技术交流
建筑产业现代化受到了国家各政府部门与建筑业的高度重视。2015年11月14日，住建部出台了《建筑产业现代化发展纲要》，要求到2025年装配式建筑占新建建筑的比例50%以上；2016年2月22日，国务院出台了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，力求用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。政策的出台，提出了全新的建筑业发展理念，推动了建筑业全面转型升级。2021年，国家工信部、发改委等四部门又联合发布了《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2021年版）》，将装配式墙板技术装备列入其中。传统的墙材工业特别是烧结砖瓦企业，面对着建筑市场的严峻挑战，各种装配式建筑构件、各种墙板受到了砖瓦行业的极大关注。虽然在认知上有所不同，但发展各种烧结墙板，必将成为未来墙材主要产品之一，为装配式建筑提供优质烧结墙板成为业界共识。1烧结墙板发展简述1.1装配式建筑的定义 原建设部建筑科学研究院建筑材料研究室李培基专家曾在1958年就提出：建筑业的发展方向是工业化
的施工，房屋的各个部分，如墙、楼板、基础等都将在工
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厂内制成构件，送到工地去安装。这样就可以大大地减轻建筑工程繁重的体力劳动，减少建筑材料的损耗，以降低工程造价[1]，这实际上也是今天发展装配式建筑的要求。现代装配式建筑是将传统建造方式中大量现场作业转移到工厂进行，并将工厂加工制作好的建筑构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式，在现场装配安装而成的建筑。在欧美及日本被称为产业化住宅或工业化住宅。装配式建筑带动了烧结墙板的发展。本文将工厂直接生产的长度≥2.5m 的烧结板称为层高条板；将工厂生产的各种规格尺寸的砖和砌块在工厂内预制成烧结层高条板称为砖条板；将层高烧结板或砖条板在工厂或施工现场衔接安装成整片墙称为墙板。1.2国外烧结墙板发展简述
20世纪30年代，国外开始了层高条板和砖条板的研究生产，并提出砖瓦生产应向烧结墙板方向发展。据资料介绍，第一块砖条板的出现在1934年，当时只有一家荷兰工厂生产了几年[2]。在50年代末，法国有两家工厂开始生产砖条板和墙板，有许多14～20层的房屋
烧结墙板发展概况及生产工艺的分析讨论
（一）谢凤国1闫开放2
（1.陕西省建筑材料工业学校，陕西西安710061;2.中国建材咸阳陶瓷研究设计院，陕西西安712000）
摘要：烧结墙材优越的性能一直受到国内外建筑业的持续关注，烧结砖瓦产品向墙板方向发展，成为未来调整产品结构的主要方向之一。本文就烧结墙板研发历史、性能指标、生产工艺及建筑应用情况进行了简要论述，针对我国资源状况及装配式建筑市场发展需要，提出了烧结墙板生产工艺及开发不同规格型号墙板的建议。关键词：烧结墙板；装配式建筑；生产工艺；建筑应用
中图分类号：TU522.06
文献标识码：A
文章编号：1001-6945（2022）07-20-05
本栏编辑：浮广明
Abstract:This paper briefly discusses the research and development history,performance indicator,production technology and construction application of fired wallboard.In view of the resource situation in our country and the development needs of the prefabricated building market,the production process of fired wallboard and sug⁃gestions for developing wallboards of different specifications are put forward.
Key Words:fired wallboard,prefabricated building,production process,architectural application Analysi
s and discussion of development situation and production process of fired wallboard (I)
XIE Guo-feng YAN Kai-fang
全部墙身用烧结墙板，而且不用混凝土框架。到了60年代后期，欧洲的砖条板和墙板品种已发展到45种。加拿大和美国去欧洲学习后，美国也在1962年生产出第一块砖条板。在短短几年中，欧洲的大部分国家和美国、加拿大、秘鲁、委内瑞拉、南非及澳大利亚等国均发展了砖条板，产量约达300万m 2。在当时美国召开的“砖与黏土座谈会”上，大家一致认为，砖瓦工业正在进入预制阶段（指砖条板和墙板等），称得上在砖瓦工业中诞生了一种新的工业。除砖条板和墙板外，砖也可用作预制楼板、隔墙和楼梯踏板等。在意大利已广泛应用装配式砖梁，其跨度可达26m 。砖条板和墙板也在苏联被大量采用，并在莫斯科、基辅、高尔基等地采用砖墙板建房，当时就有工厂制作了砖墙板机器进行机械化生产。70年代出现了烧结层高条板，并在英国和法国使用。在法国南部一乡村建筑，墙身主体是大型
空心黏土砖条板[3]，其规格尺寸为2500mm×600mm×300mm 。砖条板用一台轻型吊车就可以完成施工现场输送和吊装，非常方便，如图1所示。由于砖墙板用于装配式建筑时，具有安装施工速度快、成本低的优点，因而在世界许多地方迅速推广，图2为国内某企业生产的烧结板样品。
1.3国内烧结墙板发展慢的原因分析2020年烧结砖瓦企业数量与十年前比少了60%以上，反之加气混凝土制品企业却大大增加了市场份额，生产企业数量也在5年之间成倍增长，这与欧美城市建筑基本用材增长率的情况正好相反。欧洲的加气混凝土制品市场份额在1970～1990年代达到峰值后[4]，进入21世纪以来，建筑市场占有率却只有3%～5%的份额，而烧结制品重新回到占有建筑市场份额的47%～50%，是水泥制品市场占有率的10倍。出现如此大的反差主要原因：一是装配式建筑的快速发展，砖瓦产品转型升级不到位，不适应装配式建筑发展需要，烧结砖条板和墙板工厂预制化和机械操作不成熟，装备研发落后；二是标准滞后，应用安装规范跟不上，与建筑业界交流不够，烧结砖条板和墙板市场认同度不高；三是砖瓦产品缺乏有效的质量管理，产品质量难以令人满意，很难形成层高条板、砖条板和墙板的工厂预制化；四是对烧结制品优良的特性宣传不够，人们脑子里将其列入落后产品或淘汰产品；五是政策和相关政府机构业务不够专业，误导建筑业一刀切地禁用黏土制品，就连西部黏土资源丰富地区也加入禁黏之列；六是其他板材的强劲发展，取代了大部分装配式建筑中的砖墙板。根据西欧烧结墙板现状及经验[5]，在有页岩资源的地区，加气混凝土砌块只占有3%的市场份额，烧结墙板占了90%以上，与国内完全相反，不是加气混凝土墙板把烧结砖或砌块挤出了建筑市场，而是烧
结墙板把加气混凝土墙板挤出了建筑市场。烧结砖墙板可以做到600kg/m³～750kg/m³密度（比加气混凝土板稍重），孔洞率50%～60%。烧结墙板的材料成本在120元/m³左右，与加气混凝土墙板持平或略低。1.4国内烧结墙板简况
由于掌握的资料有限，只能根据自身经历和看到的实际，简要叙述如下：我国烧结大板的试验研究起步在20世纪70年代，原国家建材部西安砖瓦研究所(现西安墙体材料研究设计院)也在实验室用黏土原料批量生产了一些样品，由于缺乏市场和应用标准，未在建筑墙体使用，在20世纪70年代末自建3号和4号家属楼时用于屋面隔热板，最大规格尺寸为1800mm×600mm×150mm 。近几年，装配式建筑发展较快，但烧结墙板的生产应用比较少，仅有成都市青白江区桔丰建材有限责任公司和重庆市荣昌新型建材有限公司（见图2）等数量不多的企业，在近几年开始生产烧结空心墙板。桔丰建材在相关部门支持下[6]，将烧结墙板纳入《四川省装配式建筑装配率计算细则》，并及时推动四川省土木建筑协会编制了《烧结空心墙板内隔墙构造图集》，
这两个重要决策很重要，为烧结墙板设计应用及市场推广消除了障碍，虽然很费劲，但对企业转型发展很必
要。近日，有关协会将积推进将烧结墙板纳入国家标准GB23451《建筑用轻质隔墙条板》中，无疑对烧结墙板在装配式建筑中的应用起到重要作用。从产品上讲，重庆荣昌新型建材公司生产的烧结层高
条板长度可达到3.2m ，设计年产量达到20万m 3。重庆金阿新型建材有限公司，目前正在研发的烧结组装墙板，被列入我国建筑工业化的重点支撑项目，并按照烧结墙板高质量发展进行现有生产线技术改造。重庆市建设工程质检部门所提供的某公司烧结板质检报告显示，抗冻性方面，无可见裂纹，且表面无变化；传热系数1.88W/（m 2·K ）；导热系数0.26W/（m·K ）；空气声隔声量35dB ；抗压强度8.4MPa ，可以满足国家
图1
烧结层高条板现场吊装图2国内某企业烧结墙板样品
技书立
术交流
标准GB23451《建筑用轻质隔墙条板》标准中的技术参数要求。目前，国内烧结墙板尚处于起步阶段，企业数量不多，大多数省市还是空白，普遍推广并未形成，其主要原因：其一，原有砖厂生产工艺不能满足烧结墙板的要求，大部分设备和干燥窑炉需要淘汰，改造生产线成本投入较高；其二，生产工艺和成品率需要再提高，政策导向和社会对烧结墙板认同度不够；其三，关键的原料处理设备、输送码运设备、适应烧结墙板的热工设备还需要进一步改造提升完善。烧结墙板的制造不能走过去砖瓦生产的老路，要借鉴陶瓷装饰板的制造工艺，坚持高起点，做精品、高质量，相信烧结墙板会成为未来装配式建筑墙体的主要部件之一。2烧结墙板的类型与制造工艺2.1层高条板
层高墙板分两种：一种是一块整板，按楼层高度设置条板长度，在生产线直接生产，长度一般应在2.5m ～3.3m 之间，施工现场拼装成整片墙板；另一种是一块整体墙板，由数条层高条板或砖条板在工厂生产、预制而成，运到现场直接安装。早在20世纪70年代，英国就
生产了“M -G 型砖条板”[3]
，长×宽×厚＝2600mm ×300mm×100mm 。这种条板的生产技术，首先要掌握好原料的性能并进行严格的混合均化处理，挤出成型后需要特殊的传送装置及新型的干燥焙烧技术。挤出成型采用宽面水平方向或者宽面竖立挤出，后者难以避免泥条的扭曲变形，最终将在条板成品中反映出来。根据英国陶瓷研究协会的经验，机口挤出条板必须保持均速、平置，机口位置必须调整到位于泥条板的中心。另外，层高条板挤出切割时应注意长度方向考虑干燥焙烧收缩，也可再长一些，烧成后将两端修整切割至所需长度。层高条板的干燥焙烧一定要严格控制温度、风量和风压的均衡，否则会出现层高条板翘曲、收缩变形、表面开裂、板与板规格尺寸不一致等缺陷，给施工安装带来麻烦。
2.2拼装预制条板或墙板
所谓拼装式砖条板或墙板，就是将较大块体的烧结砌块，按照建筑设计要求，在工厂完成铺设预制，拼装成砖条板和墙板两种，再经吊装运输送到施工现场安装。拼装预制砖条板相对层高条板来说，工序多，但生产制造难度小，现有砖厂在保证生产的烧结空心制品符合拼装预制板要求前提下，增加预制工艺设备车间，即可完成拼装预制砖条板或墙板。四川的两条生产线产品可用于拼装砖条板或墙板，也可在工厂预制安装成整体墙板，在施工现场完成吊装衔接。早在20世纪70年代，英国就研制了两种大型砌块(见图3)，其规格尺寸分别为：第一种(Ⅰ型)长和宽相同，尺寸为
300mm 或400mm ，厚为100mm ；设计砌块孔洞率为
50%，降低砌块容重，并将孔洞错开排列，以改善保温性能和防止水分渗透；砌块的中间孔用以放置Φ16mm 圆钢，并用水泥砂浆灌入孔内，作为预制墙板的加筋；砌块的两侧面制成如图4形式，用以拼装组块，以便使用橡胶条平接。第二种(Ⅱ型)长为300mm 或400mm ，宽280mm 或380mm ，厚度和孔洞与第一种相同，两侧面各留有10mm 深的砂浆槽，砌块两侧面用高强度水泥砂浆或普通型水泥石灰砂浆接缝(见图5)。大块的烧结砌块预制成的层高条板(见图6)或多块条板预制成所需要的各种墙板，高强度砂浆和高强度的砌块预制成墙板不需要钢筋加固，原因是砌块抗压强度达到35MPa ，养护后的砂浆达到7MPa ，抗拉强度试验时，墙板破裂处总是在砌块处而非砂浆接缝处。
图3
预制墙板两种烧结砌块图4Ⅰ型砌块衔接
图5Ⅰ和Ⅱ
型砌块衔接
图6
层高条板
砖条板和墙板也可根据建筑使用不同分成承重和
非承重两种，垂直承重的条板和墙板制作时要把砌块错开，用砂浆胶合。德国的A.马里奥尼曾在“用大型砖墙板的预制装配建筑”一文中提到一种方法，就是砌筑在一座与垂直线稍为偏斜且完全平整的墙上
进行砌筑预制(见图7)，这种方法比较适用简洁。公共建筑中也可以设计成装配式砖建筑。据资料介绍[3]，早在1975年10月，原西德戈斯拉尔城的一个青年中心，按常规需要1.5年建成，而实际用了7个月，充分体现了烧结砖墙板建筑施工周期短和建造成本低的优越性，而费用主要用在隔声、隔热和防火上。用于外墙的大型墙板，可以设置高度为3m ～4m ，其长度方向可达12m 。整片外墙板门和窗安装、墙面装饰可以在车间预制安装完成，再吊运到施工现场。图8就是门和窗己安装好的烧结砖墙板，吊运施工现场连接和拼装。
2.3
砖墙板制造工艺
国内生产大块体砌块的生产工艺主要技术难点集中在原料配方、原料处理以及干燥，直接影响产品的成品率。国内烧成窑主要采用隧道窑，但窑断面温差过大，烧成的产品会出现不均衡的应力收缩变形，应当基于建筑卫生陶瓷隧道窑设计理念，将断面温差控制在20℃甚至10℃左右，而不是现在的烧成温度范围大于50℃，断面温差甚至在100℃左右。国内目前生产的大型砌块基本上在施工现场拼装成砖墙板，并未在工厂
预制。大量生产难度大的层高条板还未普遍形成，需要根据不同原料进行分析研究。
欧洲等发达国家制造的装配式砖墙板，不仅可以用于内墙板，也可以用于三合一型的夹层外墙板，夹层外墙板主要由烧结砖、矿棉绝热层和外层装饰面砖组成。为了保证砖墙板外层装饰面在砂浆灌入砖模中不弄脏板面和灰缝的绝对清洁，瑞典R.伊尔琴司脱等早在20世纪70年就创造了一种盒式法新工艺用于预制砖墙板[7]。首先制作外墙板饰面层，即用砂浆或其他黏结剂将外墙饰面砖粘接在一起组成一层，砖插入用塑料和橡皮制作的砖盒内，砖盒的长度等于整块砖墙板的长度，宽度可弹性变化(见图9)。塑料或橡皮的弹性分割器沿砖盒横响插入两块砖之间，其宽度(包括灰缝)应符合注明在砖盒上的记号。砖盒的边缘有个微微突出的曲率，使人工或机械放砖时能很容易插入。当砖盒一个接一个排列时，
其边缘就黏附在砖上。砖盒的作用不仅使砖的四周封闭，还用来把砖从装砖站送到模子中相应的位置。利用垫层鼓起某一砖盒，可使砖墙板正面清洁光滑。在浇灌砂浆之前，可填砂在砖封中，达到调节灰缝深度的目的。如果要求灰缝有彩，可将填入的砂染上喜欢的颜或加入粉碎后的其他细料，就会产生可喜的清水墙装饰效果。当砂浆凝固脱模后，砖盒很容易从砖墙板上取下，砖盒洗净后可反复使用100次左右。盒式法砖墙板制造工艺技术早已在瑞典和国际上取得专利(瑞典专利190669、222381和842281)，这种砖墙板有三大优点：一是做装配式建筑外墙板，墙面美观干净；二是砖墙板面不用再粉刷装修，用于需要装饰的装配式建筑墙板经济实惠；三是无论砖的规格有多大变化，这种方法都可以制作。图10是一个年产35000m 2的盒式法墙板生产线，其工艺过程为：一是准备砖托板100个，每托板放7000块～8000块砖；二是洗砖，将砖放在水池中浸泡，既清除了砖表面浮尘，又减少了砖在制作过程中的吸水量；三是建一个约10m×9m 的装砖站，装砖站的砖盒由3a 库供给；四是将砖送到工人操作处(3b)，将砖与垫层交替地放入盒里(当生产带门窗的墙板时，砖盒相应部位不放砖)；五是装满砖的砖盒放到可存放两块板的过渡台3d 处，把装满砖的砖盒叉起后放到模桌4处，调整好位置后再把边缘模板固定好；六是砖盒在模桌上排好后，放入墙板内钢筋，并由水泥和砂浆站5处供应砂浆填满灰缝；七是墙板预制工序已完成后先脱开侧模，再用吊车吊起砖墙板(砖墙板预先放置有挂吊件)，送到中间墙板库6处，并要求每块墙板间隔1m ，两侧支撑保证墙板直立，最后取下附在墙板上的砖盒，露出墙板面。再吊入成品库进一步养护，养护结束后出厂吊运安装。
图7
微倾斜墙面预制砖墙板
图8
s602
预制好的大型砖墙板施工现场吊装
技术交流
(1-砖或砌块堆存；2-水洗；3-装砖或砌块站；4-模桌；5-水泥和砂浆站；6-中间墙板库)2.4
轻质隔墙条板
烧结墙板主要性能讨论
各种烧结墙板的强度、保温性能，主要取决于砖或砌块与砂浆的黏结性能，二者不可分割。从拼装墙板来说，当砂浆或黏结剂确定后，砖和砌块强度越高，墙板的力学性能就越高；砖和砌块强度确定后，砂浆或粘接剂强度较高时，墙板的强度就高；砖和砌块的当量导热系数越低，产品热工性能就越好，拼装的墙板保温隔热性能也就比较理想。
2.4.1烧结砖和砌块强度对墙板强度的影响
众所周知，砖和砌块及砌体的抗压强度，是砌体结
构设计的一个重要技术参数，也是评价空心砖和空心砌块实际使用效果的基本数据之一。随着烧结墙板的发展，分析和研究空心砖和砌块本身强度，弄清空心砖、砌块抗压强度和墙板抗压强度及砂浆抗压强度的内在关系，这对于开发研究拼装式预制烧墙板、预测砖和砌块的实际使用效果有着重要的意义。由多孔砖或空心砌块和砂浆拼装预制的烧结墙板中，砖和砌块强度在墙体中的强度利用系数非常重要，原西德埃森砖瓦研究所在研究空心砖孔洞率对砖墙承载能力影响时，提出了空心砖强度利用系数，其公式为：
K =R /R 1
（1）
式中K -砖或砌块强度在砌体中的利用系数；
R 1-砖或砌块抗压强度，MPa ；R -砖或砌块砌体的抗压强度，MPa 。
基于上述计算公式，计算三种产品强度利用系数，即标准实心砖240mm×115mm×53mm 、多孔砖240mm×115mm×90mm 和240mm×240mm×90mm ，其强度利用系数分别为0.196、0.353和0.390，得到以下结论：一是长宽尺寸一样，厚度较大的砖产品砌体利用系数较高；二
是单块体积较大的空心砖产品砌体利用系数较高；三是多孔砖和空心砖孔洞率相差较大，但对砌体强度影响不大。为了测算砌体的抗压强度，预判墙板的安全使用，可以按德国学者布氏提出的利用系数公式粗略进行估算，其公式为：
K =
R 1×
R 23
÷R 1
（2）
式中R 2-为砂浆强度，MPa ；
R 1-同公式（1）。
通过公式（2）计算得出的强度利用系数K 乘以砖
或砌块的强度R 1，即为砌体强度R 。系数K 与砂浆强度
基本上呈线性函数关系，方程式为：
K =0.000575R 2
钢结硬质合金+0.1125（3）
式中R 2-为砂浆强度，MPa 。
通过公式（3）可以看出，强度不高的空心砖和空心
砌块，用抗压强度5MPa 以上的砂浆，同样可获得较高的强度利用系数或砌体强度。这一点很重要，拼装烧结墙板中砖和砂浆应共同承担竖向荷载，确定合理的产品强度，才能达到良好的经济效果。从试验结果看：其一，砖或砌块强度在一定范围内，同样砂浆强度下，块体越大，砌体灰缝越少，强度利用系数越高；其二，砂浆强度在适应砖的强度下才能获得高的利用系数，如果砖或砌块强度高而砂浆强度低，也同样难获得高的利用系数；其三，外观尺寸精确，砖和砌块强度均衡的前提下，利用系数也较高；其四，根据试验结果得出[3]，砂浆强度在5MPa 以上时，砌体强度利用系数较高，而砂浆强度低于3MPa 时，强度利用系数偏小。
（未完待续）
参考文献：[1]李培基.轻质大砖[M].北京：建筑工程出版社,1958.[2]
国家建委建筑材料科学研究院技术情报室.国外建材工业概况(资料之八)[J].砖瓦,1972.
[3]西北建筑设计院编译.国外烧结建筑制品进展[M].
北京：中国建筑工业出版社,1981.
(下转第27页)
图9
电子管功放机
盒式法制砖墙板
图10
盒式法制砖墙板工艺示意图
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