高碱不同类型和不同C/S 的水化硅酸钙凝胶C- S- H ( 约占水泥总量的70%左右) 及Ca(OH)2 ( 约占25%左右) 为主的水化产物, 其形成的坚硬石状体称为水泥结石。其中Ca(OH)2  是水泥结石稳定和混凝土耐久的标志性矿物, 即使按国家标准GBJ146—90 及相关标准的规定, 掺入适量的粉煤灰, 取代部分水泥, 水泥结石中仍含有足够的Ca(OH)2矿物, 以保持结石的稳定和混凝土的耐久。
   以普通砂、石作集料的水泥混凝土, 称为普通混凝土, 其制品如普通混凝土空心砌块、混凝土多孔砖等; 采用天然或人造轻粗集料, 密度小于1950kg/m3 的水泥混凝土, 称为轻集料混凝土, 其制品如轻集料混凝土空心砌块。
 
1.1.2 硅酸盐混凝土
 
    硅酸盐混凝土的定义, 在不同的资料中, 对其表述方法亦有所不同。在《硅酸盐辞典》( 1984 年, 建筑工业出版社) 一书中给出的硅酸盐混凝土的定义是: “磨细的硅质材料和石灰为胶凝材料, 必要时加少量石膏, 经常压和高压蒸汽养护生成以水化硅酸钙为主要产物的混凝土”, 国家标准《硅酸盐建筑制品术语》(GB/T16753—1997) 给出的是硅酸盐建筑制品的定义: “用硅质材料和钙质材料, 以一定的工艺方法, 在自然或人工水热合成条件下反应生成以水化硅酸钙、水化铝酸钙为主要胶结料的建筑制品”, 在国家标准《墙体材料术语》(GB/T 18968—2003) 中, 关于硅酸盐砖的定义是: “以硅质和钙质材料为主要材料, 掺加适量集料和石膏, 经坯料制备、压制成型、养护等工艺制成的实心、多孔或空心砖”。综合上述3 个表述形式不同的定义, 笔者认为将硅酸盐混凝土的定义表述如下较为合适: “磨细的硅质和钙质材料为胶凝材料, 掺加适量集料和石膏, 经自然养护、常压或高压蒸汽养护生成以水化硅酸钙为主要水化产物的混凝土”。这里的养护过程就是将钙质材料完成硅酸盐化的过程, 使钙质材料包括水泥、石灰、电石渣和钢渣等, 水化或消化过程生成的Ca(OH)2, 与硅质材料进行二次反应, 生成以水化硅酸钙为主的水化产物, 当采用水泥时, 由其水化生成的Ca(OH)2 矿物将消失( 这一点可以从后面, 由中国建筑材料科学研究院水泥所针对粉煤灰小型空心砌块所作的试验得到证实) , 这应该是“硅酸盐混凝土”一词的由来, 故其胶凝材料结石应称作“硅酸盐结石”为宜, 而不应再称作“水泥结石”, 因为它们是两种矿物组成和性能有明显差异的胶凝材料结石。
    硅酸盐制品常以硅质材料命名, 如以粉煤灰为硅质材料的, 有粉煤灰硅酸盐砌块和粉煤灰硅酸盐砖等。
1.1.3 水泥混凝土和硅酸盐混凝土的区别
 
    综上所述, 笔者认为水泥混凝土和硅酸盐混凝土的主要区别在于胶凝材料结石中是否有Ca(OH)2 矿物存在, 其次是水化硅酸钙C/S 的高低, 这也是判定水泥混凝土还是硅酸盐混凝土的主要依据。至于生产硅酸盐制品, 所用的钙质材料是水泥还是石灰并不重要, 因为它们主要是用来提供与硅质材料进行火山灰反应所需要的Ca(OH)2 ;所不同的仅在于采用前者可实现硅酸盐制品的自然养护, 如可生产“自养粉煤灰小型空心砌块”和“自养粉煤灰砖”等,即可生产“双免”硅酸盐制品, 而采用后者生产硅酸盐制品时, 则需要常压或高压蒸汽养护, 且以采用高压蒸汽养护为宜。
 
1.2 不同养护制度下粉煤灰混凝土和粉煤灰硅酸
 
    盐混凝土胶凝材料的水化产物及性能。
 
1.2.1 不同养护制度下粉煤灰混凝土的水化产物及性能
 
    硅酸盐水泥随着养护温度的升高, 硅酸盐的溶解度增大, 水化反应加速。对Ca(OH)2 析出量及结合水量的测定表明, 80℃蒸养与20℃时的水化过程相比, 水化反应速度加速了5 倍。100℃加速了9 倍。这时水化过程进行的总规律未发生根本变化, 只是各水化期的延续时间随温度的升高而缩短。
  蒸气养护时硅酸盐水泥生成的主要水化产物,与标准养护基本相同。其主要组成为, 以CSH( Ⅰ) 、CSH( Ⅱ) 为主的C- S- H 微晶或非晶型水化硅酸钙、Ca(OH)2 及有碳化生成的CaCO3;还有少量的C2SH2和C2SH(B) 以及其它以亚稳相生成的水化硅酸钙;铝酸盐及铁铝酸盐生成的则是钙矾石、C3AH6 和C4AH11~19
    不难看出, 水泥制品在不同的养护制度下, 水化反应速度存在较大差异, 但所生成的水化产物基本相同, 都可以获得较好的耐久性能。因此, 在国家标准《普通混凝土小型空心砌块》和《轻集料混凝土小型空心砌块》中, 均没有对应采用的养护制度提出要求。
    粉煤灰混凝土是指“掺入一定量粉煤灰的水泥混凝土”。当在水泥混凝土中掺入的粉煤灰的性能和掺量, 符合国家建设工程标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596) 、《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146) 和建工行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》( JGJ28) 的相关规定, 并采用GBJ146 或JGJ28 中规定的粉煤灰混凝土配合比设计方法, 进行生产墙材制品的粉煤灰水泥混凝土( 以下简称: 粉煤灰混凝土) 的配合比设计, 可以更好地发挥粉煤灰的基本效应, 适当减少胶凝材料结石中Ca(OH)2  的数量, 而使强度高的水化硅酸钙有所增加, 并维持Ca(OH)2 在液相中始终处于饱和状态, 改善粉煤灰混凝土及其制品的性能或避免混凝土质量下降, 保证和提高粉煤灰混凝土及其制品的强度, 并使其具有好的耐久性。从而改善和提高粉煤灰混凝土及其墙材制品的性能。
 
1.2.2 不同养护制度下粉煤灰硅酸盐混凝土胶凝
 
    材料的水化产物及其性能粉煤灰硅酸盐制品的强度和耐久性能取决于制品的密实度和硅酸盐石的矿物组成。凡是影响这两方面的工艺因素, 都会影响制品的性能。在制品具有合理的配料和相同的密实度条件下, 磨细的硅质和钙质胶凝材料, 随着养护制度的不同, 水化生成物及其结晶度有明显差异。从而使不同养护制度生产的硅酸盐制品的耐久性能有所差别。
 
1. 2. 2. 1 不同养护制度下粉煤灰硅酸盐混凝土胶凝材料的水化产物
 
( 1) 高压蒸气养护
    蒸压粉煤灰制品的水化产物处于多相平衡状态, 即水化硅酸钙凝胶CSH( Ⅰ) 、托勃莫来石结晶、水石榴石结晶及单硫型水化硫铝酸钙等同时并具有合适的比例平衡存在。托勃莫来石晶体可达35%以上, 使胶凝材料结石具有较高的结晶度。
( 2) 常压蒸气养护
    由于水化硅酸钙系列产物中的托勃莫来石晶体需要在较高的温度下生成, 如石灰和硅胶或石灰和磨细石英砂需在130~175℃湿热条件顺利合成,在蒸养条件下难以生成结晶良好的托勃莫来石, 制品的主要生成物是水化硅酸钙凝胶。因此, 蒸养粉煤灰制品, 随着水热养护过程的延长, 平衡产物有水化硅酸钙凝胶CSH( Ⅰ) 、水石榴石、钙矾石及单硫型水化硫铝酸钙以及少量的无水石膏等。
( 3) 自然养护
    自然养护的粉煤灰硅酸盐制品, 由于在常温下粉煤灰在Ca(OH)2环境中, 水化反应在早期进行的比较缓慢, 使制品坯体的早期强度很低, 难以满足自然养护的需要, 当以水泥取代石灰作为钙质材料进行水化反应, 加水后首先水泥进行水化反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等凝胶, 并能形成Ca(OH)2晶体。凝胶能够胶结分散的粉煤灰颗粒材料, 形成不可逆胶化和硬化, 从而使制品具有早期强度。因此, 以水泥水化生成的Ca(OH)2, 取代石灰消化生成的Ca(OH)2 可实现粉煤灰硅酸盐制品的自然养护, 即免蒸免烧。
    随着养护龄期的延长, 水泥水化生成的Ca(OH)2不断同粉煤灰中的活性SiO2 Al2O3 反应, 随之Ca(OH)2在液相中的浓度不断降低, 直至降到饱和状态以下, 致使水泥水化生成的高碱水化硅酸钙水化析出Ca(OH)2, 转化为低碱水化硅酸钙, 最终使Ca(OH)2 完成了硅酸盐化的过程, 使Ca(OH)2矿物消耗殆尽, 形成了硅酸盐石。一些实验研究和有关资料表明, 粉煤灰—水泥体系自养粉煤灰硅酸盐制品, 胶凝材料的主要水化产物即硅酸盐石主要的矿物组成有: 水化硅酸钙凝胶CSH( Ⅰ) 、水化铝酸盐C3AH6、钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙和结晶度很差的水石榴石等。
    如果按国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146) 和建工行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》( JGJ28) 的规定, 以适量粉煤灰取代部分水泥生产的墙材制品, 应属粉煤灰混凝土制品, 其胶凝材料结石为水泥石,而不是粉煤灰硅酸盐制品, 不在上述讨论范围之内。
 
1. 2. 2. 2 不同养护制度下粉煤灰硅酸盐制品的耐久性能及抗干缩的能力
 
    由于粉煤灰硅酸盐制品生产工艺和装备的技术进步, 制品可以得到较高的密实度, 而水化产物中以低碱水化硅酸钙凝胶的强度为最高, 显然无论采用何种养护制度, 粉煤灰硅酸盐制品的强度基本可以得到保证, 因此, 这里仅就不同养护制度下的粉煤灰硅酸盐制品的耐久性能及抗干缩能力进行讨论。
    如前所述, 粉煤灰硅酸盐制品在不同的养护制度下, 胶凝材料可生成的主要水化产物有所不同,而粉煤灰硅酸盐制品的耐久性能及抗干缩的能力,与其水化产物的耐久性能及抗干缩的能力的好坏密切相关。
( 1) 粉煤灰硅酸盐制品各种水化产物的耐久性能粉煤灰硅酸盐制品的耐久性最重要的有, 抗冻和抗碳化性能。
①抗冻性能
    科学研究表明, 混凝土中胶凝材料结石中各种水化物的抗冻性能不尽相同, 就矿物成分而言, 其抗冻性的大小按以下顺序排列:水化硅酸二钙(B) > 水化硅酸二钙(C) > 托勃莫来石>Ⅰ型水化硅酸钙> 水化铝酸钙。
②抗碳化性能
   实验研究表明, 托勃莫来石碳化6 个月后强度提高40%, CSH (Ⅰ) 碳化6 个月强度下降20%, 显
然, 托勃莫来石的抗碳化性能明显好于水化硅酸钙凝胶。
   水石榴石的组成是可变的, 其通用式是C3ASnH 6- 2n, 它是C3AH中的H2部分的被SiO2取代而形成的, 其中一个SiO2可取代两个H2O。水石榴石的组成与水热处理温度有关, 温度愈高, 其组成中含有SiO2的程度愈高, 抗碳化性能随之增高。
   三硫型水化硫铝酸钙的抗碳化性能较差, 碳化速度较快, 碳化后密实度减小, 强度急剧降低。单硫型水化硫铝酸钙则相反, 碳化后密实度增加, 强度大幅度提高。
( 2) 干燥收缩性能
 
研究与探讨
 
    粉煤灰硅酸盐材料, 在常温下水化极其缓慢一般都是通过蒸养和蒸压措施促进水化反应。其水化产物有晶体、半晶体和胶体之分, 其中晶体不受干燥条件的影响, 水化产物的结晶度越高, 抗干缩能力就越好。
    有关研究表明, 在充分水化的蒸压粉煤灰制品的硅酸盐石中, 水化硅酸钙系列产物中, 托勃莫来石可达35%以上, 其余为各种C/S 的水化硅酸钙凝胶, 另外, 还有一定数量的结晶良好的水石榴石晶体, 而使蒸压粉煤灰砖具有较高的结晶度。而水化充分的自养制品的硅酸盐石中, 水化硅酸钙系列产物由于反应温度低, 几乎全部为低碱水化硅酸钙凝胶, 没有托勃莫来石晶体。蒸养制品水化产物的结晶度要好于自养制品。
    因此, 自养制品抵抗干燥收缩变形的能力远不如蒸压制品, 蒸养制品则介于它们两者之间。
    综上所述, 根据蒸压、蒸养和自养粉煤灰硅酸盐制品的水化产物组成可知, 自然养护制品的耐久性能及抵抗干燥收缩变形的能力不如蒸养制品, 更不如蒸压制品。
    不难看出, 硅酸盐制品中有托勃莫来石晶相存在很重要, 它不仅对强度有好处, 而且对抵抗干燥收缩和提高抗碳化、抗冻性能都是非常有用的, 因此, 蒸压制品所具有的优异性能, 是蒸养制品尤其是自养制品所不可比拟的。
 
与硅酸盐混凝土制品的术语及定义有关问题的探讨
 
2.1 关于“粉煤灰小型空心砌块”
 
    国家标准《墙体材料术语》, 依据行业标准《粉煤灰小型空心砌块》( JC826—2000) 的规定, 给出了与JC826—2000 相同的粉煤灰小型空心砌块的定义: “以粉煤灰、水泥、各种轻、重集料、水为主要组分( 也可加入外加剂等) 拌合制成的小型空心砌块,其中粉煤灰用量不应低于原材料质量的20%, 水泥用量不应低于原材料质量的10%。”。在国家标准《墙体材料术语》中, 将其排除在硅酸盐制品———硅酸盐砌块以外, 欠妥, 下面就此进行讨论。
 
2.1.1 粉煤灰小型空心砌块的属性
 
    笔者曾在有关文章中就粉煤灰小型空心砌块应属硅酸盐制品进行过讨论, 这里拟就其属性作进一步的探讨。
2. 1. 1. 1 生产粉煤灰混凝土小型空心砌块粉煤
 
    灰的最高掺量与粉煤灰小型空心砌块。
    根据有关资料, 在生产非承重砌块时, 水泥用量一般占原料质量的10%, 而承重砌块占12%, 假设采用上述的水泥用量可以满足生产粉煤灰水泥混凝土砌块的需要, 如采用Ⅲ级粉煤灰, 粉煤灰掺量按国家标准《粉煤灰混凝土技术规范》的规定, 采用超量取代法, 取超量系数为2, 当分别采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥, 根据规范的规定取代水泥的最大限量分别为50%40%30%,那么粉煤灰允许的最高掺量, 计算结果见表1。
    由表1 可知, 当采用硅酸盐水泥, 生产粉煤灰混凝土小砌块时, 当水泥用量为原料质量的10%以上, 粉煤灰用量可达20%以上, 符合“粉煤灰小型空心砌块”定义的规定, 按此可将其称作“粉煤灰小型空心砌块”, 则表明此时的粉煤灰小型空心砌块属于粉煤灰混凝土制品, 即水泥制品。当采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥, 粉煤灰掺量达20%以上时, 生产的砌块, 已不再是粉煤灰混凝土小型空心砌块, 应属粉煤灰硅酸盐制品。
 
 
 

    因此, 可以说在特定的条件下, 如采用硅酸盐水泥和Ⅲ级粉煤灰, 并采用超量取代法且取超量系数δC= 2 时, 国家标准《墙体材料术语》所定义的“粉煤灰小型空心砌块”属于现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146) 和建工行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》( JGJ28) 所定义的“掺入一定量粉煤灰的水泥混凝土”制品, 即应属水泥制品, 而在实际生产中几乎没有这种情况。
 
2. 1. 1. 2 粉煤灰小型空心砌块胶凝材料的水化产物及其属性
 
    据了解, 企业按JC862—2000 之规定, 生产粉煤灰小型空心砌块时, 为了降低成本, 提高经济效益, 粉煤灰掺量很少有低于30%的情况, 大都在40%以上, 据一些研究者称掺量可高达80%。因此,据有关资料介绍, 中国建筑材料科学研究院水泥所为某企业, 以“低标号的硅酸盐水泥”为“固体激发剂”, 并采用“液体激发剂”, 按JC862—2000 的要求生产粉煤灰小型空心砌块, 进行“粉煤灰活性激发微观机理的研究”, 实验结果表明, 最终生成的水化产物有: C- S- H、Aft、水榴子石、水化铝酸盐(C2AHn)等矿物, 而Ca(OH)2 矿物“随水化不断进行, 其本身时而存在, 时而消失。4 个月以后不再出现”。这也是生产“免烧”或“双免”粉煤灰砖的水化反应过程。显然其水化产物与粉煤灰硅酸盐制品一致, 因此, 实际生产的粉煤灰小型空心砌块均属硅酸盐制品。这里所用的激发剂仅仅是加速了Ca(OH)2的硅酸盐化过程, 加快了Ca(OH)2消失的速度, 提高了制品的早期强度, 与硅酸盐制品性能密切相关的水化产物组成并没有因此而改变。
 
2.1.2 小结
 
    国家标准《墙体材料术语》和行业标准《粉煤灰小型空心砌块》所定义的“粉煤灰小型空心砌块”,既包括“掺入一定量粉煤灰的水泥混凝土”制品即水泥制品, 又包括粉煤灰硅酸盐混凝土制品, 欠妥。因为产品标准不仅仅是对产品性能指标提出要求,而且对所采用的原材料和生产工艺作出规定, 而粉煤灰水泥混凝土制品和粉煤灰硅酸盐混凝土制品,所要求的原材料、原材料配合比、胶凝材料的水化产物、生产工艺及养护方法对制品性能的影响各不相同, 如原料的搅拌, 粉煤灰水泥混凝土拌合物采用强制搅拌机即可, 而粉煤灰硅酸盐混凝土即生产粉煤灰小型空心砌块的拌合物的搅拌, 则需采用具有压实、活化和混合作用的轮碾机, 再者养护制度的不同对水泥制品性能的影响较小, 而对硅酸盐制品有显著影响, 显然用同一个标准对它们提出技术要求和进行生产管理不尽合理。
    由于在实际生产中, 粉煤灰掺量基本都在30%以上, 也就是说实际生产的粉煤灰小型空心砌块均属粉煤灰硅酸盐制品, 然而在国家标准《墙体材料术语》中, 将其排除在硅酸盐制品———硅酸盐砌块以外, 而与“普通混凝土小型空心砌块”和“轻集料混凝土小型空心砌块”并列, 显然是视其为水泥制品, 不尽合理。因为两者对于原料及其配比和生产工艺有不同的要求, 尤其是硅酸盐制品的性能与养护制度密切相关, 随着养护制度的不同产品性能有显著差异。再者, 由于国家标准《墙体材料术语》将粉煤灰小砌块与水泥混凝土小砌块并列, 加之粉煤灰小砌块中有不低于原料质量10%的水泥, 而会令人误认为“粉煤灰小型空心砌块”就是粉煤灰混凝土小型空心砌块, 属于水泥制品, 如果建筑设计或施工人员, 将自然养护的粉煤灰小型空心砌块———“双免”制品, 当作粉煤灰混凝土小型空心砌块来选择, 将会影响建筑工程的质量和安全。
     企业在生产粉煤灰小型空心砌块时, 为了降低成本, 提高经济效益, 都尽量提高粉煤灰的掺量, 为了保证产品质量, 更重要的是保证工程质量, 建议标准中应对养护制度提出明确的要求。
 
2.2 关于“自养粉煤灰砖”
 
    国家标准《墙体材料术语》给出的自养粉煤灰砖的定义是: “以水泥为主要胶凝材料, 经自然养护制成的粉煤灰砖。”, 对此不甚理解。
  “粉煤灰砖”一词表明, 粉煤灰应该是制砖的主要原料, 给人的第一印象就是以硅质和钙质材料为胶凝材料的粉煤灰硅酸盐砖即为硅酸盐制品, 否则不应称作“粉煤灰砖”。而定义中的“以水泥为主要胶凝材料”, 则表明砖是以水泥为主要胶凝材料, 而以粉煤灰为辅助胶凝材料经自然养护制成的砖, 这里应该是用粉煤灰取代部分水泥, 超量粉煤灰则取代部分细集料, 而与国家标准《粉煤灰混凝土技术规范》所定义的“粉煤灰混凝土”相吻合, 因为粉煤灰混凝土砖属于水泥制品, 可称作混凝土砖或水泥砖, 而不应称作“自养粉煤灰砖”。显然术语“自养粉煤灰砖”与其定义自相矛盾。
    实际上并不存在以水泥为主要胶凝材料的“自养粉煤灰砖”, 而是以粉煤灰为主, 以水泥为固化剂的“自养粉煤灰砖”, 水泥用量一般在8%~12%。其首先利用水泥水化生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶将粉煤灰颗粒初步粘结, 使坯体具有有早期强度, 以实现自然养护, 进而再利用水泥水化生成的Ca(OH)2 与粉煤灰发生火山灰反应, 最终形成以水化硅酸钙为主要产物的硅酸盐结石, 而使砖固结并产生强度和具有一定的理化性能, 其水化反应过程与粉煤灰小型空心砌块完全一致。因此, 自养粉煤灰砖应属粉煤灰硅酸盐制品———硅酸盐砖, 在国家标准《墙体材料术语》中未将其明确纳入硅酸盐砖的范畴欠妥。
    当自养粉煤灰砖的水泥用量不低于10%, 粉煤灰不低于20%, 则与粉煤灰小型空心砌块所要求的原料及其配比基本一致, 显然它们应属同一类制品———粉煤灰硅酸盐制品, 所不同的仅仅是形状和尺寸的不同。因此, 可以说用生产粉煤灰小型空心砌块的原料, 完全可以生产出自养粉煤灰砖, 即通常所说的“免烧”或“双免”粉煤灰砖。
 
2.3 关于“非烧结普通粘土砖”
 
     国家标准《墙体材料术语》定义的“非烧结普通粘土砖”, 与行业标准《非烧结普通粘土砖》( JC
422—91) 的定义基本一致, 即“以粘土为主要原料,掺入少量胶凝材料, 经粉碎、搅拌、压制成型、自然养护而成的( 一种非烧结) 普通粘土砖。”在JC422—91 中亦将其称作“免烧砖”。
    行业标准《非烧结普通粘土砖》主要起草人之一唐仁美教授等, 为推广应用“非烧结普通粘土砖”, 于1993 年编写并由浙江科学技术出版社出版了《免烧砖制造方法与建筑施工》一书。据书中介绍, 随着“免烧砖”( 即非烧结普通粘土砖) 研究的深入和广泛应用, 制造免烧砖的原材料, 由单一的土发展为多种原材料, 主要有砂、粉煤灰、尾矿等, 还可用城市垃圾和其他工业废渣制砖; 胶凝材料即固化剂, 有: 水泥( 可以自养) 、石灰( 需要蒸养或蒸压) 、石膏和外加剂等。采用普通硅酸盐水泥时, 其用量在6%~12%, 在水泥用量少时应适量加入石灰, 以提高胶凝材料的碱度。
    在上述一书中, 还详细的讲解了水泥在免烧砖中的作用、水化反应过程和主要水化产物, 明确指出“免烧砖属硅酸盐材料”, 显然应属自然养护的“硅酸盐砖”, 然而国家标准《墙体材料术语》并未明确将其纳入“硅酸盐砖”的范畴, 欠妥。不难看出所谓粉煤灰和工业废渣“免烧”或“双免”砖, 以及前面的“自养粉煤灰砖”, 就是在“非烧结普通粘土砖”的基础上发展起来的硅酸盐砖。
 
2.4 关于行业标准《非烧结垃圾尾矿砖报批稿
 
    行业标准《非烧结垃圾尾矿砖( 报批稿) 》( 以下简称标准报批稿) 明确规定“本标准适用于以淤泥、建筑垃圾、焚烧垃圾等为主要原料, 掺入少量水泥、石膏、石灰、外加剂、胶结剂等胶凝材料, 经粉碎、搅拌、压制成型、蒸压、蒸养或自然养护而成的一种实心非烧结垃圾尾矿砖”。以此定义结合行业标准《非烧结普通粘土砖》( JC 422—91) 和《免烧砖制造方法与建筑施工》一书的介绍, 笔者认为该标准报批稿应为行业标准《非烧结普通粘土砖》( JC 422—91) 的翻版, 或者说是在行业标准《非烧结普通粘土砖》( JC 422—91) 的基础上修改而成, 是将硅质材料由粘土改为淤泥和垃圾, 明确了钙质材料的种类, 增加了蒸压和蒸养的规定。
    仅从标准报批稿的名称及其对“非烧结垃圾尾矿砖”的定义看, 笔者认为有如下不妥之处:
    首先, 从行业标准报批稿的名称《非烧结垃圾尾矿砖》看, 应该是给主要用垃圾和尾矿生产的非
烧结砖制定的产品标准。可用于制砖的垃圾有建筑垃圾和焚烧垃圾等; 尾矿根据国家标准《墙体材料术语》的规定为: “铁矿、铜矿、锌矿等矿山选矿后排出的以二氧化硅为主要成分的废渣”。然而在标准中将制砖性能优于垃圾的尾矿排除在主要原料之外, 没有明确尾矿可以制砖, 却将含有诸多杂质的淤泥名列其首, 而使文题不符, 欠妥。
    其次, 该标准报批稿所规定的产品, 就是硅酸盐制品, 当砖坯具有合理的配料和相同的密实度,但在不同的养护制度下, 水化产物及结晶度会有明显的不同, 而使产品性能有显著差异, 因此, 用统一的技术指标对其性能进行评价不尽合理, 而会出现如下两种情况: 一是为照顾生产工艺落后的产品,标准规定的性能指标过低, 致使产品粗制滥造, 不能满足建筑工程对产品质量的要求; 二是生产工艺先进, 技术含量高的高性能产品, 可满足标准所规定的高性能指标的要求, 而生产工艺落后技术含量低的产品, 却难以达到, 则易造成产品的以次充好、鱼目混珠。因此, 笔者认为, 标准报批稿中关于既可采用蒸压, 又可采用蒸养, 甚至还可以采用自然养护工艺生产非烧结砖的规定, 欠妥。应大力发展高压蒸气养护的“非烧结垃圾尾矿砖”, 不仅可利用淤泥、垃圾, 还可以利用尾矿、其它工业废渣和不能用于种植的砂化粘土等。
 
结语
 
    笔者认为, 是水泥混凝土制品, 还是硅酸盐混凝土制品, 不应以其所用的钙质材料, 是水泥还是石灰来界定, 而应以胶凝材料最终的水化产物来确定。如在国家标准《硅酸盐建筑制品术语》中, 以水泥和粉煤灰为胶凝材料生产的瓦和地面砖, 尽管它们所用的钙质材料均为水泥, 前者被称作“水泥粉煤灰硅酸盐瓦”, 而后者称作“自养粉煤灰地面砖”列在了“硅酸盐地面砖”条目之下。
    水泥混凝土与硅酸盐混凝土是两种性质不同的混凝土, 前者在不同的养护制度下, 具有基本相同的水化产物, 而后者的水化产物却有很大的不同, 胶凝材料结石的结晶度亦相差悬殊, 致使制品的性能具有显著差异。由于硅酸盐墙材制品, 主要用于建筑工程, 建筑设计人员选择墙材制品的重要依据之一就是产品标准, 为使设计人员从技术、经济、质量、建筑物的使用功能和耐久性等多方面考虑, 正确合理的选择硅酸盐墙材制品, 避免其与水泥混凝土制品混淆, 应在硅酸盐墙材制品的标准中注明“硅酸盐”字样, 并应明确养护制度, 以及规定与养护制度相适应的技术性能指标, 不应将不同的养护制度生产的同一种硅酸盐制品, 采用统一的技术指标来评价其质量的优劣, 以避免硅酸盐墙材制品的粗制滥造或鱼目混珠, 以及避免将“双免”硅酸盐混凝土制品误当作自然养护的水泥混凝土制品用于建筑工程, 给建筑工程质量留下隐患。
    以上是笔者根据诸多科技工作者以往的科研成果和建筑工程现行的国家和行业标准, 针对一些墙材产品标准中, 存在的不利于建材产品质量和生产管理, 以及不利于建筑工程质量和安全的不妥之处, 冒昧提出一些看法, 以求共同探讨, 如有不当请指教!
 
 
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