国外石膏砌块的生产及启示
前言
在国外，特别是欧洲，石膏砌块是仅次于纸面石膏板而位居第二的石膏内隔墙材料。尽管这些国家纸面石膏板的生产量不少，但石膏砌块一直在市场上占有自己的份额，长期不衰。
石膏砌块的非承重隔墙具有构造简单、墙体较薄、防火性能优良、生产总成本低等优点。与其它常用的几种隔墙比较，在技术与经济上大都有较强的竞争能力。此外，由于石膏砌块的表面平整，四周均有榫槽，施工非常简便，配套材料品种少，是施工单位和自建住房喜欢选用的内隔墙材料。
1．国外石膏砌块的生产技术
国外石膏砌块的生产主要采用浇注工艺，现以德国沙土基打公司提供的有关生产技术资料介绍如下。
1.1原材料
熟石膏：产品质量要求符合德国标准DIN8163的要求，原料的品位为CaSO4≥85％。
水：自来水
其它原料：防水剂（用于耐水石膏砌块的生产），轻集料（用于轻质石膏砌块的生产）等。
1.2产品规格
石膏砌块的规格可根据需要进行设计，但各国使用量**大的主导规格（高×宽×厚）为666mm×500mm×60～100mm的石膏砌块，据介绍，这种规格是各国多年实践应用而定型的。已得到许多国家的认可，并已制订了国际标准（ISO）。它的优点是三块相拼的面积等于1m2，便于计算工作量；同时每块的重量也是一个人所能搬动的极限重量，且砌筑频率合理。表1为不同体积密度与厚度的石膏砌块的重量。
表1不同体积密度与厚度的石膏砌块重量（kg/块）
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体积密度
厚度
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700kg/m2
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900kg/m2
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60mm
70mm
80mm
100mm
120mm
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14
16.3
18.7
23.3
28
|
18
21
24
30
|
1.3物理力学性能
不同厚度石膏砌块的物理力学性能见表2。
表2石膏砌块及墙体的物理力学性能
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性能
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砌块厚度（mm）
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60
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70
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80
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100
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砌块断裂强度（KPa），DIN8163
防火等级（min），DIN4102
隔声量（dB）
导热系数（W/m·k）
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200
90
32
0.29
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250
90
33
0.35
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275
180
34
0.37
|
275
180
36
0.41
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1.4生产工艺
国外石膏砌块的生产多采用立模浇注成型工艺，图1及图2为工艺流程示意图。
1.4.1主要工序特点
（1）计量、混合
在此工序中，经计量的熟石膏与水进行混合。混合是在一个由液压驱动、可旋转90
°的搅拌机中进行的。当上一生产周期的搅拌机卸空后，为避免石膏浆在搅拌机中凝结，应在几秒中内将计量后的水，经由一喷淋布水器沿搅拌机内壁注入，然后将称量过的熟石膏加入，并与水混合。成型周期的长短，取决于熟石膏的凝结性能。
（2）浇注成型
石膏砌块的成型是在一成组力模中进行的。模具设计精确，内模板镀铬，表面光洁，硬度高。
将已混合好的石膏料浆注入成型模具中，约2~3
分钟后，用手或机械的方法成型砌块上部的凸榫。刮去上部多余的石膏料浆，存放于成型机旁的废料桶内，待下一成型周期开始前，投入搅拌机或模具中重复使用。因此，石膏砌块的生产过程是没有废料的。当砌块凝固到一定程度时，由一液压顶出装置从成型机下部将石膏砌块从模具中顶出。启动气动式分离夹，使其位于被顶出砌块的上部，将砌块夹起，伸开，让砌块间留出便于干燥的间距。
（3）干燥
石膏砌块的干燥方法有自然干燥和人工干燥两种。采用哪一种干燥方法取决于当地气候条件和场地的大小。
当水膏比为0.84时，不同厚度的石膏砌块需要蒸发干燥的水分见表3。
表3 石膏砌块干燥蒸发水量
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砌块厚度（mm）
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60
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70
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80
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100
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需蒸发的水量（L＼m2）
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28.4
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33.1
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37.8
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47.3
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自然干燥采用带顶的干燥架。干燥场地要求平整，干燥架的数量取决于生产规模与干燥周期。每个干燥架的数量取决于生产规模与干燥周期。每个干燥架约75m2，可码放4600块砌块。
将气动分离夹上已拉开干燥距离的砌块放到垫好
隔离条的带轮子的干燥车上。每个车约可装
2排，每排2层。装满后，推往干燥场。用带装卸夹具的叉车将一排一排的砌块码放在干燥架上，码放高度限4层。干燥架的排列方位使应使砌块间的空隙与主导风向平行。若采用移动式砌块成型装置在施工现场生产砌块，则可将砌块使用楼层，直接放在楼板上干燥。
人工干燥用隧道式干燥窑，干燥介质为热风，典型干燥曲线见图3，表4为某厂不同厚度砌块的实干时间。砌块经干燥后的允许游离水含量为3％～5％。
（4）包装
采用钢带打捆和热塑包装两种方法，以前者为主。
（1）生产线的种类
国外主导石膏砌块的生产线按建厂方式分，有移动式和固定式两种；按自动化水平分，有半自动和全自动两种。
移动式生产线中石膏砌块成型设备全套安装在一个集装箱里，当运到工地后，将集装箱竖起来，把四周的边板拆开，接上水、电即可开始生产。大工程比较多的城市可以选用这种生产装置，可免去石膏砌块的运输。半自动化生产线多采用自然干燥。而全自动化生产线则采用人工干燥工艺，其生产线从进料、计量、混合、浇注成型、通过干燥机等均自动进行，所有生产步骤都由定时器和控制开关分别启动。
（2）主设备及生产能力
生产线的生产能力取决于成型机的注模数量和熟石膏的凝固时间。
按成型机和夹具的面宽分A、B两种型号。表5和表6列出了两种常用生产设备生产不同厚度砌块的生产能力。
表5
A设备的生产能力
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砌块厚度（mm）
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60
|
70
|
80
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100
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周期产量（块）
小时产量
（按每小时5周期计，m2/h）
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18
30
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16
26
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14
23
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11
18
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表5
B设备的生产能力
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砌块厚度（mm）
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60
|
70
|
80
|
100
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周期产量（块）
小时产量
（按每小时5周期计，m2/h）
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32
53
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27
45
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24
40
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19
31
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从表中可估算出，型号A的成型机面宽大于1m；型号B大于2m。
1.4.3原材料的消耗指标
生产石膏砌块消耗的原材料主要是熟石膏、水、电和燃料。其中燃料和电主要用于人工干燥，燃料的消耗与用水量即水膏比密切相关，取**大水膏比0.94计算，自然干燥和人工干燥工艺的原燃料消耗指标见表7。
表7石膏砌块的原燃料消耗指标（水膏比0.94）
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原燃料
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砌块厚度（mm）
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60
|
70
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80
|
90
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熟石膏（kg/m2）
水（L/m2）
电（kWh/m2）
干燥用电（kWh/m2）
干燥用燃料（kg/m2）
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45
42.5
约0.1
2.3
3.8
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52.5
50
约0.1
2.8
4.5
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60
56.5
约0.1
3.0
5.1
|
75
70.5
约0.1
7.5
6.3
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2国外经验对我们的启示
2.1采用石膏作为房屋的非承重内隔墙、内饰面与内装饰是一个**优的选择。理由是：
（1）石膏建材是环保、节能型产品
水泥、石灰、石膏是传统的三大胶凝材料。前两者在生产过程中都会排放大量引起温室效应的CO2；生产熟石膏是将二水石膏焙烧成半水石膏，排放的是对环境无污染的水。
生产水泥，煅烧温度1450℃,每公斤熟料耗能700～1200千卡；生产石灰，煅烧温度900～1000℃，每公斤生石灰耗能800～900千卡；而生产熟石膏温度170℃，每公斤熟石膏耗能仅220～350千卡，约为石灰生产耗能的1/3，水泥的1/4。
（2）功能好
石膏属不燃或难燃材料，防火性能优良；且是多孔材料，具有呼吸动能；同时，属轻质材料，有一定保温、吸声性，有利于抗震；此外还是绿色材料，不污染环境。
（3）施工效率高
各种石膏板和石膏砌块内隔墙的施工都不需抹灰，属干作业，操作文明，速度快。粉刷石膏粘接性好，易实现机械化抹灰，凝结硬化快，施工工期短，是内墙抹灰材料革新的方向。
（4）易于规模化生产
石膏胶凝材料的快硬性能，可使各种石膏板实现大规模、连续化生产。目前，美国纸面石膏板生产线的规模已扩大到年产5000万m2以上。采用注模工艺生产石膏建材产品，模具周转率高。
（5）与水泥比较，石膏胶凝材料的强度较低，耐水性能差
取其所长，避其所短，国外大量将石膏制品用于室内，作非承重内隔墙，坡屋面望板，吊顶，地面衬板，抹灰，装饰等。并以“安全”（卫生、防火、抗震）、“快速”（生产和施工速度快）和“舒适”（呼吸功能、一定保温吸声功能）六个字表达了他们对石膏建材的钟爱。国外的这一经验值得我们思考、学习。
我国是一个石膏资源非常丰富的国家，天然石膏的储量居世界之首，已探明储量为471.5亿吨，分布于26个省和自治区。工业副产石膏的排放量正与日俱增，生产磷肥的副产品磷石膏目前的年排放量达1000万吨以上，已严重影响工厂的成产；为保护环境，国内正逐步实施烟气脱硫，今后将大量排放烟气脱硫石膏，预计到2010年，其排放量可达760～950万吨。因此，从环保节能、从凝胶材料的产品结构调整、从因地制宜就地取材进行墙体材料革新和适应住宅产业现代化的要求等各方面综合考虑，都应加大石膏建材的发展，让它在房屋建筑室内这块阵地大显身手。
2.2石膏砌块应列为继纸面石膏板之后，排位第二的石膏内隔墙材料
石膏砌块是使用便捷，价格适中的非承重内隔墙材料。我国在七十年代已开始试制，目前只在北京、上海、湖北、山东、山西等少数地区生产，全国总生产规模几十万平方米。
从石膏砌块原料资源及性能价格方面的优势，从我国经济发展不平衡，需要不同档次的墙体材料，以及从石膏砌块施工简捷，适应我国以砌筑墙体为主的传统习惯等各方面考虑，都应积极发展。
2.3石膏砌块的生产应机械化、规模化和系列化
石膏的快硬性能，使其生产易于实现高效的机械化和自动化。目前我国为数不多的石膏砌块厂大多是手工生产。以北京的一个工厂生产石膏空心砌块为例，一块砌块一个钢模，从模具涂油，锁扣，插芯棒，浇注成型，转动芯棒，抽芯到脱模，年产15万m2，需200多人。西藏引进的移动式砌块生产设备，年生产规模也是15万m2，国外成型工段只用1人，我国2人，加上砌块的输送每班生产只要5～6人。
我国建筑业的产业化，要求建材生产机械化、规模化和系列化。这也是石膏砌块发展的方向，因此，技术起点一定要高。国外石膏砌块生产设备的制造、产品的生产和应用已有40余年的历史，他们的技术与经验，值得我们借鉴。
2.4石膏砌块的生产采用自然干燥是更为节能的工艺
从国外生产石膏砌块的经验看，人工干燥的能耗偏高。因此，在考虑发展我国的生产工艺路线时，应进一步探求降低干燥能耗的新途径。
目前国内厂家生产的石膏砌块大都采用600×500规格，其孔洞比较大，一般壁厚在10㎜左右，隔声和强度等性能指标不是很理想，这也是用户对石膏砌块不是非常认可的主要原因，我厂石膏砌块降低了孔洞的尺寸，把壁厚增加，一般壁厚在30㎜，这样单位面积的重量会增加一些，但是其强度达到3.8kN，空气声隔声量能达到45dB,
