黏土砖按生产工艺不同,分为机制砖和手工砖;按构造不同分为实心砖和空心砖,空心砖又可分为承重和非承重两种;按颜色不同分为红砖、青砖和其他颜色砖;按用途不同分为砌墙砖、地砖、望砖和吸声砖等。外形除矩形、六面体外,根据要求可生产成各种异形体,以适应不同工程的需要。
砖
黏土砖在中国历史悠久,早在春秋战国时期(公元前475~前221年)就陆续创制了长方形或方形黏土薄砖、大型空心砖、断面成几字形的花砖、长方形凹槽砖和栏板砖等,并在砖的表面模印各种花纹和几何图案。秦汉时期(公元前3~公元3世纪)制砖的技术和生产规模,以及砖的质量和花式品种都有显著的发展,世称“秦砖汉瓦”(图1)。黏土砖的使用范围也从砌筑墓穴发展到建筑寺塔、城墙、街道、宫殿乃至民间建筑物。明代宋应星编著《天工开物》(1637)所载的烧砖工艺,已包括有使用木柴或煤炭烧砖的窑型结构、砖坯堆叠法、火候控制、砖质鉴别,以及采用水饮窑烧制青砖,已形成较为完整的生产流程(图2)。
包括泥料处理、坯体成型、砖坯干燥和焙烧等过程。
根据黏土的性质和生产的产品确定,一般是自然风化、困泥或使用齿槽棍破碎机、对辊破碎机、双轴搅拌机加工处理。生产高质量空心砖要采用湿法轮碾机、高速细碎对辊机,使泥料均化,改善成型性能,必要时须经除石机、净化器、过滤对辊机等除去泥料中的杂质。
除人工木模成型外,机械成型一般有塑性挤出成型、半硬塑挤出成型和半干压成型3种。中国普遍采用塑性挤出成型法,空心砖采用真空挤出成型。
有自然干燥和利用砖窑余热干燥等。普遍采用的是小断面隧道式干燥室。
砖坯在焙烧过程中,从低温到高温经过一系列的物理化学变化,黏土矿物经过脱水、分解和烧结阶段,在950~1050℃烧成。焙烧窑有间歇式、半连续式和连续式3类。间歇式窑,即老式倒焰窑通称土窑,有方窑、罐窑、围窑和马蹄窑等;半连续式窑有串窑;连续式窑有轮窑和隧道窑,个别地方还有曲线窑。在隧道窑中,按工艺不同又有一次码烧(码坯、焙烧)和二次码烧。连续式窑一般只烧制红砖,间歇式窑可兼烧红砖或青砖。烧砖燃料主要为煤,也有的用柴草、天然气或其他燃料。除用燃料焙烧砖坯外,还有一种内燃烧砖工艺,即将劣质煤或含一定发热值的工业废渣粉末,与黏土掺和搅拌、成型,焙烧时主要依靠坯体内的可燃物质发热烧结砖块。内燃砖是中国20世纪50年代烧砖技术的一项重大革新,对节能有重要意义,已为各大、中型制砖厂普遍采用。
中国标准从尺寸、外观、强度等方面对砖进行了相应规定。①尺寸。普通砖为直角六面体(图3),一般尺寸为长240毫米、宽115毫米、高53毫米。②外观。根据尺寸偏差、弯曲、缺棱、掉角、裂纹分为一等和二等两个等级。③强度。砖在砌体中主要是承受压力,要求具有一定强度,根据其抗压强度大小分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10共5个强度等级,砖的抗折强度和抗压强度之比为1∶(3~5)。
此外,抗冻性(吸水饱和的砖,在-15℃下经15次冻融循环,其重量损失不超过2%,冻后裂纹长度不超过规定值),吸水率(一般为15%~27%),以及石灰爆裂和泛霜等,对砖的使用也有重要影响。
黏土砖的最大特点是可以就地取材,价格便宜,经久耐用,还有防火、隔热、隔声、吸潮等优点。因此,在建筑工程中广泛用于砌筑承重和非承重墙体、楼板、屋面、外墙饰面及柱、墩、拱、炉灶、窑体、烟囱、沟道及基础等。废碎砖块还可以再次利用作混凝土的骨料等。
为了改进普通黏土砖块小、自重大、耗土多等缺点,砖的制造正向轻质、高强度、空心、大块的方向发展。有些国家的空心黏土砖产量已占砖总产量的50%~90%,空心砖尺寸达490毫米×300毫米×200毫米,大型楼板空心砖可达700毫米×250毫米×200毫米,壁厚仅6~7毫米。竖孔承重空心砖孔洞率一般为25%~30%,水平非承重空心砖孔洞率一般为40%~60%。
中国生产的空心砖,孔洞排列一般为有序或交错排列,孔洞率大于40%,孔型一般为矩形孔。空心砖的长度、宽度和高度的尺寸应符合如下的要求:①长度规格尺寸有390毫米、290毫米、240毫米、190毫米、180(175)毫米和140毫米。②宽度规格尺寸有190毫米、180(175)毫米、140毫米、115毫米。③高度规格尺寸有180(175)毫米、140毫米、115毫米、90毫米。按照承载方式的不同可以将空心砖分为水平孔空心砖和竖直孔空心砖。前者主要用于砌筑6层以下建筑物的承重墙;后者多用于非承重墙或作为钢筋混凝土预制空心砖墙板,空心砖楼板和空心砖檩条的填充体。此外还有拱壳空心砖和花格空心砖(图4)等。