烧结多孔砖（精选9篇）
烧结多孔砖 篇1
生物质木屑是植物通过光合作用生成的有机物。由于它具有来源广泛、可再生和环境友好等优点,因此越来越受到人们的广泛关注。生物质作为燃料技术,具有成本低、投资少、见效快的特点,成为我国利用生物质木屑燃料的主要技术之一。本文研究的生物质为木屑。我国的生物质能非常丰富,农林业废弃物数量也很大,林业废弃物每年大约为3 700万立方米,等同于2 000 万吨标煤,在我国每年废弃的资源约为15 亿吨,因此废弃资源的利用越来越受到人们的关注和认可[1,2]。
木屑作为烧结页岩多孔砖的一种有机材料,在烧结温度下燃烧时,分解过程中产生无害气体、可以提高砖的热值,从而提高页岩砖的可燃性、燃烧速率,产生大量微小气孔。木屑取自各种农作物的副产品或者废弃物,在高温下生物质材料中的纤维和其他有机物燃烧产生一定的能量并形成气孔,影响其物理性能。在研究木屑烧结页岩砖的研发和力学性能时做了大量的研究和理论基础[3—6]。本文研究通过添加不同掺量和颗粒级配的木屑烧结成一种新型的轻质烧结页岩砖材料。
1 原材料和试验方法
1. 1 原材料
1. 1. 1 页岩
选用页岩来自广西柳州市砖厂,取自于柳州市平和村附近,可塑性指数为9. 2 左右,含水率为10% 左右,烧成温度为1 050 ℃ ,经干燥后置于球磨机破碎磨细成粉末状,其粒径成分包括Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ca O、Mg O ,经过80 目筛分,其成分含量如表1。
2. 1. 2 木屑
木屑样品取自柳州市木材厂,是多种木材锯屑的混合物,木屑主要经过清洗、干燥、磨碎、筛分的过程,利用电热恒温箱中进行烘干直至质量不变,以去除表面附着的颗粒和水溶性物质,最后在60 ℃下烘干一夜,按照试件通过机械粉碎,筛分成不同粒径( 1. 5 ~ 2. 0 mm,0. 5 ~ 1. 0 mm,0. 12 ~ 0. 5 mm) ,如下表2。
1. 2 烧结成型
烧结页岩砖的烧结程序在实验室完成,具体步骤如图1,采用的设备为武汉试验电炉有限公司生产,如图2,将页岩作为主料,木屑、煤矸石分别倒入搅拌机中,木屑掺量分别为0、10% 、15% 、20% ,加适量水均匀混匀,搅拌后将混合料放到试模中,如图3,然后将坯体阴干后脱模,放入高温电炉中进行焙烧,分为四个阶段: ①干燥阶段,此阶段为温度范围为400 ℃左右,主要是蒸发砖坯表面的自由水、吸附水、结晶水。②加热阶段,此阶段温度范围为400 ℃至900 ℃之间,发生分解反应,同时木屑有机质达到燃点,开始燃烧分解,形成了微小的气孔。③烧成阶段,此阶段温度范围为900 ℃至1 050 ℃,由于铁离子的变价,导致在烧结过程中砖的颜色由灰色逐渐向红褐色转变。④冷却阶段,为了防止降温过快导致的断口裂缝,将降温速度调为100 ℃ /h,烧结成型尺寸为240 mm × 115 mm × 90 mm轻质页岩矩形多孔砖,分为3 排,如图4,考虑到由于木屑的加入,消耗的空气增多,因此在焙烧过程中增加空气的供应量。
1. 3 试验方法
参照GB /T 2542—2012《砌墙砖实验方法》对烧成制品进行相关性能测试; 对烧结体积密度测量过程为试样干重m( 在干燥过程中,前后两次的称量相差不超过0. 2% ,前后两次的称量时间间隔为2h) 除以试样体积。用广州市广材试验仪器有限公司TYE - A型数显式电液压力试验机测量试件抗压强度,如图4( b) 。据GB /T 10294—2008《绝热材料稳态阻及有关特性的测定,防护热板法》等规范要求对试验试件进行导热系数检测,导热系数通过实验室智能化导热系数测定仪测得,此测定仪的步骤为: 通过自动汽缸将单元试件夹紧,同时调节气动系统的压力值,将封闭的压缩机调至制冷方式,仪器中紫铜墙铁壁板作为计量加热面板,温度分布均匀且热力惯性较小,其中测量的精度≤3% ,冷板温度范围: 10 ~ 50 ℃,热板温度范围: 常温~ 80 ℃。将试件烘干后通过调节导热系数测定仪中平板厚度,将其置于两板之间,接通电路,开启试验,如图5。
1. 4 结果与讨论
1. 4. 1 体积密度
图6 显示了随着木屑掺入量的增加( 0,10% ,20% ,30% ) ,样品的体积密度趋于下降,但是木屑的颗粒级配对体积密度产生较小的影响。原因在同一木屑的颗粒级配,在烧结过程中木屑不断热分解,同时在试样内部产生了大量的微小孔隙[7,8],使得密度降低。然而,在掺量为10% 时,颗粒级配分别为0. 12 ~ 0. 5 mm、0. 5 ~ 1. 0 mm、1. 0 ~ 1. 5 mm、1. 5 ~2. 0 mm,其体积密度从1 710 kg / m3下降为1 520kg / m3,但下降率较小,粗粒径使得砖体密实程度降低,因此选择较小粒径的木屑使烧结页岩砖样品的体积密度更高。通过回归可得出掺量与体积密度的线性关系:
y为烧结页岩矩形多孔砖体积密度( kg / m3) ; x为木屑的掺量( 0,10% ,20% ,30% ) 。
1. 4. 2 导热系数
当试验进入稳定导热状态后,自动采集数据,其数据如表3。
如图7 所示随着木屑掺量的增多,导热系数降低,但是不同粒径的木屑对导热系数没有明显的影响。当木屑的颗粒级配为0. 12 ~ 0. 5 mm,导热系数从0. 58 W/( m·K) 下降为0. 27 W/( m·K) 。当颗粒级配为0. 5 ~ 1. 0 mm,导热系数从0. 54 W/( m·K) 下降为0. 24 W / ( m·K) 。当颗粒级配为1. 0 ~1. 5 mm,导热系数从0. 5 W / ( m · K) 下降为0. 27W / ( m·K) ; 当颗粒级配为1. 5 ~ 2. 0 mm,导热系数从0. 47 W/( m·K) 下降为0. 30 W/( m·K) 。其烧失量大使得烧结页岩砖产生微孔,因此减少了自由循环传热路径从而造成了低的导热系数,所以在页岩砖中掺入木屑能有效的降低导热率并且显著提高轻质烧结页岩砖的绝热值。根据下图可知,黑线为趋势线,其导热系数和木屑掺入量的方程为:
y2为烧结页岩矩形多孔砖的导热系数; x为木屑的掺量( 0,10% ,20% ,30% ) 。
1. 4. 3 抗压强度
随着木屑掺量的增加,试件内孔隙率提高和负荷载承载面积减少,因此其强度降低。木屑颗粒级配越小,则抗压强度越高,其原因为颗粒级配较低的木屑产生微小的孔,导致了小的裂纹长度,颗粒级配越大的木屑包含更多细长的颗粒,增加了应力集中系数导致抗压强度降低。当颗粒级配为1. 5 ~ 2. 0mm掺量为20% 和30% 时,抗压强度为4. 3 MPa、3. 6 MPa,不满足烧结普通页岩砖的基本要求。木屑掺量不大于10% ,满足烧结普通页岩砖的基本要求,如图8 所示。利用excel回归可以得出,抗压强度和木屑掺量函数式为: Iny = 2. 548 - 0. 008x。
当粗粒径和细粒径混合掺入到页岩砖中,可以观察到随着掺量的增多,试样的抗压强度先增加到一个极限然后下降,如图9。在掺量为10% 左右抗压强度达到了极限,分别为10. 6 MPa、11. 8 MPa、13. 7 MPa。根据《烧结普通砖》GB 5101—2003,满足其基本要求。在一定范围内,级配小的木屑在烧结过程中产生微小孔隙,彼此分布在砖体内各个部分,因此其抗压强度的下降率比纯粗粒径低,这些微小孔隙与剩余的木屑连接产生类似于粗粒径的效果。因此可以选择掺量为10% ,颗粒级配为0. 12 ~0. 5 mm时,烧结页岩砖力学性能到达最佳。
2 结论
( 1) 随着木屑的掺入量增加,其体积密度降低,在掺量为10% 时,颗粒级配分别为0. 12 ~ 0. 5 mm、0. 5 ~ 1. 0 mm、1. 0 ~ 1. 5 mm、1. 5 ~ 2. 0 mm,其体积密度从1 710 kg·m- 3下降为1 520 kg·m- 3,但下降率较小,粗粒径使得砖体密实程度小,因此选择较小粒径的木屑使烧结页岩砖样品的体积密度更高。
( 2) 试件的导热系数随着木屑的掺入而降低,木屑的烧失量使得烧结的页岩砖产生微孔,减少了自由循环传热路径从而造成了低的导热系数,因此在页岩砖中掺入木屑有效的降低导热率并且显著提高了轻质烧结页岩砖的绝热值,但木屑的颗粒级配对导热系数没有较大的影响。
( 3) 随着木屑增加,抗压强度呈现指数降低。当粗粒径和细粒径混合掺入到页岩砖中,抗压强度随着掺量先上升到一个极限然后下降,掺量为10%左右抗压强度达到了极限,分别为10. 6 MPa、11. 8MPa、13. 7 MPa,根据《烧结普通砖》GB 5101—2003,满足其基本要求,且选择掺量为10% ,颗粒级配为0. 12 ~ 0. 5 mm时,烧结页岩砖力学性能到达最佳。
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烧结多孔砖 篇2
摘要：本文着重介绍混凝土多孔砖，它是近年“禁实”、“限粘”后向墙材市场推出的一种非粘土类新型墙体，是适应目前建筑结构体系、节土节能、替代烧结粘土砖的新产品。
关键词：混凝土多孔砖的材料组成；混凝土多孔砖的性能
一、混凝土多孔砖的分义和特点
混凝土多孔砖是以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护制成的一种有多排小孔的混凝土砖.主要规格尺寸为204mm×115mm×90mm，并有适当的配砖。混凝土多孔砖外形特征类似烧结多孔砖，而材料性能应归于普通混凝土小型空心砌块。用混凝土多孔砖具有生产能耗低、节土利废、施工方便和体轻、强度高、保温效果好、耐久、收缩变形小、外观规整等特点。它不毁坏农田.不用燃煤，生产消耗能源不足烧结粘土砖的一半.符合国家经济节能发展战略；抗冻性能好，尺寸规整，有利于砌体平整度的控制，施工适应性能强，重量轻.砌筑方便.节约砂浆，降低施工强度及地基荷载，增加使用面积而不增加工程造价。但对产品质量和砌体、施工质量控制不当时，也容易出现“裂”、“渗”、“热”、“冷”等问题。特别是开裂问题。
二、生产混凝土多孔砖的原材料
为了保证混凝土多孔砖的质量，标准中规定了所采用原材料的要求。水泥应采用符合GB 175-的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，以获得较高的早期强度与相应的强度等级，减少干燥收缩。采用GB 1344中的矿渣硅酸盐水泥，早期强度较低，尤其目前在各企业主要采用自然养护情况下更为明显。不宜采用火山灰质硅酸盐水泥，因其干燥收缩率较大，养护施工不当，会造成产品开裂，影响建筑物安全使用；采用粉煤灰硅酸水泥，尤其在掺量较大的情况下，抗冻性较差，干燥收缩率较大，控制不好会使砖产生裂纹.导致结构破坏。因此，标准中规定应采用符合GB 178的硅酸盐水泥与普通硅酸水泥。细集料应符合GB／T 14684--《建筑用砂》、GB／T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》的规定。重矿渣应符合YBJ 20584《混凝土用高炉重矿渣碎石技术条件》的要求，其最大粒径不大于10mm。掺入适量石屑，可以提高砖的密实性与强度。
三、静力设计时的构连措施
(一)一般构造措施
1、跨度大于6m的屋架和跨度大于4.8m的梁，其支承面下应设置混凝土和钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时，垫块与圈梁应浇成整体。
2、大粱跨度不小于6m时.其支承处宜加设壁柱或构造柱或采取其他措施。
3、填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接。
(二)墙体保温隔热措施
1、混凝土多孔砖墙体保温隔热设计应符合《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJl34)及相关标准、规范的规定。
2、混凝土多孔砖墙体的外墙宜采用外保温。保温材料厚度应根据保温隔热计算确定。
3、混凝土多孔砖墙体采用外墙内保温作法时，应对冷、热桥部位进行处理。
4、外墙外表面宣用浅色。
四、砌筑施工方面的质量要求
(一)一般规定
1、进入施工现场的混凝土多孔砖应具有产品合格证，且必须满足28d以上的厂内养护龄期。进入施工现场的混凝土多孔砖每批5万块或对质量有异议，应按混凝土多孔砖产品标准的规定进行抽检复试。
2、堆放混凝土多孔砖的场地应平整，周边应设置排水设施，顶部应采取适当的遮雨(雪)措施。
3、搬运、装卸混凝土多孔砖时，严禁碰撞、扔摔或翻车倾卸；垂直吊运应采用带有网罩或围栅的吊盘。
4、混凝土多孔砖墙体施工应采用双排外脚手架施工，严禁在墙体上留设脚手架孔洞。
5、混凝土多孔砖砌体施工质量控制等级不应低于B级。
6、混凝土多孔砖砌筑砂浆的稠度宜为50～70mm。
7、当使用掺外加剂的砌筑砂浆时，必须采用机械搅拌，搅拌时间自投料完成起宜大于5min。
8、采用预拌砂浆或干粉砂浆砌筑墙体时，应分别按照预拌砂浆和干粉砂浆的相关规程的规定施工。
(二)安全措施
1、砌完基础后，应及时回填。回填土的施工应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202)的有关规定。
2、砌体相邻工作段的高度差，不得超过3m且不得超过一层楼的高度。工作段的分段位置，宜设在伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造柱或门窗洞口处。
3、雨天施工时.砂浆的稠度应适当减小。每日砌筑的高度不应超过1.2m，收工时，应覆盖砌体表面。
4、施工中在混凝士多孔砖墙中留的临时洞口，其侧边离交接处的墙面不应小于0.5m；洞口顶部宜设置钢筋混凝土过梁。
五、应用中的问题和质量通病
随着混凝土多孔砖的广泛使用，出现了许多问题和质量通病，主要有以下几类：
(一)砌体强度分析
1、原因分析
1.生产品混凝土多孔砖强度低，不符合设计要求，多孔砖有断裂或缺棱掉角现象。2.砂浆配合比不当，和易性差，砌体冬期受冻，造成砂浆强度不够。3.混凝土多孔砖排列不合理，组砌混乱，上下皮搭接长度不够，纵横墙没有有效搭接。4.墙体随意留洞剔槽，严重削弱墙体受力面积，增大偏心距，影响墙体承载能力。5.砌体灰缝不饱满。
2、预防措施
1.加强该砖质量检查，不符合要求的不得用于承重部位。对于裂纹延伸累计长度>20mm的多孔砖严禁用于承重砌体。2.砂浆配合比严格按重量计量，随拌随用。3.施工前应对该砖进行预排，绘制多孔砖砌块排列图，制作皮数杆，并做好交底和过程检查，保证合理组砌和正确留置洞槽及预埋件。4.对墙体平整度和垂直度、灰缝厚度和饱满度随砌随查.并及时复核砌体轴线及标高偏差。5.严格按照冬期施工方案落实冬期施工措施。
(二)墙面开裂
1、原因分析
1 该砖比实心粘土砖大，相应灰缝少.砌体抗剪能力差，受水平力或其他因素影响容易产生水平裂缝、阶梯裂缝、砌体周边裂缝。2.该砖吸水率低，砂浆硬化慢.在其强度不足时过早立模及混凝土浇注产生早期砌体位移、松动、开裂。3.该砖为混凝土制品，干燥收缩是其特性，其收缩率在0.35mm／m-0.45mm／m间，比粘土砖的`温度线膨胀系数大，混凝土收缩在180d后才趋于稳定，混凝土的干缩加大了混凝土的内力，这是该墙面开裂的原因之一。4.该砖热工性能差，屋面的热胀冷缩对砌体产生很大的推力，易产生“八”字裂缝。5.砌体的不合理组砌，如上下皮未有效搭接，不同墙体材料混砌等，造成窗口在竖向灰缝产生裂缝。
2、预防措施
1.严格控制该砖的生产日期，进场后架空堆放并有防雨措施，严防砌块雨淋水浸.控制该砖相对含水率在45％以内，严格控制干缩率在0.45mm／m以内，并加强对该砖的外观质量检验。2.正确控制组砌。3.严格按DB34／T465-第5.5节采取防裂加强措施。4.严格控制工艺间歇，在砂浆未达到预定强度前不固定模板、浇注混凝土，严防砌体硬化早期扰动开裂。
(三)墙体热工性能差
1、主要原因
混凝土多孔砖导热系数为1.51w／(m。K)，是粘土实心砖的2倍，虽然其孔洞率大有利于保温，但是其有一定宽度的混凝土肋及在接缝处、转角处的混凝土构造柱或芯柱有薄弱点，易形成热桥，影响外墙保温性能，造成能源损耗大，甚至出现局部墙面结露现象。
2、预防措施
1.恰当选择合理厚度的混凝土多孔砖。2.从建筑设计上对于一些薄弱部位采取保温隔热措施，改善建筑的热工性能，如采用保温砂浆、外墙采用抗渗防裂纤维砂浆等。
混凝土多孔砖是一种新型墙体材料，它的推广应用，将有助于减少实心砖和粘土多孔砖的生产与使用，有助于节约能源，保护有限的土地资源。作为工程技术人员，要不断学习各种新材料、新工艺，努力适应我国建筑业向环保节能型方向发展的趋势。
参考文献：
烧结多孔砖 篇3
笔者作为从事墙体材料质量检测多年的技术人员, 对新版《烧结多孔砖和多孔砌块》标准的新内容有一些自己的理解, 下面就此谈谈笔者的心得, 与广大同行交流探讨。
1 标准名称的变化
GB 13544-2011的标准名称为《烧结多孔砖和多孔砌块》, GB 13544-2000标准名称为《烧结多孔砖》。从两者的名称上不难发现, 新版标准所涵盖的产品更广了, 也可以说我们国家烧结类墙体材料又增加了一个品种, 即“烧结多孔砌块”。什么是烧结多孔砌块?标准中给出的定义是:经焙烧而成, 孔洞率大于或等于33%, 孔的尺寸小而数量多的砌块。多用于承重部位。从定义中我们至少可以解读以下几个信息:①烧结空心砌块的工艺与烧结多孔砖、烧结空心砖和空心砌块相同, 都采用窑炉焙烧工艺;②烧结多孔砌块的孔洞率为33%, 大于烧结多孔砖的28%, 小于烧结空心砖和空心砌块的40%;③烧结多孔砌块的孔洞型式孔洞排列与烧结多孔砖相同, 都是孔的尺寸小而数量多的孔型, 适用于承重部位, 与烧结多孔砖一致, 说明其物理性能上与烧结多孔砖一致, 但烧结多孔砌块在尺寸上不是砖, 而是砌块, 它的规格尺寸是与烧结空心砌块和其他类砌块相一致的。因此, 烧结多孔砌块是介于烧结多孔砖和烧结空心砖和空心砌块之间的新型的烧结类墙体材料, 其同时具备砌块的尺寸与砖的性能, 丰富了我国烧结类墙体材料的产品品种。新版标准名称的变化, 从一个侧面也反映了我国烧结类墙体材料发展的方向。
2 原材料适用范围的变化
新版标准的原材料有黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰、淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物等, 相比老版标准增加了淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物作为制砖的原材料。这一变化是基于两个方面考虑, 才做出调整的。一方面, 我国制砖技术与制砖机械的提高, 使我们具备了利用工业废弃物及淤泥制砖的技术支持;另一方面, 体现了我国墙体材料产业政策的调整与发展方向, 鼓励墙体材料生产企业走资源集约型、环境友好型的可持续发展的路子, 在资源综合利用方面做更多的贡献。
3 烧结多孔砌块技术指标的制定
上面已经提到, 烧结多孔砌块是一种新型的烧结类墙体材料, 它介于烧结多孔砖和烧结空心砖和空心砌快之间, 因此它的技术指标有其独特性, 主要表现在三个方面:
a.在外型方面, 新标准对烧结多孔砌块的外型上增加了粉刷槽和砌筑砂浆槽, 主要目的是为了增加与砂浆之间的结合力。其中, 粉刷槽要求的条面和顶面上均匀分布, 深度不小于2mm, 这一点对烧结多孔砖亦适用;砌筑砂浆槽是对烧结多孔砌块的特殊要求, 这主要是考虑到烧结多孔砌块的规格尺寸比较大, 为提高砂浆间的结合力需要一定的处理方式, 可以减少墙体裂缝和粉刷层脱落。标准中要求砌块至少应在一个条面或顶面设立砌筑砂浆槽。并规定了不同设置型式砌筑砂浆槽的深度和宽度。
b.在孔洞率方面, 标准中将烧结多孔砌块的孔洞率设定为33%, 高于烧结多孔砖的28%, 低于烧结空心砖和空心砌快的40%, 有两方面原因决定了这个取值。一方面, 砌块的尺寸较大, 孔洞数量较多孔砖多, 孔洞率适当高于烧结多孔砖, 是正常的技术因素;另一方面, 砌块的外型决定了其孔洞率要高于烧结多孔砖。上述提到, 烧结多孔砌块在外型上较烧结多孔砖多了砌筑砂浆槽, 根据设置方式的不同, 砌筑砂浆槽的深度在15mm~40mm之间, 宽度大于砌块面宽的50%。依据孔洞率的检测方法, 该部分尺寸均计算在砌块的有效体积内, 因此, 外型的特殊性也决定了烧结多孔砌块的孔洞率要高于烧结多孔砖。另外, 由于烧结多孔砌块主要是用于承重部位, 与烧结空心砖与空心砌块的使用部位有质的差别, 过高的孔洞率势必造成力学性能的降低, 在技术上也有相当的难度。标准将烧结多孔砌块孔洞率定为33%是符合该产品实际, 在技术上也是可行的。
c.在密度等级方面, 标准规定烧结多孔砌块的密度等级分为900、1000、1100、1200四个等级, 同比烧结多孔砖低一个密度等级, 与烧结空心砖和空心砌块高一个密度等级, 这与其孔洞率的指标是相对应的。同时, 通常而言, 密度等级与强度等级成正比, 强度等级高的产品, 相应的密度等级也高。
烧结多孔砌块的其他技术性能指标与烧结多孔砖一致, 在此不再赘述。
4 适当提高了烧结多孔砖的孔洞率指标并新增了烧结多孔砖密度等级指标
新标准对烧结多孔砖的孔洞率做了适当调整, 将数值由原先的不小于25%调整为不小于28%, 笔者认为, 此番调整有以下三点理由:①新标准要求烧结多孔砖在条面和顶面上设置深度不小于2mm的粉刷槽, 这对孔洞率的提高有一定的影响;②近年来工艺技术及生产设备的提升对生产高孔洞率的产品提供了技术保障;③新标准对产品的孔型和孔洞排列及结构做了大的改动, 并增加了孔洞尺寸的要求, 同时对产品的节能效果提出了更高要求, 产品的孔洞率是适应这些要求的具体表现。
对烧结多孔砖规定密度等级指标, 是新版标准新增的内容。标准将烧结多孔砖的密度等级设为1000、1100、1200、1300四个等级, 这个指标的设立对促进企业摒弃传统的生产工艺, 采用新技术是有很大帮助的。①要降低产品密度等级就需在原材料上下功夫, 多用粉煤灰等密度较低的工业废弃物以降低整体产品的密度;②要努力提高产品孔洞率, 以提高产品孔洞率。要满足以上两点, 生产企业必须对原材料的处理、搭配、机械设备的改造等方面进行改进提升, 否则是生产不出合格的产品的。
5 孔型和孔型结构尺寸的调整
新标准取消了沿用很久的圆型孔和其他孔型, 规定采用矩型孔和矩型条孔, 同时对孔洞尺寸和壁肋厚度做了具体规定。这些调整的主要目的是提高产品的节能效率, 降低产品的导热和传热性能。孔型和导热系数对应关系如表1。
从表1不难发现, 矩型孔的导热系数明显低于其他孔型, 因此, 新标准选用矩型孔是符合节能型墙体材料要求的。另外, 孔洞的总导热系数可用下列公式计算:
式中λd—孔洞的总导热系数, W/m·K;
λa—空气分子的导热系数, W/m·K;
λc—空气对流对应的导热系数, W/m·K;
λr—孔洞壁面辐射对应的导热系数, W/m·K。
λc、λr可用下述公式计算:
λc=0.942d3/2△t
λr=3.62×10-8d (T14-T24) / (T1-T2)
式中d—表示孔洞的直径或宽度;
△t—表示孔洞壁温差;
T1和T2—表示对应孔洞壁温度。
从以上公式可以看出, λc和λr均与孔洞的大小 (直径或宽度) 有关。孔洞愈小, λc、λr亦变小, 导热系数也就越小, 因此, 提出合理的孔洞尺寸是多孔砖和多孔空心砌块节能性能的基本要求。实践证明, 垂直于热流方向的矩型孔长宽比愈大, 砖的导热系数愈小。因此, 适当增加孔洞长度, 对砖的节能性的提高是很有帮助的。新版标准基于这些理论, 对烧结多孔砖和烧结多孔砌块的孔洞尺寸做了适当调整, 是符合材料节能的要求和技术要求的。
6 推进和提高产品强度质量的均匀性
将抗压强度标准值fk的接收常数K=1.8调整到K=1.83, 同时取消了变异系数。这样调整的主要目的是为了推进和提高产品强度质量的均匀性。对K值为1.8和1.83分别取几组数据计算, 笔者发现抗压强度标准值fk的接收常数K提高0.03, 总体上对强度等级的最终判定影响不大, 但由于新标准取消了变异系数, 也就取消了强度平均值-单块最小值的判定规则, 因此, 适当提高K值有助于生产企业对产品抗压强度均匀性的认识, 促进其改进生产工艺, 提高产品的均质性。
7 增加了产品放射性核素限量的技术要求
放射性核算限量是对建筑材料的一般要求, 其他类的建筑材料基本都制定了放射性核素的技术要求, 新版标准加入这一指标, 是内容上的完善。另外, 现在在原料范围中明确了用工业废弃料制砖, 增加此条款, 从人体健康及环境危害方面考虑, 也是一种必然。
8 取消了优等品、一等品、合格品质量等级的规定
新版标准在产品质量等级上取消了沿用很久的优等品、一等品、合格品的划分, 只规定了合格品与不合格品。这主要基于以下两点考虑:①现实中, 受原料、工艺等制约, 实行分等生产分等堆放有很大难度, 生产企业基本都是混等堆放;②优等品、一等品的砖主要用于清水墙, 现在清水墙建筑几乎绝迹, 标准中对此再作划分就没有现实意义了。
9 增加了附录B (资料性附录) 的内容
附录B (资料性附录) 的增加, 与老版标准相比无疑是一大亮点。该附录主要内容是烧结多孔砖和多孔砌块的图示, 标注了产品的各个部位, 明示了孔洞排列的型式, 非常直观生动, 改变了标准生涩抽象的风格, 值得提倡。
从上述讨论中, 新版标准所涵盖的产品增加了烧结多孔砌块, 丰富了烧结类墙体材料的产品品种。相比老版标准增加了淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物作为制砖的原材料, 这变化一方面体现了我国制砖技术的提高与制砖机械发展, 另一方面, 体现了我国墙体材料产业政策的调整与鼓励走可持续发展方向。孔洞结构采用矩型孔, 提高了产品的节能效率。同时, 新版标准还加入放射性核算限量, 取消了沿用很久的优等品、一等品、合格品的产品质量等级划分, 只规定了合格品与不合格品。资料性附录的增加, 直观生动地展示了孔洞的排列型式, 改变了标准生涩抽象的风格。
摘要：为了加深对新实施标准《烧结多孔砖和多孔砌块》的理解, 从标准名称、原材料、外观尺寸和其他相关技术指标角度阐述了新标准较旧标准的区别和改进之处。对新标准的解读发现:新标准多涵盖了一个新烧结类墙体材料品种——烧结多孔砌块;原材料增加了江河湖淤泥及其他固体废弃物, 体现了资源集约型、环境友好型的可持续发展战略;相关技术的调整, 改善了产品的节能效果, 具有重大经济效益和现实意义。
铁矿尾矿烧结制砖试验研究 篇4
利用梅山铁矿细粒尾矿,生产烧结砖.根据尾矿矿物组成、粒度等制定工艺方案,经过4种不同焙烧窑进行烧结工业试验,测定了烧成砖性能指标,表明梅山细粒尾矿可以替代粘土生产合格建筑用砖.
作 者：朱华根 衣德强 Zhu Huagen Yi Deqiang 作者单位：上海梅山矿业有限公司,科技管理部,南京,210041 刊 名：中国资源综合利用 英文刊名：CHINA RESOURCES COMPREHENSIVE UTILIZATION 年，卷(期)：2008 26(12) 分类号：X751 关键词：铁矿尾矿 烧结砖 试验研究★ 砖建材购销协议书
★ 弹射座椅试验研究
★ 沥青类型对沥青混凝土路用性能影响的试验研究
★ 建筑工程钢筋检测试验要点研究论文
★ 废水中聚丙烯酰胺的生物降解试验研究初探
烧结多孔砖 篇5
1 模具导致砖坯开裂变形的原因
目前国内烧结多孔砖和多孔砌块基本上都是以页岩、煤矸石和粉煤灰等为主要原材料。成型工艺采取螺旋式硬塑或半硬塑挤出成型, 挤出压力一般≤4MPa, 由于页岩、煤矸石和粉煤灰均是瘠性料, 塑性和流动性差, 挤出的砖坯经干燥和烧结后常常会出现变形和开裂现象, 特别是在孔洞周围裂纹更为严重。究其原因, 有配料、泥料塑性差、挤出机质量、干燥和烧成工艺等方面原因, 但由挤出成型模具带来的问题却不可小视。烧结多孔砖和多孔砌块模具由模芯固定支架 (板) 、模芯、模套等三部分组成。砖坯挤出成型原理是:泥料被挤泥螺旋绞刀推挤到挤出咀 (机头) , 在这里泥料汇聚形成一个接近密实均匀等压区。等压区的泥料在后面泥料推挤下继续前行, 进入安装于挤出咀机口方向的成型模具。在模具入口处, 泥料先是被模芯固定架 (板) 分割成许多股泥料, 再进入成型模腔 (模道) 。受到模具摩擦阻力影响, 这些泥料在模腔内既作前行又作横向流动, 很快充满模腔内的一切空隙, 初步愈合形成多孔砖大面 (有孔面) 形状, 并在模腔内继续前行过程中相互挤压密实均匀和定形, 直到挤出模具, 成型为多孔砖坯条, 再经切割成为砖坯。成型过程中, 受到模具结构、刚度和加工精度等诸多因素的影响, 泥料在模具内前行和横向流动阻力会各点不一致, 速度不一致, 导致挤出砖坯条断面的密实度不均匀, 特别是在矩形孔洞的四个角处因形状突变, 会造成砖坯在干燥和烧结过程中因形成应力集中而变形开裂。
2 模具设计应注意的问题
烧结多孔砖和多孔砌块挤出成型模具由模芯固定支架 (板) 、模芯、模套等部分组成, 根据烧结多孔砖新标准对孔型, 孔洞率的要求, 笔者就模具设计应注意的问题谈谈自己的认识, 希望能够对解决因模具问题而引起的多孔砖和多孔砌块变形开裂问题起到抛砖引玉作用。
2.1 模芯固定架 (板)
模芯固定架 (板) 的作用是将所有模芯杆的前端按砖型孔洞排列要求固定在支架 (板) 上, 支架固定在模套前端上, 模芯另一端呈悬臂状插入在模套中, 模芯之间、模芯与模套之间的空间形成泥料通道 (模道) , 从机口过来的压力泥料穿越支架 (板) 空隙, 被分成许多股泥流进入模具成型腔, 为了使进入模具成型腔的泥料压力损失小、流速均匀一致, 模芯支架应设计成对称布置和尽量大的过泥面积, 并且在保证强度和刚度、芯杆稳定不变形的基础上, 将模芯支架迎泥方向面积最小化设计, 即成刀锋状, 以增大过泥面积和减小过泥阻力, 使泥料在模具成型腔的前部就能够尽快压缩, 愈合成型。模芯固定架 (板) 设计的合理, 既能有效提高砖坯的均匀性、密实度, 又可以适当缩短模具长度, 降低挤出能耗。
2.2 模芯
模芯的断面形状就是砖坯孔洞形状, 新国标要求烧结多孔砖孔洞率≥28%, 取消了圆型孔和其他孔型, 规定采用矩型孔或矩型条孔, 还规定了孔的尺寸范围。这样虽然能够改善和提高节能效果, 但由于矩形孔的四角是干燥和烧结时的应力集中处, 是最容易开裂的部位。一块小规格多孔砖矩形孔的孔角数量一般都在100个以上, 这些孔角都是形成开裂的隐患。新标准规定孔角要有过度圆角, 却没规定最大圆角半径, 许多企业为了节约模具加工成本, 没有真正做到将模芯四条棱角加工成圆角, 只是随便倒倒角了事, 应力集中问题没有解决, 开裂依然严重。从提高砖坯强度, 减少孔角开裂角度考虑, 圆角半径越大越好, 但过大会影响到孔洞率和保温效果, 因此设计合适的孔洞过渡圆角半径尤为重要。笔者认为圆角半径r与孔洞宽度b之比≥1/6为好, 模芯在模套内的长度以距离模口 (出坯口) 5mm左右较合适。
2.3 模腔形状和纵向长度 (成型长度)
模腔形状和纵向长度 (成型长度) 设计要满足砖坯的成型要求。它与泥料的塑性、模芯支架布置和过泥面积、砖坯的孔形、孔密度、砖坯的外壁厚和肋厚有关。纵向长度 (成型长度) 过长, 出坯阻力增大, 砖机挤出力不够, 出坯率降低, 制砖机功耗加大, 同时还会出现泥料在螺旋绞刀处返泥发热现象, 带来砖坯开裂问题, 对设备、模具和产品都不利;过短, 出坯阻力小, 泥料在模具内没有足够的挤压力, 愈合成型不好, 坯体断面密实不够, 均匀性差, 特别是孔角处更易形成密实度不均匀现象, 带来干燥和烧成开裂变形问题。笔者认为成型长度与砖坯最大外壁厚 (或肋厚) 之比应大于8为好。应该指出的是, 有许多的挤出模具模腔形状设计成完全倒喇叭收缩出口, 没有设计一段等径挤出模腔, 泥料成型缺少定型阶段, 这也会带来砖坯的成型缺陷。
3 结语
成型是烧结多孔砖和多孔砌块生产工艺中十分关键的一个环节, 模具的优劣对砖坯质量起到至关重要的影响。近年来我国烧结多孔砖和多孔砌块成型模具技术发展较快, 从模具材料到结构设计, 从机械加工到耐磨处理, 技术水平都有很大提高。模具材料由最初的普通碳素钢到合金模具钢, 加工由传统的车、刨、割焊到今天高精度的三维数控加工, 耐磨处理也由当初的单一淬火发展到陶瓷衬套、表面喷涂和化学热处理等。模具结构设计要考虑泥料的特性和泥料在模具中经过泥条压缩愈合、均匀密实和定型的挤出成型过程。为保证模具出坯速度均匀一致, 要有调节挤出成型阻力机构, 如机内的芯杆架、芯杆机械调节和机头机口内壁液体润滑调节。对塑性差和泥料颗粒粒径偏大的的泥料, 在符合新国标要求基础上, 建议成型模具孔洞数量设计要尽量少, 孔洞尺寸尽量大, 这样孔洞角的总数量少, 四角的过渡圆角半径取值可大些, 外壁和内肋厚度也能适当加大。模具的纵向长度 (成型长度) 设计要适当, 要有一段等径挤出模腔。总之, 对同样的原料, 使用设计合理、加工精细、强度高和耐磨性好的模具可以有效防止砖坯缺陷, 提高产品质量和生产效率, 降低挤出机的能耗和磨损。
摘要：成型是烧结多孔砖和多孔砌块生产工艺的关键环节, 模具的优劣对砖坯质量起到至关重要的影响。文中就成型模具对烧结多孔砖和多孔砌块质量的影响进行了阐述, 对模具设计、加工中应注意的关键环节, 如模具材料、结构设计、机械加工到耐磨处理等提出了意见与建议。
关键词：挤出成型,成型模具,烧结多孔砖,多空砌块
参考文献
[1]崔玉华, 吴秀英, 罗亮.《烧结多孔砖和多孔砌块》新行业标准的探讨[J].砖瓦世界, 2009 (12) .
[2]李庆繁.提高多孔砖砌体的力学和抗震性能[J].砖瓦世界, 2011 (07) .
烧结多孔砖 篇6
联合国环保机构最近的调查表明, 综合开发利用淤泥不仅可以改善自然环境, 而且可以造就一门新的环保产业, 其前景十分广阔。目前, 已有80多个国家、170多个城市拥有专门从事淤泥开发利用或淤泥收集、加工利用的工厂。每年收集淤泥9500万t, 年创收60亿美元。日本将淤泥用来生产高级建筑材料, 以淤泥为主要原料制成的砖块质量轻、透气性好, 而且很容易制出不同的色彩, 适宜于各种建筑物装饰。1999年6月, 日本研制成功的淤泥结晶玻璃是优良的建筑装饰材料。美国马里兰大学以污泥为原料研制出“生物砖”, 并作为污 (淤) 泥资源化循环利用的先进技术加以推广[1]。
建筑节能是世界性的大潮流和大趋势, 在建筑物中, 能源消耗的30%~50%是通过屋顶和围护结构损失的, 有效地做好屋顶和围护结构的保温和隔热是建筑节能的关键环节[2]。利用河道淤泥生产自保温烧结多孔砖, 既能保护环境又能促进我国新型墙材的应用, 推进建筑节能, 具有显著的经济、社会和环境效益。
本文在前期的研究与生产应用基础上, 从实际生产条件出发, 研究并提出了河道淤泥自保温烧结多孔砖的配方设计、孔结构优化设计、生产工艺及实际生产关键技术等, 并成功生产出100%河道淤泥自保温烧结多孔砖。
1 河道淤泥自保温烧结多孔砖的配方设计
1.1 河道淤泥自保温烧结多孔砖的原材料
淤泥矿物组成一般以高岭土为主, 其次是石英、长石及铁质、硫化硅、钠长石等。淤泥的颗粒大多在80μm以下, 含一定量的粗屑垃圾及细沙, 属于以Si O2为主的黏土质材料。具有颗粒微细, 含砂量少, 可塑性高, 表面张力和黏度大、结合力强、具有吸附性和膨胀性、干燥敏感性和收缩率较大等特性[3]。不同地区、不同地质环境条件下的河道淤泥组成存在差异, 但从河道淤泥的化学成分和矿物组成来看, 河道淤泥是生产烧结自保温砖的较好黏土原料之一。
河道淤泥自保温烧结多孔砖的原材料主要包括河道淤泥、炉渣、调整剂、微孔成型剂等。
河道淤泥必须预先进行陈化、脱水干燥处理, 在实际生产中, 河道淤泥有2种不同含水率:高含水率河道淤泥和低含水率的河道淤泥干粉。调整剂是为了提高烧结多孔砖的抗裂性、尺寸稳定性而研制的一种干粉添加剂, 在砖坯中掺量为0~2%。炉渣粒径在1~2 mm。微孔成型剂是选用颗粒尺寸搭配合理的木屑或其它添加剂。生物质燃料灰渣是秸秆、木屑等生物质燃料在燃烧后残留的灰烬。
1.2 河道淤泥自保温烧结多孔砖的配合比
烧结自保温多孔砖的生产配合比中, 采用河道淤泥100%替代黏土, 其生产配合比为:河道淤泥:30%~50%;河道淤泥干粉:20%~40%;炉渣:20%~30%;微孔成型剂:1%~8%;调整剂:0~2%;生物质燃料灰渣:0.5%~2%。其中河道淤泥及其干粉的比例根据天气条件、河道淤泥的含水率变化而调整。如果遇到潮湿天气, 需增加河道淤泥干粉用来调整含水率。
2 河道淤泥自保温烧结多孔砖孔结构优化设计
提高河道淤泥烧结多孔砖的自保温性能, 需大幅度降低砖的体积密度, 提高河道淤泥烧结多孔砖的孔洞率和孔隙率。因此, 河道淤泥烧结多孔砖的孔结构优化设计是生产自保温多孔砖的最关键技术之一。在本研究生产中, 采用了2种技术途径来优化设计河道淤泥自保温烧结多孔砖的孔结构:一是在保证强度的前提下, 通过选择合理的孔型和优化孔洞的排列方式提高孔洞率;二是采用微孔成型技术, 提高胚体内部微孔孔隙率等, 从而降低其墙体的传热系数, 提高淤泥烧结砖的自保温性能。
2.1 孔洞率
孔洞率是影响烧结多孔砖保温性能的主要指标之一。研究表明, 提高孔洞率可降低烧结砖的当量导热系数, 但单纯提高孔洞尺寸会影响砖的强度, 也会降低其保温性能。因此, 提高孔洞率不是单纯地将原有孔洞尺寸变大, 而是控制砖孔宽不大于12 mm, 通过增加传热方向上的孔洞排数提高空洞率, 延长热流的传递路径, 起到保温隔热的效果[4]。空心砖的导热系数与它的孔洞率成反比, 因为孔洞内干燥空气的导热系数 (λ=0.02 W/ (m·K) 极低, 孔洞率越大导热系数越小。由此可知, 空气层越大, 则保温效果越好。
孔洞率的设计要综合考虑坯体成型、产品力学性能及热工性能等因素。实际生产中控制孔洞率分别为25%、50%和54%。
2.2 孔型及孔洞排列
除了孔洞率, 孔型及孔洞排列方式对多孔砖的保温性能影响很大。矩形孔的导热系数较小, 内外壁高强、密实, 气密性好且厚度一致, 有利于快速干燥和焙烧且不干裂。实践证明, 矩形孔比其它孔形有更多的优点, 这种孔形的空心砖具有较好的保温性能, 且实际应用中减少了施工漏浆现象, 具有较好的综合性能。
试验结果表明, 规格尺寸为240 mm×115 mm×90 mm的多孔砖, 由小圆孔改为条形孔, 孔数增加到11排33孔 (沿砖长度方向) , 孔洞率增加到33%, 其导热系数由原来的0.52 W/ (m·K) 下降到0.41 W/ (m·K) 。规格尺寸为240 mm×190 mm×90 mm的多孔砖, 孔型为矩形, 由1个手抓孔和46个条形孔组成, 孔洞率36%, 其导热系数为0.46 W/ (m·K) 。研究中设计的不同河道淤泥烧结多孔砖的孔型及孔洞排列见图1。
2.3 微孔孔隙率
利用微孔成型技术可有效提高多孔砖的孔隙率。气孔成型剂可选用的种类很多, 根据试验研究结果和实际生产条件, 选用木屑作气孔成型剂。木屑的发热量为:7~19 MJ/kg, 在制砖原材料中掺入锯末可生产轻质产品, 焙烧时可节能15%。
木屑在原材料中的掺入量是有限度的, 最佳掺入量为4%~5% (质量比) 。锯末的颗粒尺寸要均匀, 在任何情况下其最大颗粒直径应小于2 mm。
3 河道淤泥自保温烧结多孔砖的生产工艺
根据前期的生产实践研究, 河道淤泥制备烧结自保温砖的生产工艺流程主要包括原料制备、成型、干燥和焙烧等, 具体工艺流程见图2。
4 河道淤泥自保温烧结多孔砖实际生产关键技术
在前期的河道淤泥烧结多孔砖的生产技术基础上, 提出如下河道淤泥自保温烧结多孔砖实际生产的主要关键技术。
4.1 河道淤泥混合料的陈化技术
将辅助原料与淤泥按配合比进行计量掺和, 混合均匀。用高速轮碾机等设备对混合料进行捏练后送入陈化库进行陈化。混合料在陈化库中堆积存放时应用洒水器均匀喷洒水以保证混合料潮湿。混合料陈化处理时间一般为3~5 d。经过陈化处理的混合料均匀松软, 可塑性、粘结性能、成型性能和干燥性能良好, 能增强坯体的密实度, 使其表面光滑、平整。
4.2 内燃料掺配技术
内燃料的掺配是制砖工艺中的关键工序, 直接影响制品的焙烧过程、成品强度及外观质量。由于高孔洞率多孔砖比普通多孔砖的成型阻力大, 如果内燃料粒度粗、掺量大就会增加泥缸的挤出阻力, 使泥缸发热, 泥条发酥、开裂[5]。综合考虑原料的塑性、干燥敏感性以及挤出性能, 选用燃烧热值低的未燃尽煤核即炉渣作为内燃料。
炉渣掺入前先经过粉碎、筛分, 控制其粒径在1~2 mm。同时炉渣也是瘠化剂, 由于河道淤泥塑性高, 直接用河道淤泥制备的坯体在干燥过程中容易开裂, 加入适量的炉渣同时可以改善坯体的干燥性能。
4.3 供风与窑内温度控制技术
窑内供风量的控制是生物质燃料燃烧的最关键技术, 其不仅决定了窑内最高煅烧温度、生物质燃料的燃烧效率, 也对烟气排放量大小起决定性作用。
窑内供风量控制技术主要通过窑顶进风、投料口的开关数量来控制进风量。合理的供风量应根据窑内火焰的传播速度、燃料燃烧状态、烟气排放状态来确定。合理的窑内温度监测与控制取决于对窑内煅烧砖的颜色、状态与火焰等方面观察控制, 这依赖于技术工人的熟练程度。
4.4 烧结堆码技术
码坯层数为5~7层, 一般采用叠压码放的方式。为了适应堆码自保温多孔砖, 可保持原干燥车规格型号不变, 只需在上部增加2~3层框架, 将叠压实码改为框架多层码。这样, 不但满足了多孔砖坯体的码坯要求 (因高孔洞率多孔砖成型后易变形) , 而且使干燥制度更合理。采用中断面或室式干燥和焙烧方面, 采用二次码烧工艺, 选用坯体三压三等层叠压型小断面隧道干燥方式, 减小断面温差, 提高产品烧成质量。
5 淤泥烧结自保温砖的性能
河道淤泥自保温烧结多孔砖的物理力学性能测试结果见表1。测试结果表明, 其抗压强度为17.9 MPa, 达到MU10强度等级要求, 所测指标均符合GB 13544—2000《烧结多孔砖》要求。其导热系数很小, 完全满足墙体自保温的性能需求。
6 结语
(1) 河道淤泥是一种亚黏土类材料, 通过设计合理的产品配方可完全满足自保温烧结多孔砖的性能需求。
(2) 河道淤泥自保温烧结多孔砖孔结构优化技术主要包括孔洞率、孔型、孔洞排列优化技术及微孔成型技术。
(3) 解决河道淤泥自保温烧结多孔砖的河道淤泥混合料陈化技术、内燃料掺配技术、供风与窑内温度控制技术、烧结堆码技术等实际生产关键技术, 可生产出各项性能完全符合GB 13544—2000标准要求的自保温烧结多孔砖。
摘要：研究并提出了利用河道淤泥生产烧结自保温多孔砖的产品配方设计、孔结构优化设计、生产工艺及实际生产关键技术, 并在砖厂成功烧制出性能符合GB 13544—2000《烧结多孔砖》要求的河道淤泥自保温烧结多孔砖。
关键词：河道淤泥,自保温,烧结多孔砖,配方,生产工艺
参考文献
[1]Nagaharu Okuno, Shiro Tskahashi.Full scale application of man-ufacturing bricks from sewage[J].Wat.Sci.Tech., 1997, 36 (11) :243-250.
[2]于漧.江河湖海淤泥资源化及其在烧砖中的应用[J].砖瓦, 2007 (2) :21-24.
[3]叶家豪.淤泥砖在节能建筑中的发展前景[J].山西建筑, 2009, 35 (12) :180-181.
[4]张三明, 陈湛, 余其康, 等.利用废弃煤矸石生产保温砖及其在自保温墙体中的应用[J].新型建筑材料, 2009, 36 (9) :22-26.
烧结多孔砖 篇7
近年来, 我国墙体材料的生产和使用发生了较大变化, 烧结多孔砖和多孔砌块作为一种新型墙体材料, 近几年在全国各地呈现出较快的发展势头。为了规范烧结多孔砖和多孔砌块的生产和使用, 国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会于2011年6月16日发布了《烧结多孔砖和多孔砌块》产品国家标准GB 13544-2011并将于2012年4月1日起正式实施, 代替前期实施的GB 13544-2000《烧结多孔砖》产品标准。
GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准与GB 13544-2000《烧结多孔砖》标准相比:将标准名称《烧结多孔砖》改为《烧结多孔砖和多孔砌块》;适用范围从烧结多孔砖扩展到烧结多孔砌块, 增加了烧结多孔砌的相关内容和技术指标;并将淤泥及其他固体废弃物纳入了制砖原料范围内;增加了密度等级;强度等级判定用抗压强度平均值和强度标准值评定方法, 取消抗压强度平均值和单块最小值评定方法;将抗压强度标准值的接收常数K=1.8调整为K=1.83, 以推进和提高产品强度质量的均匀性;取消了优等品、一等品、合格品质量等级的规定;提高了孔洞率的技术指标;取消了圆型孔和其他孔型, 规定采用矩型孔和矩型条孔, 并增加了孔洞尺寸要求, 以改善和提高节能效果;增加了放射性核素限量的技术要求, 使标准和技术指标更符合我国建筑节能以及资源的节约和有效利用的要求。
GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准从范围定义、产品分类规格、等级、技术要求、产品合格证、存放和运输等几个方面对烧结多孔砖和多孔砌块进行了规范。
1 GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准适用范围与定义
GB 13544-2011标准适用于以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰、淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物等为主要原料, 经焙烧制成主要用于建筑物承重部位的多孔砖和多孔砌块。
烧结多孔砖以粘土页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料, 经成型、干燥和焙烧而成的主要用于承重部位的多孔砖。
烧结多孔砌块是指经焙烧而成, 孔洞率大于或等于33%, 孔的尺寸小而数量多的砌块。主要用于承重部位。
2 烧结多孔砖和多孔砌块产品分类、规格和等级
烧结多孔砖和多孔砌块按主要原料分为粘土砖和粘土砌块 (N) 、页岩砖和页岩砌块 (Y) 煤矸石砖和煤矸石砌块 (M) 、粉煤灰砖和粉煤灰砌块 (F) 、淤泥砖和淤泥砌块 (U) 、固体废弃物砖和固体废弃物砌块 (G) 。
烧结多孔砖和多孔砌块的外形一般为直角六面体。
强度等级:根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。
密度等级:烧结多孔砖的密度等级分为1000、1100、1200、1300四个等级;烧结多孔砌块的密度等级分为900、1000、1100、1200四个等级。
3 GB13544-2011标准规定烧结多孔砖和多孔砌块的技术要求
3.1 外观质量和尺寸偏差
外观质量和尺寸偏差对墙体的砌筑施工影响比较大。外观质量超标时, 对砌筑速度、墙体表面质量会造成影响, 严重时会影响建筑结构承载及大幅度降低建筑物抗震性能。因此, GB 13544-2011标准对此都做出了严格的规定, 在标准5.1中规定的外观质量缺陷有:完整面、缺棱掉角、裂纹和杂质四个方面, 从这四个方面对外观质量进行比较严格的控制。尺寸偏差超标时, 会造成砌筑时灰缝宽度不能保持一致, 宽窄不一、高度不一, 重则会影响建筑结构承载, 本标准对烧结多孔砖和多孔砌块的尺寸偏差所涉及的长度、宽度、高度做了详细的规定。GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准与GB 13544-2000《烧结多孔砖》标准相比, 取消了在外观质量和尺寸偏差技术要求上将产品分为优等品、一等品、合格品质量等级的规定, 这样规定使标准的操作性更强。
3.2 密度等级
密度是烧结空心制品的重要技术参数之一, 在保证强度满足结构要求的前提下, 同一规格和相同的孔型及孔型排布, 其制品节能、保温隔热综合性能随密度的降低而提高。GB 13544-2011标准对此做了严格的规定:对烧结多孔砖的密度等级进行四级分类:1 000级砖的密度应该在900 kg/m3~1 000 kg/m3之间;1 100级砖的密度应该在1 000 kg/m3~1 100 kg/m3之间;1 200级砖的密度应该在1 100 kg/m3~1 200 kg/m3之间;1 300级砖的密度应该在1 200 kg/m3~1 300 kg/m3之间。对烧结多孔砌块的密度等级进行四级分类:900级砖的密度应≤900 kg/m3;1 000级砖的密度应该在900 kg/m3~1 000 kg/m3之间;1 100级砖的密度应该在1 000 kg/m3~1 100 kg/m3之间;1 200级砖的密度应该在1 100 kg/m3~1 200 kg/m3之间。
3.3 强度等级
强度等级是墙体材料中一项非常重要的技术指标, 墙体材料强度的高低直接影响建筑物的安全性和抗震性, 关系到人民生命财产的安全, 因此GB13544-2011标准对此做了非常严格的规定, 强度等级判定用抗压强度平均值和强度标准值评定方法, 取消抗压强度平均值和单块最小值评定方法;将抗压强度标准值的接收常数K=1.8调整为K=1.83, 以推进和提高产品强度质量的均匀性, 这样规定是非常科学的。
3.4 孔型结构及孔洞率
GB 13544-2011标准提高了孔洞率的技术指标:将烧结多孔砖的孔洞率调整为大于等于28%, 增加了烧结多孔砌块的孔洞率为大于等于33%;这样适当提高孔洞率, 不但可以降低资源消耗, 而且有利于干燥焙烧。2011标准对孔型结构也进行了调整:取消了圆型孔和其他孔型, 规定采用矩型孔和矩型条孔 (矩型孔的孔长L、孔宽b满足L≥3b时为矩型条孔) , 并增加了孔洞尺寸要求;这样规定是由于从孔洞形状来讲, 矩型孔和矩型条孔的保温隔热效果较好, 而圆孔形的保温隔热效果最差。
3.5 泛霜和石灰爆裂
泛霜和石灰爆裂是烧结制品中非常重要的性能指标, 如果烧结制品的泛霜和石灰爆裂指标不合格, 将会给建筑工程质量带来严重的、甚至是毁灭性的质量隐患, 因此GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准对此作出了严格的规定。GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准与GB 13544-2000《烧结多孔砖》标准相比, 泛霜和石灰爆裂这两项技术指标取消了GB 13544-2000标准中优等品和一等品的要求, 只保留了GB 13544-2000标准中合格品的技术要求, 这样以来, 标准的操作性更强一些。
3.6 抗风化性能
抗风化性能是墙体材料一项非常重要的性能指标, 抗风化性能如果出现质量问题, 将会给建筑工程带来严重的质量隐患。GB 13544-2011标准中5.8对抗风化性能烧结多孔砖和多孔砌块进行了严格的规定, 将抗风化性能分为非严重风化区和严重风化区进行区别对待, 瓦房店市属于严重风化区的3类地区, 必须得进行抗冻性试验。抗冻性是材料或制品抵抗冻融循环的能力。抗冻试验是把材料或制品放入自然水中浸泡吸足水后, 放入-15℃左右的低温箱中冷冻一定时间, 取出再放入常温水中融解, 这样反复进行冻融试验一定次数后, 进行检查看材料或制品是否出现破坏现象。GB 13544-2011标准规定烧结多孔砖和多孔砌块的冻融时间是冻3 h, 融化2 h, 15次冻融循环试验后, 每块砖和砌块不允许出现裂纹、分层、掉皮、缺棱掉角等冻坏现象。
3.7 放射性核素限量
由于我国的现有烧砖原料中可能含有一些放射性物质, 因此GB 13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》标准首次将放射性核素限量列为烧结多孔砖的一项技术指标, 这样规定是必要的和正确的。GB13544-2011标准5.10规定烧结多孔砖和多孔砌块的放射性核素限量应符合GB 6566的规定。
3.8 欠火砖和酥砖
因为欠火砖和酥砖砖对墙体的破坏力是巨大的, 对建筑工程质量的影响是严重的, 所以本标准欠火砖和酥砖采取了零容忍的态度。GB 13544-2011标准5.9规定:烧结多孔砖和多孔砌块产品中不允许有欠火砖 (砌块) 和酥砖 (砌块) 。
4 烧结多孔砖和多孔砌块的产品合格证、堆放和运输
烧结多孔砖和多孔砌块出厂时, 生产厂家应提供产品质量合格证书, 其内容包括:生产厂名, 产品标记、批量及编号证书编号、本批产品实测技术性能和生产日期等, 并由检验员和单位签章。烧结多孔砖和多孔砌块产品存放时, 应按品种、规格、颜色分类整齐存放, 不应混杂;烧结多孔砖和多孔砌块在运输装卸时, 要轻拿轻放, 严禁碰撞、扔摔, 禁止翻斗倾卸。
5 对烧结多孔砖和多孔砌块标准GB 13544-2011实施的几点建议
建议烧结多孔砖和多孔砌块生产企业严格按照《烧结多孔砖和多孔砌块》标准GB 13544-2011要求组织生产, 淘汰落后的生产设备, 按照新标准的要求及时更新生产设备, 将企业的质量管理提高到一个新的水平。
结合宣贯《烧结多孔砖和多孔砌块》标准GB13544-2011, 建议产品质量检验机构对烧结多孔砖和多孔砌块生产企业的技术人员进行培训, 提高生产企业的质量意识和质量管理水平。同时, 建议产品质量检验机构为生产企业提供优质高效的出厂检验服务, 帮助企业对生产过程中的原材料、半成品、成品等各道工序进行质量控制, 确保企业生产出烧结多孔砖和多孔砌块产品质量的提高。
建议生产企业在按照GB 13544-2011标准生产的基础上, 借鉴和学习德国等西方发达国家关于墙体材料的发展经验, 倡导生产绿色墙体材料打造绿色建筑的理念, 学习利用先进技术, 彻底改变落后工艺技术, 生产出绿色、环保的墙体材料, 达到降低建筑能耗的目的。
烧结多孔砖 篇8
新标准GB13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》代替GB13544-2000《烧结多孔砖》将于2012年4月1日开始实施。为了加深烧结类生产企业对新标准的理解, 共同探讨执行新标准的方法和应对措施, 帮助企业做好新老标准的衔接工作, 省墙办在2012年4月6日的全省设区市主任工作会上, 吴锡冯主任结合第二季度墙材革新工作对新标准如何贯彻学习做了进一明确, 并要求各设区市对照新标准做好宣传服务保障, 认真贯彻执行。
新标准GB13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》与老标准GB13544-2000《烧结多孔砖》的最大区别是:①将名称《烧结多孔砖》改名为《烧结多孔砖和多孔砌块》;②增加烧结多孔砌块的内容和技术要求;③将淤泥和其他固体废弃物纳入制砖原料范围内;④技术指标增加了密度等级, 砖的密度等级分别为 (单位:㎏/m3) :1000、1100、1200、1300;砌块的密度等级分别为 (单位:㎏/m3) :900、1000、1100、1200四个等级。;⑤用抗压强度平均值和强度标准值评定强度等级, 取消抗压强度平均值和单块最小值评定方法;⑥取消了优等品、一等品、合格品质量等级的规定。每块砖或砌块不允许出现严重泛霜;⑦提高了孔洞率的技术指标。A、取消了圆型孔和其它孔型, 规定采用矩型孔或矩型条孔, 并增加了孔洞尺寸要求, 以改善和提高节能效果。B、原孔洞率为≥25%, 现改为:经焙烧而成, 砖孔洞率≥28%、砌块孔洞率≥33%, 孔的尺寸小而数量多的砌块。主要用于承重部位;⑧将抗压强度标准值fk的接收常数K=1.8, 调整到K=1.83;⑨增加了放射性核素限量技术要求。⑩新标准实施后所生产的烧结多孔砖产品和老标准生产的产品相比主要是提高了产品强度质量的均匀性, 改善和提高了节能效果, 环保健康要求得到保障。
烧结多孔砖 篇9
我国人口众多,资源缺乏、环境承载力较弱,建筑能耗尤为严重,权威资料显示,我国建筑能耗的总量逐年上升。近年来,为了保护环境、节约土地、降低能耗,我国各地政府已陆续禁止在墙体工程中使用实心砖,国家及建设部等相关部门也已相继出台了政策法规,已经逐步实现了禁止粘土实心砖的生产和使用,并大力发展和推广节能、保温、隔热的新型墙体材料。国家对新型建材及建筑节能方面的相关投资也在不断增大。
大力发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料,加快墙体材料革新,推进建筑节能已是一件刻不容缓的大事,页岩多孔砖属于烧结砖,其性质[1]在很多方面与粘土砖相似,又具有不占用耕地,节约能源,砖体孔洞率高、密度小、生产工艺简单、保温性能好等许多优点。
页岩多孔砖、混凝土多孔砖、各种砌块近几年已成为关注的焦点,也已被广泛应用于工程实际,实践表明它们是目前代替粘土砖较理想的墙体材料。所以对其各方面性能的充分了解是十分必要的,本文主要对其抗压性能进行了试验研究,以便给工程实际提供参考,给科学研究积累实践经验。
2 试验材料
2.1 材料规格及孔型
本次试验所用烧结页岩多孔砖是由某建筑材料有限责任公司生产的,其主要原料为页岩,外装饰表面平整光滑,较致密,经测定孔洞率为27.29%。
烧结页岩多孔砖规格尺寸为240 mm×115 mm×90 mm(长×宽×高),该砖有两种规格的矩形孔共23个,主要分布规律为长孔和短孔交替排列,规整有序,其具体孔型分布排列及尺寸如图1所示。
2.2 含水量与吸水率
2.2.1 试件制备与测量
随机抽取较完好的烧结页岩多孔砖五块,实验步骤为:
a.首先清理孔内附着的杂物并编号,先称其原质量G;
b.然后将其置于10℃~110℃鼓风干燥箱中干燥至恒重,除去浮渣后称其质量G0,两次称量的质量相差<5%即满足要求。
c.将试件浸入到室温水中,水面应高出试件20 mm,24 h后移出并放在铁丝网架上滴水1 min,再用拧干的湿布擦去内、外表面的水,测得其浸泡24 h的质量G24。
2.2.2 试验结果
由表1试验数据及多次试验得知:页岩多孔砖干重大于粘土砖,而饱和吸水率小于粘土砖,说明其结构比较致密,施工中应注意这一特点。
3 试验概况
抗压试件的制作非常重要,即块体的平整度对其强度影响很大,其表面不平整,使砌体灰缝厚度不均匀,将会影响砌体的整体力学性能。Francis等人作了一个试验[2],将砖的上、下表面用磨光机磨平,做成无砂浆砌体,砌体强度较之一般砌体的强度可提高60%;将砖的上、下表面用泥锯锯修,砖的表面不及一般砖平整,仍做成无砂浆砌体,其砌体的抗压强度较一般砖砌体的强度降低30%。这一试验说明,为了保证砌体的抗压强度,生产块体几何形状,表面的规则、平整度必须达到标准要求,对单个块材也不例外。
3.1 试件制作
处理试件的坐浆面和铺浆面,使其成相互平行的平面,以便试验时受力均匀。随机抽取10块多孔砖,试件制作采用坐浆法。
a.首先检查钢板是否平直,然后将其清理干净。在钢板上先涂一层薄薄的机油,或铺一张湿纸。本试验在大块地板砖上铺湿纸一张。
b.将地板砖置于操作台上,再铺小块玻璃板,在其上铺湿纸1张,在纸上铺一层厚度不超过3 mm的用325或425普通硅酸盐水泥制成稠度适宜的水泥净浆,不能太稀也不能太稠。
c.将在水中浸泡10 min~30 min[3]的砖样平稳地放在水泥浆上,稍微加力使砖样与水泥净浆互相粘结,并使砖的侧面垂直于玻璃板,使其尽可能的均匀,厚度宜为3 mm~5 mm,注意将多余的砂浆沿试件棱边刮掉。
d.待水泥浆适当凝固后,连同玻璃板翻放在另一铺纸放浆的玻璃板上,再进行另一面抹浆,用水平尺校正好玻璃板的水平。
e.制作完成后,试件应在自然条件下放于不通风的室内养护3 d,室温不得低于10℃。
3.2 试验方法
本试验采用30 t液压材料试验机,取600 kN的量程。
首先测量每个试件的长度和宽度,应最少测量其各方向三次,求出其平均值,然后算出每个试件的水平毛面积,精确至1 cm2;
将试件置于试验机内,使试件的轴线与试验及压板的中心重合,以每秒0.1 MPa~0.2 MPa的速度加载(加载速度以2 kN/s~6 kN/s为宜),直至试件破坏。读出破坏荷载。
3.3 试验现象及结果
3.3.1 试验结果计算
每个试件的抗压强度按下式计算,精确至0.1 MPa:
式中R—试件的抗压强度,MPa;
P—破坏荷载,N;
L—试件受压面的长度,mm;
B—试件受压面的宽度,mm。
3.3.2 试验结果
本试验对装饰多孔砖进行了两次随机抽取测试,测量其受压面积,记录其极限荷载,代入强度计算公式得装饰多孔砖抗压强度,见表2和表3。
根据上面两表中强度等级确定的两个参数,再据公式,可计算出两组试验多孔砖强度标准值为:
据文献[4]可知该批装饰多孔砖的强度等级为MU30,从断面来看,孔洞内砂浆较多,销键作用明显,这也是造成强度偏高的原因。
3.3.3 试验现象
试验中发现,坐浆的标准试件的受压破坏裂缝较多,且其裂缝分步分散,该页岩砖破坏时带有明显的脆裂响声,破坏后砖大多数基本粉碎,而没有分裂成几部分的现象。
4 试验结果分析
该多孔砖孔洞率为27.29%,试验所用砖平均干重为3768 g,其含水率和吸水率分别为4.2%、8.9%,很明显其质量大于普通粘土多孔砖,含水率低,吸水率也较低。
该多孔砖共23个孔洞,均平行于砖顶面方向,尺寸为21 mm×13 mm的孔洞15个,尺寸为36 mm×13 mm的孔洞8个,且交替排列,规整有序。
抗压强度试验中,其单块最小值为31.7 MPa,最大为47.2 MPa,满足现行规范中砖最高强度等级的要求。
5 结论
通过对试验结果分析和作者大量实践经验可得以下结论:
该装饰页岩多孔砖结构较致密,其表面光滑平整,是清水墙外墙装饰的理想材料,可在施工中灵活使用。
从孔型分布上,该多孔砖孔型分布合理,有资料[5]表明其热工性能较好,有利于墙体保温隔热等性能,建筑节能功效突出。
该烧结页岩多孔砖含水率、吸水率都较普通实心砖及多孔砖低,实际施工中应充分注意这一特点。
页岩多孔砖抗压强度不但高于普通粘土实心砖和多孔砖,而且远大于标准要求,可用于承重结构部位。
摘要：烧结页岩装饰多孔砖作为一种新型墙材在工程实际中近年来发展十分迅速,它有着高强、质密等特点,又能保护耕地、节约能源。为此对该装饰多孔砖的抗压强度性能进行了试验分析和阐述。
关键词：页岩砖,抗压强度,孔型及排列
参考文献
[1]贾潘明,桑永良.页岩多孔砖砌体轴压试验及ANSYS模拟[J].徐州工程学院学报,2007,22(6).
[2]Francis A J,Horinan C B and Jerrems LE.The Ef-feet of joint Thickness and other Factors on the ComPressive Strength of Brickwork[M].Proceed-ings of the SIBMaC.1971.
[3]王福川.土木工程材料[M].北京:中国建材工业出版社,2001.
[4]张万仓.混凝土空心砌块与混凝土砖使用手册[M].中国建材工业出版社.2007.