利用煤矸石烧结保温砌块砌筑的墙体，在采用传统砌筑的方式不增加内外保温材料仅靠其结构和材料本身达到建筑物节能的要求，减少了建筑单位的各种设计、砌筑、配套等相关费用，免去了使用的维护费用。更由于砌筑的墙体自身轻、节省了大量的基础建材费用。同比在建筑墙体的耐久性能、保温性能等方面优于其他形式的复合材料墙体，有较优越的防火性能，可以与建筑物同一使用寿命，即使是建筑物的一个生命周期完成，这种材料仍然能够被回收再次使用，可以说是一种绿色、环保、节能、可持续发展的生态建材产品。

3 煤矸石生产自保温墙体材料的工艺特点

作为单一墙体材料完成外墙保温隔热性能的煤矸石烧结自保温砌块，由于其在体积密度、强度、传热性能等内在关系上是相互制约的，因此在结构设计上体积密度小、薄壁肋、多排孔和有一定的强度极大的模数尺寸。其技术难点在于结构设计要有好的兼容，并且在实际生产过程中还要考虑原料的性质、特点，加工设备及干燥、焙烧工艺的产能和效率。

从煤矸石物理特性和化学成分来分析其原料特性符合烧结砖瓦的化学成分要求。热值较低，塑性中等偏下，硬度和耐磨度较差，干燥敏感度较好，真实密度大，烧失量与热值呈正比。因此重点是解决原料的破碎细度保证塑性，成型挤出后设计合理的孔型排列，芯头及模具抵抗变形和磨损的研究。

根据对煤矸石烧结墙体材料的工艺经验，生产大断面多孔、薄壁的煤矸石自保温砌块对原料的塑性、挤出压力、收缩都有着很高的要求。

原料粉碎和配比方面：烧结保温砌块与烧结承重砌块在生产上所使用的原料在性质基本相同，但是在颗粒级配的配比上有极大的差异和区别。烧结保温砌块要求原料具有更高的塑性和延展性，同时还有较低的密度和良好的干燥性能和优良的烧结性能。

自保温砌块由于高空洞率在挤出生产时对原料的最大颗粒要求很高。这是由于孔洞率高，芯头与芯头，芯头与机口之间的间隙非常小，这样才能使泥条挤出的肋、壁变薄，而较大的颗粒会在形成肋壁的过程中破坏这种结构。煤矸石由于自身密度较大，仅有较小均匀的颗粒靠击打形成的物料也很难达到较高的颗粒表比面积和表面张力，得不到挤出泥条所需内聚性或粘性，因此必须引进过去砖瓦行业没有使用过的粉磨设备才能达到相应的颗粒级配。但粉磨设备自身耗电量较高，对耐磨材料的耐磨强度、破碎原料含水有更高的要求。而过细的原料在成型后的干燥和焙烧过程中还会带来一系列的问题。这些都会增加生产成本，因此必须在破碎方式、设备选型、颗粒级配、原料含水率、坯体干燥、焙烧工艺优选出一个结合点。

挤出成型与孔洞排列方面：真密度下煤矸石的质量为2 800 kg/cm3。要想到达符合要求的自保温效果，必须增加砌块的孔洞率减少传热的途径，延长传导的路线。

煤矸石自保温砌块是靠一定大小的空洞和较薄壁肋厚度以及较长的传热延迟来实现的，其核心是空洞率。在保证坯体成型的条件下提高一定体积的空洞率就意味着变薄的壁肋必须有较高的强度，这就对挤出机的挤出和成型提出较高的要求。挤出形成较高的空洞率坯体还意味着在很小的截面有着均衡排列几十个芯头和连接着的芯架，在挤出的同时截面流动的速度达到一致。按照目前煤矸石塑性低的特点，单就挤出来说，其对成型压力、芯杆的刚度、强度及耐磨性能，难度远大于孔洞较少砌块的生产，无论是对挤出机挤出功率和真空要求还是对芯架芯杆刚度及加工要求。

密度与干燥、焙烧的方面：自保温砌块的容重也是影响其导热性能的一个关键因素，因此利用降低原料自身容重的做法来达到提高其传热阻也是较流行的。煤矸石堆积密度约为2 200 kg/cm3，煅烧后的煤矸石堆积密度约为1 700 kg/cm3，这是由于煤矸石内的一些有机物质碳、结合水、硫等物质的挥发造成的。目前砖瓦行业较常见的降低容重的方法是加入有机材料，如锯末、秸秆、碳粒粉末，部分地区根据资源情况在原料中掺加破碎的聚苯乙烯、皮革、橡胶等。在煤矸石原料中加入一定比例的上述有机物质和工业废料，在干燥和焙烧过程中通过高温有机物质的挥发、燃烧在基础物料坯体中形成气泡和空隙，从而达到降低容重形成较高的热阻。

但实际操作过程中也有很多问题需要解决。如质量相差太大的两种物质在搅拌过程中出现分层，基础坯体内物料含量不均匀造成强度降低，废品增加，亲和力不够导致粘度降低成型困难，产能下降。部分粗纤维添加材料在搅拌过程中缠绕形成团状、死泥影响铰刀、绞龙、芯架。在干燥和焙烧过程中由于掺配物料与基础物料的含水、传热、毛细的量和速度差异容易产生干燥困难、裂纹等许多问题。也是掺配过程中研究的难点之一。

来源：《煤矸石开发建筑节能墙体材料的应用研究》

作者：王敏、陈善荣

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