蒸压灰砂砖是以石灰、砂为主要原料，按一定的配比混合后压制成型、蒸压养护而制成的一种墙体材料[1]。但普通实心灰砂砖存在砖尺寸小、自重大、耗费原材料多、生产成本高等诸多缺点。而蒸压灰砂多孔砖和空心砖可以减轻建筑物自重，提高墙体的吸声性、热工性能以及抗震性能，节约原材料资源，降低产品生产成本，提高产品竞争力，是蒸压灰砂砖的发展方向。
但是，由于多孔砖和空心灰砂砖孔洞的存在，受力面积减小，以原有实心灰砂材料配方生产的多孔砖和空心灰砂砖强度会大幅下降，为满足强度要求，必须提高空心灰砂砖基体的强度。本文依据蒸压硅酸盐材料强度形成机理，探讨添加剂对灰砂砖基体强度的影响，在不改变原灰砂砖材料配方和生产工艺的情况下，研制出一种能显著提高灰砂砖基体强度的增强剂
原材料试验用的混合料由广东南海市水电灰砂砖厂提供。添加剂：重铬酸钠、亚硝酸钠、碳酸钠、硅灰，均为化学纯试剂；TCF是以工业废料为主要原材料，经过物理化学改性的的矿物掺合料，平均粒径为6.30μm，
混合料中分别按一定的掺量掺入各种添加剂，人工拌制均匀后在50kN压力机上成型，试件尺寸为Φ50mm×10mm，试件模具自制，模具主要由4部分组成：套模（直径5 cm）、上芯模、下芯模和脱模套筒。成型过程为：在下芯模两侧放上垫块，将套模放入下芯模，装入粉料，再装上芯模，开始加压，加压速度控制在0.17 kN/s，达到成型压力20 MPa后停留4 min；卸去压力，在脱模套筒内放入海绵垫，将套模连同上、下芯模放置在脱模套筒上部，并加压，直至试件脱模，即为单面加压；将试件取出后反方向放入套模，再次加压、脱模，即双面加压。经压力机压出的砖坯致密度基本均匀一致
养护制度试件制备后，放入蒸压釜中养护，养护压力为0.81 MPa、温度为174.5°C。蒸压制度为升温2 h、恒温8 h、降温2 h
蒸压养护后的试件在室内自然环境中放置3 d后进行抗压强度和吸水率测试
强度增长了67.3%；亚硝酸钠掺量为0.4%时，强度增长了23.6%；而再增大掺量，强度基本不变；碳酸钠对基体强度的影响类似于亚硝酸钠，在掺量为0.4%时，强度增长了21.2%，掺量再增加，强度变化很小，并有下降的趋势。
（3）重铬酸钠、亚硝酸钠、碳酸钠对吸水率的影响比较接近，随掺量的增加，吸水率呈下降的趋势，但总体上吸水率的变化不大；硝酸钠、碳酸钠对基体强度提高幅度没有重铬酸钠、硅灰、TCF高
机理分析蒸压灰砂砖主要依靠石灰中的活性氧化钙与砂中二氧化硅，在蒸压条件下起水热合成反应，生成各种类型水化硅酸钙晶体，胶结砂粒而产生强度。
生成的各种水化硅酸钙晶体愈多，则蒸压灰砂砖强度愈高。生成水化硅酸钙的数量，在一定的蒸压养护制度下，取决于可溶性硅酸的含量。
但由于生产灰砂砖所用砂中的二氧化硅一般为结晶状态，在常温下呈惰性不溶于水，只有当温度上升时其溶解度才逐渐上升，但石灰溶解度却随温度上升而下降。据测试：砂中二氧化硅在25°C时，其溶解度只有0.006 g/l，当温度升到174.5°C时，其溶解度也只有0.18 g/l；而石灰中氧化钙在25°C时，其溶解度为1.13~1.30g/l，当温度升到174.5°C时，其溶解度也只有0.10~0.15 g/l，即有大量的氢氧化钙晶体析出。
因此，在规定的养护条件下，砖中二氧化硅溶解不足，而氢氧化钙浓度大于二氧化硅浓度，约有50%的氧化钙未参加反应。
碳酸钠、重铬酸钠、亚硝酸钠等强电解质水解后会增加OH-离子浓度，补充了在水热条件下氢氧化钙析出的OH-离子浓度的不足，使二氧化硅的溶解度增大，可溶性硅酸与石灰中的Ca（OH）2作用生成水化硅酸钙胶凝物质，而重新生成的NaOH又与砂粒表面的二氧化硅起反应生成可溶性硅酸钠，可溶性硅酸钠又重新生成NaOH和可溶性硅酸，这样砂粒表面的二氧化硅转变成对石灰具有很大活性的可溶性硅酸，生成水化硅酸钙胶凝物质胶结砂粒，提高了灰砂砖的强度。
硅灰、TCF都含有大量的活性二氧化硅，在蒸压条件下，活性二氧化硅的溶出量增多，提高了混合料中可溶二氧化硅离子浓度，有可能使已产生稳定相的双碱性水化硅酸钙向单碱性水化硅酸钙转化，因单碱性水化硅酸钙单体抗压强度（32.5 MPa）比双碱性水化硅酸钙单体强度（1.8~1.9 MPa）高得多[3]。以上所述可能是添加剂提高灰砂砖基体强度的原因
结论
所选择的5种添加剂都能提高蒸压灰砂砖的基体强度，其中重铬酸钠、硅灰和TCF的效果更为显著，但由于重铬酸钠改变了砖体的颜色和其剧毒性，硅灰价格较高，两者皆不适用。TCF是以工业废料为主要原材料，经过物理化学改性的细小颗粒，作为添加剂的效果最好，TCF掺量为8%时，基体的强度增长了49.3%。TCF既价廉物美，又绿色环保，适合作为蒸压灰砂砖增强剂
生产灰砂砖及蒸压粉煤灰砖技术以及降低价格方法
前言蒸压灰砂砖作为一个老产品在国际上已有100多年的发展历史，在我国也有90多年的历史。以往对原材料的主要技术要求为：砂子：SiO2＞65%，含泥量：不允许有成团的泥存在；石灰：有效CaO＞60%，MgO＜5%。
蒸压粉煤灰砖的生产工艺是在蒸压灰砂砖工艺的基础上摸索出来的，二者原理基本相同，只是硅质材料的掺量不一样而已。蒸压灰砂砖及蒸压粉煤灰砖用灰量是比较大的，规模化的生产将导致石灰的消耗量增大。然而我国存在有大量的低CaO石灰石矿物资源。利用低活性CaO石灰生产蒸压灰砂砖及蒸压粉煤灰砖是我们主要的研究方向。2低活性CaO石灰生产优质灰砂砖及粉煤灰砖的原理利用低活性CaO石灰生产优质灰砂砖及粉煤灰砖的化学原理：CaO+SiO2+nH2O→CaO·SiO2·nH2O实际上，转化物是各种类型的水化硅酸钙｛〔0.66-2.4〕CaO·SiO2·〔0.3-4〕H2O｝。一般蒸压温度不太高时，前期将生成碱度较高的水化硅酸钙｛C2SH〔A〕或C2SH2｝。只要液相中有游离Ca（OH）2存在，以上物质将较稳定地存在，而这种高碱性水化硅酸钙所形成的矿物强度较低。
而低碱水化硅酸钙｛CSH〔B〕｝的抗压强度则明显要高。通过技术处理可使高碱水化硅酸钙转化为低碱水化硅酸钙。即降低游离Ca（OH）2浓度，调整好石灰与砂子的比例，用低活性CaO石灰调整配料比例比用高活性CaO石灰调整配料比例更准确，因为前者用量大于后者，从而可有效地利用低活性CaO石灰生产出优质灰砂砖及蒸压粉煤灰砖。
另一方面，低含量CaO石灰与高含量CaO石灰相比其用量明显要大，对于生产中搅拌的均匀性程度，前者明显要高于后者，即化合反应程度相应提高。如果使用有效钙含量90%和45%的两种石灰进行生产配料对比试验，理论上后者用量是前者的1倍才能满足钙的用量然而事实并非如此，实际生产过程只需用含钙量高的石灰的1.5~1.7倍即可，原因就在于后者的量增多使搅拌能充分的进行，其搅拌混合效果要明显强于前者，从而提高了活性CaO的反应利用率。3技术措施严格控制低钙生石灰和硅质材料的比例，即严格控制CaO和SiO2的摩尔比，比值越小越易生成低碱性水化硅酸钙（当然指满足生产工艺必需的最低CaO用量，即最佳钙硅比）。
严格控制混合料水分。一般来说，混合料中水分越大，SiO2溶解越多，越能转化为低碱性水化硅酸钙。将少量硅质材料加入到石灰球磨机中一起混磨，破坏这部分硅质材料的表面晶格，使其具有活性，这样可使石灰中的有效CaO和SiO2在蒸压釜内提前发生化学反应，从而可在同一恒温时间段内生成更多的水化硅酸盐。蒸压处理的温度越高（即压力越大），转化过程（即化学反应）进行得越快；处理的时间越长，转化过程进行得越完全。
这时转化的大体顺序为：C2SH（A）或C2SH→CSH（B）→C5S6H5（托贝莫来石）→C2S3H2（白钙沸石）。
一般蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖企业的恒温压力工艺为：0.8MPa压力下保温5h~7h即可,而我们的做法是：1.0MPa压力下保温10h或1.1MPa~1.2MPa压力下保温8h~7h。经生产试验检验，通过以上工艺及技术处理措施完全能满足生产之需和产品性能之要求，并达到预期的效果。总之，通过相应的技术处理，完全可以用低钙石灰（活性CaO含量40% ~55%）生产出优质的蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖，其生产的产品强度可达到甚至超过国标要求，达到15MPa以上，各项性能指标均满足建筑工程要求。通过以上方法基本可以把蒸压灰砂砖的价格降下来
