石膏砌块---典型的绿色墙体材料

　　近年来我国机械化成型的石膏砌块被日益广泛地用于住宅、宾馆、医院、商场与某些工业建筑中作为内隔墙。石膏砌块的发展前景已被建材市场与房地产开发商十分看好。我国在第‘十二五’内每年城乡新建房屋建筑面积为20亿㎡，为此需要大量的墙体材料。为了保护土地与天然资源、降低能耗并改善环境，中国政府多年来大力推行墙体材料革新与建筑节能，墙材革新的目标是限制实心黏土砖的生产与使用，推广节能利废的新型墙体材料，尤其是鼓励优先发展绿色墙体材料。由于石膏砌块具有鲜明的绿色特征，已被列为可优先发展的墙体材料。

　　现就石膏砌块的原材料、生产工艺、使用效果以及废弃处置等四个方面分别论述此种墙体材料的绿色特征。 

　　1 石膏砌块的原材料

　　石膏砌块是用天然石膏或工业副产石膏（烟气脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等）煅烧制得的半水石膏（CaSO4·1/2H2O）为主要原料，加有适量外加剂（如缓凝剂、减水剂、泡沫剂）及轻集料（如膨胀珍珠岩）等，再加水均匀搅拌，经浇注成型、脱模和干燥等工序而制成的。制造石膏砌块所用原材料有以下特点：

　　(1)使用低碳型的胶凝材料

　　半水石膏是由二水石膏在150-170℃煅烧而得，此脱水反应过程只产生水蒸汽，仅因需要耗煤、耗电而产生少量CO2 。与水泥熟料的烧成和石灰石的煅烧相比较，制造半水石膏所排放的CO2总量仅是水泥熟料的13％，石灰的16％(见表1)，因此制造石膏砌块所用胶凝材料是低碳型的。

　　(2)可用工业副产石膏代替天然石膏

　　为了保护天然石膏资源并减少天然石膏开采与运输的能耗，住房与城乡建设部在2007年发布的《绿色建筑评价技术细则》中，鼓励使用“以工业副产石膏（脱硫石膏、磷石膏等）制作的石膏砌块”。近年我国烟气脱硫石膏的总排放量达4000万t以上,磷石膏的总排放量达5000万t以上。国外的经验表明，化学成分(纯度、游离水含量、不纯物含量等)与物理性能(平均颗粒尺寸、颗粒外形、体积密度等)符合标准或规范的烟气脱硫石膏，完全可代替天然石膏，经煅烧后制成半水石膏后制造各种石膏建材制品。近年来我国已有不少企业使用烟气脱硫石膏制造石膏砌块取得成功经验。由于我国大多数磷石膏的放射性核素比活度不超过许可值，经充分洗涤、净化后也完全可用以制造石膏建材制品，有些企业已使用磷石膏制成质量符合行业标准的石膏砌块。

　　(3)使用减水剂降低拌合水耗量

　　在拌制石膏砌块料浆时掺加适量减水剂，在保证料浆流动性的前提下，可降低拌合水的用量，这不仅可节水，还有助于减少砌块人工干燥过程中的热耗，降低产品生产成本。

　　(4)使用轻集料或泡沫剂降低砌块自重

　　在石膏砌块料浆中掺加适量膨胀珍珠岩或引入用泡沫剂产生的泡沫，在保证砌块强度的前提下，有助于降低砌块的表观密度、减少原材料的耗量，并降低砌块的导热系数。

　　(5)使用工业废渣改善砌块的防潮性

　　为制造防潮石膏砌块，根据国外经验，可在半水石膏浆中掺加有机硅粉料，或在石膏砌块表面上喷涂有机硅防水剂。这些方法虽然有效，但有机硅的价格较高。我国大多数企业则采用在石膏浆中掺加适量工业废渣（如磨细粒状高炉矿渣、粉煤灰等）与碱性激发剂（如波特兰水泥、石灰）的措施，不仅可制成软化系数不低于0.7的防潮石膏砌块，并可显著降低生产成本。

　　2 石膏砌块的生产工艺

　　20世纪90年代后期杭州新型建筑材料设计研究院与苏州非金属矿设计研究院分别按‘立模成型，液压顶升’的原理，研制成实心石膏砌块成型机与空心石膏砌块成型机，均具有一定的自动化水平。在此基础上，自2000年起这两种类型的石膏砌块成型机组已在有关工厂定点制造，并在使用过程中不断改进。石膏砌块的生产工艺有以下特点：

　　(1)可生产自重轻、性能好的空心砌块

　　国外只有实心石膏砌块成型机，空心石膏砌块成型机为中国首创。在保证强度的前提下，空心石膏砌块有利于降低单件制品的自重，并可增加其厚度。近年来，我国已有若干企业结合国情放弃生产实心石膏砌块，而只生产空心石膏砌块。在主体为现浇钢筋混凝土框架结构的住宅建筑楼中，石膏砌块不仅可用于各单元户的分室墙，也可用于分户墙。在用于分户墙时，可选用厚度为200mm的空心石膏砌块，以代替现浇混凝土作为填充墙。由于砌块自重轻，可减少框架与建筑物的整体重量，减轻基础负担，并相应降低建筑造价。表2中列出北京翔牌墙体材料公司目前生产的几种石膏砌块的规格、结构与性能，由该表可看出，空心砌块的表观密度均低于实心砌块，厚度≥150mm的空心砌块仍有较高的断裂荷载、耐火极限与隔声量。

　　(2)可生产便于对接的砌块

所生产的石膏砌块的纵、横边缘均分别具有榫头或榫槽便于相互对接，因而有利于加快施工进度，并保证施工质量。

　　(3)所生产的砌块尺寸偏差小、表面平整度高

　　石膏砌块成型机模具的边框与隔板均是用表面镀有硬铬的合金钢制成的，表面光洁度可达0.1µm，尺寸精确度可达0.5mm，因而能确保砌块的尺寸偏差与表面平整度符合标准的规定，墙面砌筑后平整度高，不必抹灰，即可在墙面上刷涂料、粘贴壁纸等进行饰面，可加快施工进度。

　　(4)可实现清洁生产

　　生产过程中不排放污水，也不排放废弃物，生产中未硬化的刮除料与废坯均可加入新拌合料中使用，硬化后的废品粉磨后可适量掺入新拌合料中使用。因此，石膏砌块的制造工艺完全符合清洁生产的要求。

　　(5)生产过程中CO2排放量低

　　列出几种墙体材料生产过程中CO2排放总量的对比。因石膏砌块生产过程中的能耗（电耗＋煤耗）低，CO2排放量也相应较低。按生产每1㎡产品的CO2排放量计，自然干燥生产石膏砌块仅是黏土砖的8％，水泥刨花板的3％。人工干燥生产石膏砌块的排放量与纸面石膏板相近或略低。在我国北方与西北空气湿度较低、少雨地区可采取自然干燥，因而可显著减少生产能耗，但需要厂区有足够的晾晒场地。

　　3 石膏砌块的使用效果

　　3.1 施工过程

　　用石膏砌块砌筑墙体可提高施工效率，主要体现于以下几点：

　　①  可采用干法施工，不受季节影响；

　　②  单块重量小，且纵、横边缘分别具有榫头或榫槽，对接方便，施工劳动强度低；

　　③  砌块的加工性好，可切割、钻孔、开槽，易于在墙内埋设电线或管线；

　　④  出厂的砌块，与辅助材料（粘结石膏、嵌缝石膏等）配套，便于施工。

　　由于石膏砌块的上述特点，可加快施工进度，一人每天可砌筑30-40m2。

　　3.2 使用过程

　　用石膏砌块砌筑的内隔墙有以下特点：

　　(1)改善居住舒适度

　　石膏砌块墙体可调节居住环境中空气湿度，相对湿度小于50％时释放水分，大于50％时吸收水分；不释放有害气体，并可吸收电器设备的辐射。

　　(2)减少使用能耗

　　石膏砌块的导热系数较低，作为建筑物的内隔墙可适当降低采暖或制冷的能耗，并可相应降低CO2的排放量。表4为几种墙体材料导热系数的对比。