仿古青磚與燒結普通磚（紅磚）的質量研究分析

楊瑋瑋 溫小衛（甘肅省產品質量監督檢驗西部分中心，甘肅 張掖 734000）

仿古青磚與燒結普通磚（紅磚）的質量研究分析

楊瑋瑋 溫小衛（甘肅省產品質量監督檢驗西部分中心，甘肅 張掖 734000）

古建修葺對于歷史悠久文化豐富的中國具有深遠的意義，現代仿古建筑也越來越多受到人們的喜愛。而仿古青磚做為古建修葺和現代古建的主要建筑材料被大量使用，成為當今古建設計師的首選之材。本文通過大量實驗數據，從外觀質量、尺寸偏差、抗壓強度、抗風化性能、泛霜、石灰爆裂、放射性核素7個方面，對仿古青磚與紅磚的質量技術指標進行了比較分析，尋找兩者的不同之處。得出結論：仿古青磚比燒結普通磚（紅磚）抗壓強度高，吸水率低，抗風化性能好。

仿古青磚；燒結普通磚（紅磚）；質量技術指標；分析

仿古青磚：仿古青磚是一種燒結磚，它是仿照古青磚的各類款式、按照古青磚的燒制方法，采用古青磚所用的粘土材料現代燒制而成的青磚。它的主要原料為粘土，粘土加水調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℃持續煅燒13天—15天（300-360小時），保持真空狀態下遇水（缺氧）冷卻4天（80-100小時），在開放狀態下冷卻48小時出窯。

燒結普通磚：燒結普通磚是用粘土、頁巖、煤炭等原材料，粉碎后將混合物手動捏合或機械壓制，干燥在約900℃的溫度下經過氧化燒結、焰焙燒5-8天，風冷后出窯。

本文通過大量的試驗數據，從外觀質量、尺寸偏差、抗壓強度、抗風化性能、泛霜、石灰爆裂、放射性核素7個方面進行數據論證，對仿古青磚與燒結普通磚的質量技術指標作如下比較分析。

1 尺寸偏差

尺寸偏差在磚砌體結構設計房屋中有非常重要的作用，它大小直接影響整個房屋結構的軸線位移及磚縫結合程度。提取試驗驗證過程中的10組仿古青磚樣品數據，仿古青磚尺寸240mm×115mm×53mm，尺寸偏差平均值：長-0.26mm，寬-0.48mm，高-0.68mm；隨機抽取試驗驗證過程中的10組紅磚樣品數據，紅磚尺寸240mm×115mm×53mm，尺寸偏差平均值：長-1.8mm，寬-1.0mm，高-1.0mm。經樣品對比分析：仿古青磚較之紅磚尺寸更加規整、均勻。仿古青磚因其傳統燒制工藝和原料配比，燒制成的青磚收縮變形度小而均一，整體尺寸較規整；紅磚因其燒結時間短，內燃添加多，收縮大，導致尺寸偏差大，從而減少了紅磚使用范圍。

2 外觀質量

外觀質量是衡量燒結磚產品質量的主要因素。提取試驗驗證過程中的10組青磚樣品數據，仿古青磚兩條面平均高度差不大于3mm；無彎曲；雜質凸出平均高度不大于3mm；無缺棱掉角，三個面的破壞尺寸不同時大于15mm；裂紋長度不大于15mm；無破壞面；顏色基本一致，無明顯色差［1］。隨機抽取試驗驗證過程中的10組紅磚樣品數據：外觀質量有6組不符合《燒結普通磚》GB5101-2003外觀質量合格品要求，其中兩條面高度差、雜質凸出高度、裂紋長度、顏色等質量指標都有不同程度的偏離。經樣品對比分析：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，壓實后，用鐵線弓戛平其面，致使在燒結過程中，兩條面高度差小，無彎曲，又因仿古青磚原料天然成分穩定、配比得當，焙燒時間長、磚坯收縮小，粉煤灰細化完全，致使其雜質凸出高度小，裂紋少，且無破壞面；紅磚采用傳統的木質脫模技術，用鐵線弓刮去多余的泥，整個制坯全部人工工藝，近年來，新型墻體材料的上市，對紅磚有一定的打壓，廠家為降低成本，減少焙燒時間，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，致使紅磚在外觀質量上與標準要求有不同程度的偏差。

3 抗壓強度

抗壓強度是磚坯硬度的主要表現形式，是仿古青磚主要控制質量技術指標之一。提取試驗驗證過程中的10組青磚樣品數據，如圖1所示：

圖1 仿古青磚與紅磚抗壓強度比較數據

10組青磚數據抗壓強度平均值為29.93MPa，標準值平均為27.26MPa；隨機抽取試驗驗證過程中的10組紅磚樣品數據，抗壓強度平均值11.97MPa，標準值平均為9.90MPa，經樣品對比分析：仿古青磚抗壓強度明顯高于紅磚，且強度較均勻。這是因為仿古青磚燒制時間長，使粉料顆粒在粘結和氣孔排除更徹底，在燒結初期以固相表面擴散傳質為主，燒結中后期以少量液相作用下的顆粒重排和塑形流動傳質為主［2］，致使仿古青磚表觀密度小且抗壓強度進一步提升；而紅磚一般為機械化批量生產，往往在燒制中為節省成本會出現外層過火內層缺火的現象，紅磚生產廠家為了縮減燒結時間，過分強調提高抗壓強度，任意加大內燃配比，出窯“熊貓磚”較常見，同時導致欠火磚、酥磚也有一定比例出現。

4 抗風化性能

抗風化性能是仿古青磚壽命長、耐久性的重要質量技術指標。通常磚的抗風化性能是以吸水率、飽和系數及凍融后平均質量損失率這三個質量技術指標來衡量。提取試驗驗證過程中的10組青磚樣品數據和10組紅磚樣品數據，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據

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

圖3仿古青磚與紅磚飽和系數比較數據

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

圖4 仿古青磚與紅磚平均質量損失比較數據

經樣品對比分析，仿古青磚作為建筑物主要構件，吸水率低和凍融循環后質量損失小，抗風化性能好，耐久性強，較之紅磚有明顯的優勢。甘肅省屬于嚴重風化區第七類地區，地域氣候特點明顯，尤其是張掖地區，屬于河西走廊扇形平原，受殘山風蝕和明顯的季節性降水氣候影響，物理風化強烈，仿古青磚吸水率低、抗風化性能強是絲綢之路眾多古建歷經滄桑、煌越千年、完好無缺的重要原因。紅磚多年來作為墻體主要構件之一，由于吸水率高，平均飽和系數高，質量損失率高等缺點，近年來已被現代新型材料逐漸代替，又因紅磚為實心粘土磚，自國家下發“禁實令”后，紅磚生產廠家及銷售量有了一定的縮減，生產廠家逐漸完成了由原來的紅磚向燒結空心磚、燒結多孔磚的模式轉變，紅磚生產逐漸被邊緣化，又因紅磚抗壓強度低，建筑工地使用量較少，只應用于現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

泛霜是燒結磚坯體內鹽析反應的主要體現形式，是燒結磚主要質量技術指標之一。提取試驗驗證過程中的10組青磚樣品數據，在溫度為22℃，相對濕度為45%的潮濕環境中浸在水中7天，其中9組青磚樣品無泛霜，1組出現輕微泛霜現象。隨機抽取試驗驗證過程中的10組紅磚樣品數據，在同等試驗條件下浸在水中7天，3組出現輕微泛霜現象。7組出現中等泛霜現象。經樣品對比分析：仿古青磚因其傳統技術與工藝，磚坯地質礦土內內燃單一，化學反應完全，可溶性鹽類較少，所以只有少數出現輕微泛霜現象，而大多數無泛霜現象。仿古青磚因其獨特的無泛霜優勢，可直接運用于清水墻及裝飾墻；紅磚原料中大量采用煤矸石、煤渣等工業廢渣，使得粘土坯體中的硫酸鹽含量增加，在粘土轉燒過程中，采用余熱利用工藝技術，使得三氧化硫濃度加大，致使紅磚硫酸鹽含量超標，導致大范圍出現泛霜并加重的趨勢，從而降低紅磚外觀美感及強度。

6 石灰爆裂

石灰爆裂對磚砌體影響較大，輕者影響外觀，重者將使砌體強度降低直至破壞。提取試驗驗證過程中的10組青磚樣品仿古青磚進行石灰爆裂試驗，其中4組樣品無石灰爆裂現象，6組樣品出現2-4處2-8mm爆裂區域。隨機抽取試驗驗證過程中的10組紅磚樣品進行石灰爆裂試驗，其中2組樣品出現2-8處2-8mm爆裂區域，8組出現4-10處最大破壞尺寸大于2mm且小于等于15mm爆裂區域。經樣品對比分析：仿古青磚燒結時間長，燒結溫度恒定，在整個燒結過程中只有極少量或微量的粉煤灰顆粒未參加燒結過程，氧化鈣（CaO）帶入比例低，石灰爆裂現象少，紅磚因其原料中帶入大量的煤矸石、煤渣等工業廢渣，原料加工不夠細化，石灰質顆粒大，含量多，在高溫燒制過程中生成過火石灰，吸水后過火石灰在磚體內膨脹，導致磚體石灰爆裂現象嚴重。

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，放射性元素指數是判定燒結磚質量是否合格的重要安全質量指標。燒結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燃中。提取試驗驗證過程中的10組青磚樣品數據，放射性核素內照射指數Ira比活度平均值為0.35，放射性核素外照射指數Ir比活度平均值為0.66。隨機抽取試驗驗證過程中的10組紅磚樣品數據，放射性核素內照射指數Ira比活度平均值為0.69，放射性核素外照射指數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據

經樣品對比分析：仿古青磚因其傳統工藝和技術，原料單一，粘土選擇張掖祁連山麗獨特的丹霞地質土層，粉煤灰使用配比小，質量高，且生產工藝傳統，放射性核素較低。紅磚因其在原料使用中大量使用煤矸石、煤渣等工業廢料，煤矸石、煤渣等工業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 語

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

［1］劉大可 《傳統青磚青瓦質量檢驗參考標準》古建園林技術》,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》《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》《工程質量》2011年 第5期 55-57頁 共3頁

［4］賈鴻儒、越二寅《論仿古建筑的文化價值》《中國建材科技》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．and 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