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建筑节能与页岩砖的推广应用
　 
  作者：文远泉  2005-11-7

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　　建筑节能与墙体材料改革是国家从保护土地、保护环境、节约能源的基本国策出发，实施可持续发展战略，促进现代化建设的重要举措，有着非常重要的现实意义和深远的历史意义。建筑能耗包括建造能耗和使用能耗两个部分，建筑节能工作具体就是围绕着在建筑中使用节能的墙体、屋面、门窗；利废材料及建筑在使用过程中的节能来开展工作的。而墙体材料的改革又是建筑节能工作的重点。
　　一、我市山区县域墙改工作面临的困境
　　我市的建筑节能工作也是从墙体材料改革开始的。上世纪七十年代，首先从以白河、旬阳等县为代表引进了砼砌块的生产应用，并很快形成相当规模，为安康一些县的住房建设做出了重要贡献。但随着经济的发展和人民群众生活水平的提高，对住房舒适度也提出了更高的要求。而砌块由于原材料和劳动力价格的上涨，与红砖相比在价格和性能上都失去了优势。而尤其重要的是在热工性能上更是存在着相当大差距。砌块由于热阻值偏低，240砌块只相当于175红砖的保温效果，用砌块建造的房屋明显显示出夏热冬冷的结果。
　　当前制约我市墙改工作的主要因素是经济的不发达，因而形成了我市墙改工作与大环境极不协调的局面，一方面，国内外有很多新型节能墙材，但大多数属于非承重材料，而我市由于经济承受能力的限制，居住用房极少使用，框架结构而不能使用。而使用砌块建房必须增加内保温或外保温才能达到节能效果，而这样又极大增加了投资，同样受经济制约而不能实现。单独使用砌块尽管可以节省一次性投资，却不仅形成夏热冬冷的环境，而且在取暖和空调上加大了煤和用电量的消耗，长期加大了日常开支，形成恶性循环，与建筑节能的目标背道而驰。因此，从上世纪九十年代中期开始，砌块在我市的应用逐渐萎缩，以1996年为例：汉滨区1995年砌块产量156万标砖，1996年则停止了生产，之后就退出了房屋建材市场；白河县也从1995年的4658万标砖锐减到3447万标砖，下降了26%。全市总产量从7099万标砖下降到5078万标砖，下降了28%。之后，除镇坪、白河少数无法从安康进砖的县尚继续主要使用外，其他县及汉滨区反而进一步发展了红砖生产。我市建筑节能和墙改工作面临着前所未有的困境。如何确定我市新墙体材料的方向，寻找既能适应我市贫困山区经济承受能力又能达到节能效果的主导产品，就成为了我市墙体材料改革面临的极其重要的课题。
　　二、我市墙改工作开展的情况
　　从1996年开始，市墙改办开始了新的节能墙材的探索，1998年多孔砖在安康生产取得成功，在汉滨、汉阴等地形成规模，并辐射到周边县使用，解决了有山陵取土县的问题，但其他的山区县由于土质太差或无资源用土而不能推广新型墙体材料的问题仍然没有解决，一些县长途运输从汉滨、汉阴购买红砖；路途太远的县如镇坪、白河只能继续使用夏热冬冷的砌块建房。为了解决这个问题，我市山区县必须寻找新的出路，在此情况下，页岩砖的开发受到了市墙改办的关注。
　　页岩在我市山区有着丰富的资源，又有着易开发、易加工、能完全利用荒山、成本低廉等优势，是解决这些地方新型建材比较理想的原料。因此，我们开始探索发展页岩砖这一思路，并于2000年组织先后到湖南、四川、重庆等地考察，经过反复比较最终确定了在山区县发展页岩砖的方向，并选择了烧结页岩砖这一具体项目。在市墙改办的反复宣传、安排、督促下，得到有关县的反应，2001年岚皋率先引进外地资金兴办了页岩砖厂，取得了良好的效果，之后紫阳、平利、旬阳等县也相继建起了烧结页岩砖厂，并很快在各县形成规模，产品性能良好，价格低于外运红砖，很快占领了市场，产品供不应求，取代砌块而成为山区新的主导产品。
　　三、烧结页岩砖的技术应用
　　1、页岩的结构与生产页岩砖的分析
　　页岩砖是国家提倡发展的建筑节能材料，是替代粘土砖的更新产品。
　　页岩是由粘土在地壳运动中挤压而形成的岩石。它是一种沉积岩，是固结较弱的粘土经过挤压、脱水、重结晶和胶结作用而形成的。由于它层理分明、易剥离而称为页岩。页岩一般为褐色、灰色或黑色，硬度不高，易破碎，容易加工成理想的制砖原料。页岩以其对硅、钙、碳的含量不同而分为硅质页岩、钙质页岩和碳质页岩。其中以硅质页岩变形小、吸湿性小、砖不易风化和产品质量易保证等优点更适于生产页岩砖使用。含有大量K2O、Na2O、CaO的页岩则不适于作为烧结页岩砖的材料。
　　我市有着丰富的页岩资源，十个县、区有不同程度的分布。其中主要为硅质页岩。发展页岩砖有着良好的条件。页岩与粘土有着相似的化学成分，硅、钙、铝、铁化合物占总成分80%以上。
　　烧结页岩砖在我国已有成熟的技术，主要品种有实心砖和多孔砖。在生产实际中要解决的主要技术问题是：
　　（1）根据页岩的化学成分确定是否可以直接作为烧制原料。
　　（2）根据页岩原料的塑性指数确定砖机工作压力和成型水份。
　　页岩砖的建厂过程中一般都要进行页岩取样化验，有的还要作先行烧制的试验。
　　2、烧结页岩砖的性能
　　烧结页岩砖与粘土砖、煤矸石砖、粉煤灰砖执行同样的国家标准。实心砖执行GB5101—98烧结普通砖标准，多孔砖执行GB13544—92烧结多孔砖标准。
　　安康各县页岩砖厂所产页岩砖偏差均小于标准要求。
　　（1）强度级别
　　标准要求的强度等级为mu30、mu25、mu20、mu15、mu10。
　　安康各县页岩砖厂所产页岩砖强度等级均超过mu15标准规定。
　　（2）抗风化性能
　　安康各县页岩砖厂所产页岩砖抗风化性能均达到标准要求。
　　（3）热工性能
　　烧结页岩砖导热系数0.81w/m.k。明显优于砌块并稍优于粘土砖（0.814w/m.k）。
　　在其它外观、泛霜、爆裂等方面也完全符合标准规定。
　　3、烧结页岩砖的性能推广优势
　　烧结页岩砖在我市山区县域是一种值得大力推广的新型墙材，它的推广优势是在与我市其他墙体材料的对比中显现的。
　　（1）与砌块相比
　　①有良好的热工性能
　　页岩砖砌体的导热系数为0.81w/m.k，而砼砌块的导热系数为1.2w/m.k，相差近1/3，即240砼砌块的砌体只相当于162页岩砖砌体的保温隔热效果，能有效地改变夏热冬冷的状况。
　　②有进一步发展为多孔砖的良好技改空间。
　　砌块要想提高热工性能虽有外保温、孔内填充等方法，但不仅在生产和使用环节都增加了难度，而且会极大地增加投资。而页岩砖进一步发展为多孔砖只需在生产环节进行技术改造，既不加大成本，又能很好地提高热工性能。
　　③方便施工，提高工效。
　　④无砌块的窗墙结合部八字形开裂、粉刷层开裂等弊病。
　　⑤便于二次装修。
　　（2）与粘土砖相比
　　①抗风化性能优于粘土砖
　　由于页岩与粘土本身性能的差异，国家标准就要求页岩砖抗风化性能优于粘土砖。
　　②尺寸偏差小于粘土砖
　　由于页岩本身塑性指数优于粘土，虽然国家标准对烧结砖的尺寸偏差要求是相同的，但在实际生产中页岩　砖的尺寸偏差普遍小于粘土砖。
　　③节约资源，不占用土地
　　国家提倡发展页岩砖就在于它可以利用荒山进行生产，不消耗有用资源，变废为宝，利国利民。
　　此外在泛霜、石灰爆裂、外观质量等方面也优于粘土砖。热工性能方面与粘土砖基本相当而稍有提高。
　　综上所述，烧结页岩砖是完全可以替代砌块和劣质红砖的理想材料。由于经济的制约，发展页岩砖是我市山区县目前墙改工作的必由之路，是山区县现阶段发展建材生产的唯一选择。
　　四、经济效益和社会效益分析
　　使用页岩砖在山区县有很好的经济效益和社会效益。
　　页岩砖的生产成本各县大致相同，其构成如下：
　　1、石料   　每万砖  　150元
　　2、煤炭                     　400元
　　3、电费                     　250元
　　4、工资                     　500元
　　5、折旧及大修费     　200元
　　6、税金及附加             100元
　　每万块砖含税成本1600元，销售价1800元。
　　2004年我市生产页岩砖4919万块，销售收入约885万元，上缴税金50万元，利润100多万元，每生产万块页岩砖可产生直接经济效益300元。另外以紫阳为例，汉滨砖运抵紫阳价每万块2400—2600元，又有差价800—600元，按低价600元计，4919万块就可节约资金271万元。
　　以上两项合计的年直接经济效益在420万元以上。这还不包括取暖和空调节约的燃料和用电。
　　2004年全市墙材总量约5.24亿标砖。其中汉滨、汉阴生产实心粘土砖约3.14亿标砖，其余县产劣质砖约890万标砖，砌块、灰砂砖等热工性能差的材料5387.7万标砖。
　　如将这些材料的部分改造成烧结页岩砖将产生巨大的经济效益。其中：
　　山区县产劣质砖和砌块、灰砂砖等热工性能差的材料80%改造成烧结页岩砖的直接经济效益约为452万元。
汉滨、汉阴生产的实心粘土砖20%由各县改造成烧结页岩砖以替代从汉滨、汉阴购砖的直接经济效益约为565万元，两项合计的年直接经济效益在1017万元以上。
　　此外，烧结页岩砖最大的优越性在于它的热工性能远远优于砌块、灰砂砖等材料，能很好地改善砌块房屋夏热冬冷的状况，不仅提高了住房舒适度，在取暖和空调上也可以长期节省大量燃料和用电；而与红砖相比又在外形尺寸偏差、抗风化性能等方面优于红砖，而且可充分利用荒山，变废为宝。为山区建材产品的生产创出一条新路。随着页岩砖推广步伐的不断加快，页岩砖的生产对推动当地经济建设的发展和改善群众居住环境将起十分积极的推动作用。
　　页岩砖生产规模可大可小，与普通砖厂规模相当。它不像其它新型墙材受规模制约，必须在较大城市兴办。它既可在县城办厂，也可在有一定规模的乡镇组织生产，因此很适应山区县的实际情况，极大减少运输成本。
　　五、烧结页岩砖成功生产对我市建筑业的意义
　　我市山区县房屋建筑墙体材料的变革，大体上经历了土、石材建房向砼小砌块建房转变的阶段。但砼中砌块最初的引进并不是从建筑节能的角度出发的，而是为了解决无土烧砖建房的问题。当初砼小砌块比起土、石材料在施工和耐久上具有明显的优势，也确实为山区县解决“无房住”的问题做出了贡献。但热工性能差的实际情况，限制了它只能作为一种过渡材料使用。因此，山区房屋建筑的墙体材料问题，始终是长期困扰山区县建设的主要问题。
　　烧结页岩砖的成功生产使这一长期困扰我市山区县域建设的问题得到了有效的解决。它不仅性能比较理想，而且价格适宜，更重要的是它使山区县的建筑节能材料的生产进入了建材生产的主流，为今后的发展和性能的提高留下了较大空间。较好地解决了山区建房的墙体材料问题。也为山区县墙改工作找到了出路，山区县的建筑节能和新型墙体材料改革工作终于明确了方向。墙材生产从此可以进入良性健康发展的道路。
　　页岩砖在我市的生产还刚刚起步，还有待进一步加强和提高。下一步的工作主要从两个方面着手：
　　一方面是巩固成果，提高有关县域对此工作的重视，使之进一步得到推广，扩大使用地区。另一方面将是把目前的实心砖改进为多孔砖，通过努力这将是完全可以办到的。届时将能彻底解决山区县墙体材料改革的问题，顺利实现建筑节能标准，为改善山区人民居住环境、为建筑节能工作做出新的贡献。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

                              （作者单位：安康市城建监察支队）