仿古青磚與燒結(jié)普通磚（紅磚）的質(zhì)量研究分析

楊瑋瑋 溫小衛(wèi)（甘肅省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)西部分中心，甘肅 張掖 734000）

仿古青磚與燒結(jié)普通磚（紅磚）的質(zhì)量研究分析

楊瑋瑋 溫小衛(wèi)（甘肅省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)西部分中心，甘肅 張掖 734000）

古建修葺對(duì)于歷史悠久文化豐富的中國(guó)具有深遠(yuǎn)的意義，現(xiàn)代仿古建筑也越來(lái)越多受到人們的喜愛(ài)。而仿古青磚做為古建修葺和現(xiàn)代古建的主要建筑材料被大量使用，成為當(dāng)今古建設(shè)計(jì)師的首選之材。本文通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從外觀質(zhì)量、尺寸偏差、抗壓強(qiáng)度、抗風(fēng)化性能、泛霜、石灰爆裂、放射性核素7個(gè)方面，對(duì)仿古青磚與紅磚的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了比較分析，尋找兩者的不同之處。得出結(jié)論：仿古青磚比燒結(jié)普通磚（紅磚）抗壓強(qiáng)度高，吸水率低，抗風(fēng)化性能好。

仿古青磚；燒結(jié)普通磚（紅磚）；質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)；分析

仿古青磚：仿古青磚是一種燒結(jié)磚，它是仿照古青磚的各類(lèi)款式、按照古青磚的燒制方法，采用古青磚所用的粘土材料現(xiàn)代燒制而成的青磚。它的主要原料為粘土，粘土加水調(diào)和后擠壓成型制成磚坯，陰干后的磚坯放入磚窯中，加熱至900℃-1100℃持續(xù)煅燒13天—15天（300-360小時(shí)），保持真空狀態(tài)下遇水（缺氧）冷卻4天（80-100小時(shí)），在開(kāi)放狀態(tài)下冷卻48小時(shí)出窯。

燒結(jié)普通磚：燒結(jié)普通磚是用粘土、頁(yè)巖、煤炭等原材料，粉碎后將混合物手動(dòng)捏合或機(jī)械壓制，干燥在約900℃的溫度下經(jīng)過(guò)氧化燒結(jié)、焰焙燒5-8天，風(fēng)冷后出窯。

本文通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從外觀質(zhì)量、尺寸偏差、抗壓強(qiáng)度、抗風(fēng)化性能、泛霜、石灰爆裂、放射性核素7個(gè)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)論證，對(duì)仿古青磚與燒結(jié)普通磚的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)作如下比較分析。

1 尺寸偏差

尺寸偏差在磚砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)房屋中有非常重要的作用，它大小直接影響整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)的軸線(xiàn)位移及磚縫結(jié)合程度。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組仿古青磚樣品數(shù)據(jù)，仿古青磚尺寸240mm×115mm×53mm，尺寸偏差平均值：長(zhǎng)-0.26mm，寬-0.48mm，高-0.68mm；隨機(jī)抽取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組紅磚樣品數(shù)據(jù)，紅磚尺寸240mm×115mm×53mm，尺寸偏差平均值：長(zhǎng)-1.8mm，寬-1.0mm，高-1.0mm。經(jīng)樣品對(duì)比分析：仿古青磚較之紅磚尺寸更加規(guī)整、均勻。仿古青磚因其傳統(tǒng)燒制工藝和原料配比，燒制成的青磚收縮變形度小而均一，整體尺寸較規(guī)整；紅磚因其燒結(jié)時(shí)間短，內(nèi)燃添加多，收縮大，導(dǎo)致尺寸偏差大，從而減少了紅磚使用范圍。

2 外觀質(zhì)量

外觀質(zhì)量是衡量燒結(jié)磚產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組青磚樣品數(shù)據(jù)，仿古青磚兩條面平均高度差不大于3mm；無(wú)彎曲；雜質(zhì)凸出平均高度不大于3mm；無(wú)缺棱掉角，三個(gè)面的破壞尺寸不同時(shí)大于15mm；裂紋長(zhǎng)度不大于15mm；無(wú)破壞面；顏色基本一致，無(wú)明顯色差［1］。隨機(jī)抽取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組紅磚樣品數(shù)據(jù)：外觀質(zhì)量有6組不符合《燒結(jié)普通磚》GB5101-2003外觀質(zhì)量合格品要求，其中兩條面高度差、雜質(zhì)凸出高度、裂紋長(zhǎng)度、顏色等質(zhì)量指標(biāo)都有不同程度的偏離。經(jīng)樣品對(duì)比分析：仿古青磚相比紅磚外觀更加平整、適合清水墻、裝飾墻砌體。仿古青磚采用鋼制坯模，壓實(shí)后，用鐵線(xiàn)弓戛平其面，致使在燒結(jié)過(guò)程中，兩條面高度差小，無(wú)彎曲，又因仿古青磚原料天然成分穩(wěn)定、配比得當(dāng)，焙燒時(shí)間長(zhǎng)、磚坯收縮小，粉煤灰細(xì)化完全，致使其雜質(zhì)凸出高度小，裂紋少，且無(wú)破壞面；紅磚采用傳統(tǒng)的木質(zhì)脫模技術(shù)，用鐵線(xiàn)弓刮去多余的泥，整個(gè)制坯全部人工工藝，近年來(lái)，新型墻體材料的上市，對(duì)紅磚有一定的打壓，廠家為降低成本，減少焙燒時(shí)間，采用煤矸石、粉煤灰等作助燃劑，原料配比不合理，磚坯收縮大，表面粗糙，致使紅磚在外觀質(zhì)量上與標(biāo)準(zhǔn)要求有不同程度的偏差。

3 抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度是磚坯硬度的主要表現(xiàn)形式，是仿古青磚主要控制質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)之一。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組青磚樣品數(shù)據(jù)，如圖1所示：

圖1 仿古青磚與紅磚抗壓強(qiáng)度比較數(shù)據(jù)

10組青磚數(shù)據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值為29.93MPa，標(biāo)準(zhǔn)值平均為27.26MPa；隨機(jī)抽取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組紅磚樣品數(shù)據(jù)，抗壓強(qiáng)度平均值11.97MPa，標(biāo)準(zhǔn)值平均為9.90MPa，經(jīng)樣品對(duì)比分析：仿古青磚抗壓強(qiáng)度明顯高于紅磚，且強(qiáng)度較均勻。這是因?yàn)榉鹿徘啻u燒制時(shí)間長(zhǎng)，使粉料顆粒在粘結(jié)和氣孔排除更徹底，在燒結(jié)初期以固相表面擴(kuò)散傳質(zhì)為主，燒結(jié)中后期以少量液相作用下的顆粒重排和塑形流動(dòng)傳質(zhì)為主［2］，致使仿古青磚表觀密度小且抗壓強(qiáng)度進(jìn)一步提升；而紅磚一般為機(jī)械化批量生產(chǎn)，往往在燒制中為節(jié)省成本會(huì)出現(xiàn)外層過(guò)火內(nèi)層缺火的現(xiàn)象，紅磚生產(chǎn)廠家為了縮減燒結(jié)時(shí)間，過(guò)分強(qiáng)調(diào)提高抗壓強(qiáng)度，任意加大內(nèi)燃配比，出窯“熊貓磚”較常見(jiàn)，同時(shí)導(dǎo)致欠火磚、酥磚也有一定比例出現(xiàn)。

4 抗風(fēng)化性能

抗風(fēng)化性能是仿古青磚壽命長(zhǎng)、耐久性的重要質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)。通常磚的抗風(fēng)化性能是以吸水率、飽和系數(shù)及凍融后平均質(zhì)量損失率這三個(gè)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)來(lái)衡量。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組青磚樣品數(shù)據(jù)和10組紅磚樣品數(shù)據(jù)，如圖2所示，10組青磚吸水率平均值為15.37%，10組紅磚吸水率平均值為19.75%。

圖2 仿古青磚與紅磚吸水率比較數(shù)據(jù)

如圖3所示，10組青磚飽和系數(shù)平均值為0.67%，10組紅磚飽和系數(shù)平均值為0.84%。

圖3仿古青磚與紅磚飽和系數(shù)比較數(shù)據(jù)

圖4 所示，10組青磚質(zhì)量損失率平均值為0.33%，10組紅磚質(zhì)量損失率平均值為0.67%。

圖4 仿古青磚與紅磚平均質(zhì)量損失比較數(shù)據(jù)

經(jīng)樣品對(duì)比分析，仿古青磚作為建筑物主要構(gòu)件，吸水率低和凍融循環(huán)后質(zhì)量損失小，抗風(fēng)化性能好，耐久性強(qiáng)，較之紅磚有明顯的優(yōu)勢(shì)。甘肅省屬于嚴(yán)重風(fēng)化區(qū)第七類(lèi)地區(qū)，地域氣候特點(diǎn)明顯，尤其是張掖地區(qū)，屬于河西走廊扇形平原，受殘山風(fēng)蝕和明顯的季節(jié)性降水氣候影響，物理風(fēng)化強(qiáng)烈，仿古青磚吸水率低、抗風(fēng)化性能強(qiáng)是絲綢之路眾多古建歷經(jīng)滄桑、煌越千年、完好無(wú)缺的重要原因。紅磚多年來(lái)作為墻體主要構(gòu)件之一，由于吸水率高，平均飽和系數(shù)高，質(zhì)量損失率高等缺點(diǎn)，近年來(lái)已被現(xiàn)代新型材料逐漸代替，又因紅磚為實(shí)心粘土磚，自國(guó)家下發(fā)“禁實(shí)令”后，紅磚生產(chǎn)廠家及銷(xiāo)售量有了一定的縮減，生產(chǎn)廠家逐漸完成了由原來(lái)的紅磚向燒結(jié)空心磚、燒結(jié)多孔磚的模式轉(zhuǎn)變，紅磚生產(chǎn)逐漸被邊緣化，又因紅磚抗壓強(qiáng)度低，建筑工地使用量較少，只應(yīng)用于現(xiàn)代高層建筑混凝土柱體與各種砌塊之間的狹縫連接［3］。

5 泛 霜

泛霜是燒結(jié)磚坯體內(nèi)鹽析反應(yīng)的主要體現(xiàn)形式，是燒結(jié)磚主要質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)之一。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組青磚樣品數(shù)據(jù)，在溫度為22℃，相對(duì)濕度為45%的潮濕環(huán)境中浸在水中7天，其中9組青磚樣品無(wú)泛霜，1組出現(xiàn)輕微泛霜現(xiàn)象。隨機(jī)抽取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組紅磚樣品數(shù)據(jù)，在同等試驗(yàn)條件下浸在水中7天，3組出現(xiàn)輕微泛霜現(xiàn)象。7組出現(xiàn)中等泛霜現(xiàn)象。經(jīng)樣品對(duì)比分析：仿古青磚因其傳統(tǒng)技術(shù)與工藝，磚坯地質(zhì)礦土內(nèi)內(nèi)燃單一，化學(xué)反應(yīng)完全，可溶性鹽類(lèi)較少，所以只有少數(shù)出現(xiàn)輕微泛霜現(xiàn)象，而大多數(shù)無(wú)泛霜現(xiàn)象。仿古青磚因其獨(dú)特的無(wú)泛霜優(yōu)勢(shì)，可直接運(yùn)用于清水墻及裝飾墻；紅磚原料中大量采用煤矸石、煤渣等工業(yè)廢渣，使得粘土坯體中的硫酸鹽含量增加，在粘土轉(zhuǎn)燒過(guò)程中，采用余熱利用工藝技術(shù)，使得三氧化硫濃度加大，致使紅磚硫酸鹽含量超標(biāo)，導(dǎo)致大范圍出現(xiàn)泛霜并加重的趨勢(shì)，從而降低紅磚外觀美感及強(qiáng)度。

6 石灰爆裂

石灰爆裂對(duì)磚砌體影響較大，輕者影響外觀，重者將使砌體強(qiáng)度降低直至破壞。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組青磚樣品仿古青磚進(jìn)行石灰爆裂試驗(yàn)，其中4組樣品無(wú)石灰爆裂現(xiàn)象，6組樣品出現(xiàn)2-4處2-8mm爆裂區(qū)域。隨機(jī)抽取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組紅磚樣品進(jìn)行石灰爆裂試驗(yàn)，其中2組樣品出現(xiàn)2-8處2-8mm爆裂區(qū)域，8組出現(xiàn)4-10處最大破壞尺寸大于2mm且小于等于15mm爆裂區(qū)域。經(jīng)樣品對(duì)比分析：仿古青磚燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，燒結(jié)溫度恒定，在整個(gè)燒結(jié)過(guò)程中只有極少量或微量的粉煤灰顆粒未參加燒結(jié)過(guò)程，氧化鈣（CaO）帶入比例低，石灰爆裂現(xiàn)象少，紅磚因其原料中帶入大量的煤矸石、煤渣等工業(yè)廢渣，原料加工不夠細(xì)化，石灰質(zhì)顆粒大，含量多，在高溫?zé)七^(guò)程中生成過(guò)火石灰，吸水后過(guò)火石灰在磚體內(nèi)膨脹，導(dǎo)致磚體石灰爆裂現(xiàn)象嚴(yán)重。

7 放射性核素

建材中的放射性元素主要為Ra（鐳）、Th（釷）、K（鉀）三種元素，放射性元素指數(shù)是判定燒結(jié)磚質(zhì)量是否合格的重要安全質(zhì)量指標(biāo)。燒結(jié)磚作為砌體主要建筑材料，其放射性核素主要存在于原料粘土和內(nèi)燃中。提取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組青磚樣品數(shù)據(jù)，放射性核素內(nèi)照射指數(shù)Ira比活度平均值為0.35，放射性核素外照射指數(shù)Ir比活度平均值為0.66。隨機(jī)抽取試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中的10組紅磚樣品數(shù)據(jù)，放射性核素內(nèi)照射指數(shù)Ira比活度平均值為0.69，放射性核素外照射指數(shù)Ir比活度平均值為0.79，如圖5所示。

圖5 仿古青磚與紅磚放射性核素限量比較數(shù)據(jù)

經(jīng)樣品對(duì)比分析：仿古青磚因其傳統(tǒng)工藝和技術(shù)，原料單一，粘土選擇張掖祁連山麗獨(dú)特的丹霞地質(zhì)土層，粉煤灰使用配比小，質(zhì)量高，且生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)，放射性核素較低。紅磚因其在原料使用中大量使用煤矸石、煤渣等工業(yè)廢料，煤矸石、煤渣等工業(yè)廢料本身所含放射性元素就高于其他原料，所以青磚與紅磚比較放射性核素有了一定的減少。

8 結(jié) 語(yǔ)

由傳統(tǒng)方法燒制仿古青磚在各項(xiàng)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)上都明顯優(yōu)于燒結(jié)普通磚。古青磚抗壓強(qiáng)度高，抗風(fēng)化性能好，致使青磚建筑歷經(jīng)滄桑、千年不衰，仿古青磚選用傳統(tǒng)燒制工藝，挑選特殊天然粘土，使仿古青磚更具有透氣性強(qiáng)、吸水性好、可塑性強(qiáng)、凈化空氣、承傳精粹的特點(diǎn)［4］，如今仿古青磚廣泛用于古建修復(fù)，現(xiàn)代仿古等各類(lèi)建筑工程中，展現(xiàn)出的雍容典雅的古建筑風(fēng)格是其他外墻材料無(wú)法替代的，仿古青磚與燒結(jié)普通磚（紅磚）的質(zhì)量研究分析，為建筑使用單位提供更好的數(shù)據(jù)參考，更為提高古建筑質(zhì)量控制奠定了一定的基礎(chǔ)。

［1］劉大可 《傳統(tǒng)青磚青瓦質(zhì)量檢驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)》古建園林技術(shù)》,2006(4):58-64

［2］蒲文軍、陳偉 《隧道窯還原燒制仿古青灰色磚瓦技術(shù)》《磚瓦世界》,2009(9):28-31

［3］陳立成、李艷華 葛興杰 《仿古青磚貼面施工技術(shù)》《工程質(zhì)量》2011年 第5期 55-57頁(yè) 共3頁(yè)

［4］賈鴻儒、越二寅《論仿古建筑的文化價(jià)值》《中國(guó)建材科技》2014,23(4)

Antique blue brick and fired common brick on the quality of the research

Ancient building repair has profound significance for a long history and rich culture of the China, while modern antique buildings are more and more favored by modern people’s favorite．The antique brick main building material for the repair of ancient and modern architecture has been widely used,has become the first choice for designers of ancient materials．this passage through a large number of experimental data,looking for the difference between from the 7 aspects．a(chǎn)nd look for the quality indexes of antique bricks and red brick are analyzed．Conclusion:antique brick than red brick have high compressive strength,low water absorption and good weathering resistance．

antique brick；brick (red brick)；quality index；analysis

TU502+．4

B

1003-8965（2017）03-0020-03