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不宜盲目发展粉煤灰“免烧砖” |
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通常所说的粉煤灰“免烧砖”，是指以水泥为主要胶结料，经自然养护（免烧、免蒸）制成的粉煤灰砖。根据国家标准《墙体材料术语》（GB/T18963-2003）之规定，粉煤灰“免烧砖”应称作“自（然）养（护）粉煤灰砖”。下面仍以习惯，将“自养粉煤灰砖”简称“免烧砖”。
“免烧砖”在80年代兴起，曾风靡一时，由于产品本身的质量尤其是在建筑质量上存在的种种问题而销声匿迹。随着墙体材料革新的深入发展和禁止实心粘土砖力度的加大，为“免烧砖”的“发展”带来了“契机”。一些设备厂家甚至名牌大学和科研机构所属工厂，发布宣传“免烧砖”和“免烧砖机”的广告（从中央到地方的许多媒体）铺天盖地。消费者在其“引导”下，2004～2005年两年间，全国就上马“免烧砖”生产线近万条，年总产量折标砖40亿～50亿块。因此，中国砖瓦协会副会长李从典同志以及仲启偕分别以《“免烧砖”一哄而上令人担忧》和《误导消费者的“免烧砖”》为题发表文章（先后发表在《墙材革新与节能建筑》2006年第六期和《砖瓦世界》2006年第七期），以免消费者继续受到误导。
目前“免烧砖”经检测各项性能指标，可以达到行业标准JC239 -2001的要求，为什么还不宜盲目发展？本文拟就此进行讨论。
2.粉煤灰“免烧砖”的强度及综合耐久性能
2.1粉煤灰砖的分类
粉煤灰砖根据国家标准《墙体材料术语》的规定，是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏和集料经坯体制备、压制成型、高压或常压蒸汽养护或自然养护而成的实心（孔洞率小于25%）粉煤灰砖。
标准中又根据粉煤灰砖养护制度的不同分为：蒸养粉煤灰砖，是以石灰为主要胶凝材料，经常压蒸汽（100℃饱和蒸汽）养护制成的粉煤灰砖；蒸压粉煤灰砖，亦是以石灰为主要胶凝材料，经高压蒸汽(180℃～200℃饱和蒸汽)养护制成的粉煤灰砖；自养粉煤灰砖，是以水泥为主要胶凝材料，经自然养护（免烧、免蒸）制成的粉煤灰砖，俗称“免烧砖”或称“双免砖”。
2.2粉煤灰砖在不同养护制度下的水化产物及性能
粉煤灰砖属于粉煤灰硅酸盐制品，硅酸盐制品的强度和耐久性能取决于制品的密实度和硅酸盐石的矿物组成。凡是影响这两方面的工艺因素，都会影响制品的性能。
假设在各种养护制度下的粉煤灰砖的原料配比合理，并具有先进的原料处理和成型工艺装备，因而坯体可具有较高的密实度和强度。然而由于养护制度的不同。主要是养护温度和时间的不同，粉煤灰的水化反应产物即硅酸盐石的矿物组成有很大的不同。无论掺入任何激发剂或外加剂，大量的科学研究和生产实践证明，仅能改变粉煤灰的水化反应速度，提高硅酸盐制品的早期强度，却不能改变硅酸盐石最终的矿物组成，从而使粉煤灰砖的综合耐久性能具有很大差异。即使有最佳的养护时间和合理的升温、恒温和降温制度，以使硅酸盐石在某种养护制度下具有理想的矿物组成，这仅能保证各种养护制度下的粉煤灰砖具有较高的强度，可达10MPa以上，满足或超过国家标准《粉煤灰砖》（JC239）对砖的强度要求，无疑可在一定程度上提高砖的耐久性能。但由于砖的硅酸盐石的矿物组成不同，不同养护制度制成的砖，其综合耐久性能仍不可同日而语。
2.2.1蒸压粉煤灰砖在高压饱和蒸汽养护条件下的水化反应与性能
蒸压粉煤灰硅酸盐制品与蒸养、免烧制品相比，有许多独特的优点，特别在综合耐久性方面，蒸养制品及免烧制品是不可比拟的。粉煤灰在蒸压工艺条件下与氧化钙和极少量生石膏反应生成了强度较高、结晶较稳定的水化硅酸钙系列矿物，而具有独特的优越性。
蒸压粉煤灰砖在高压饱和蒸汽养护条件下，不仅粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化铝可与石灰充分地进行水化反应。而且以石英硅和晶态（托勃莫来石）硅状态存在的氧化硅，都不同程度地被高温高压、条件所激发，发挥了活性，可以很快地与石灰结合进行水化反应。莫来石可以直接水化成CaO－SiO2－Al2O3－H2O系列水化产物，如水化石榴石。在有效CaO小于20%的情况下，蒸压处理之后不存在游离CaO,水化反应非常充分，可以提高水化硅酸钙的结晶度，促进抗碳化性能良好的水石榴石形成。当具有合理的配料、技术水平先进的成型工艺装备和合理的蒸压养护制度，蒸压粉煤灰制品的水化产物将处于多相平衡状态，托勃莫来石、C-S-H凝胶及单硫型水化硫铝酸钙、水石榴石等同时具有合适的比例平衡存在，而使制品具有较高的强度和优异的综合耐久性能。制品中有托勃莫来石晶相存在很重要，它不仅对强度有好处，而且对抵抗收缩和提高抗碳化、抗冻性能都是非常有用的，蒸压条件下可形成抗碳化性能良好的水石榴石。蒸压粉煤灰制品中的水化硫铝酸钙是以单硫型水化硫铝酸钙存在，抗碳化性能良好，碳化后的强度急剧增加，但碳化前的强度大大低于钙矾石即三硫型水化硫铝酸钙（有的资料中将单硫型水化硫铝酸钙和三硫型水化硫铝酸钙统称为钙矾石），因此要有适当比例。
2.2.2蒸养粉煤灰砖在常压饱和蒸汽养护条件下的水化反应与性能
蒸养粉煤灰硅酸盐制品的水化反应机理与粉煤灰水泥制品是完全不同的。它主要是依靠粉煤灰内含有的活性氧化硅及活性氧化铝与经过消解的生石灰及石膏在水热气氛中进行水化反应，生成CaO－SiO2－H2O系统产物、CaO－SiO2－Al2O3－H2O系统产物、CaO－Al2O3－CaO4－H2O系统产物并形成硅酸盐石。
由于水化硅酸钙系列产物中的托勃莫来石晶体需要在较高的温度下生成，如石灰和硅胶或石灰和磨细石英砂需在130℃～175℃湿热条件顺利合成，在蒸养条件下，无论是增加石灰掺量，还是延长蒸养时间，都难以生成结晶良好的托勃莫来石，制品的主要生成物是结晶差的C-S-H凝胶。因此，蒸养粉煤灰制品，随着水热养护过程的延长，平衡产物有水化硅酸钙凝胶C-S-H、水石榴石C3ASnH6-2n、钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙以及少量的无水石膏。
水化硅酸钙胶体是对制品强度贡献最大的物相，其抗碳化和抗冻性能不如托勃莫来石；水化石榴石晶体具有较好的抗碳化性能，有利于提高制品的抗碳化性能，但与蒸压条件下形成的水石榴石要差，另外其对制品强度的贡献甚微；钙矾石是以单硫型水化硫铝酸钙和三硫型水化硫铝酸钙共存，三硫型水化硫铝酸钙的抗碳化性能较差。尽管蒸养粉煤灰砖的出厂质量完全可以满足行业标准JC239的要求，但从其水化产物即硅酸盐石的矿物组成看，蒸养粉煤灰砖的综合耐久性能尚不如蒸压粉煤灰砖。
2.2.3粉煤灰“免烧砖”在自然养护条件下的水化反应与性能
2.2.3.1粉煤灰“免烧砖”在自然养护条件下的水化反应及水化产物
如以水泥为固化剂的粉煤灰砖，加水后首先水泥进行水化反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等凝胶，并能形成Ca(OH)2晶体。凝胶能够胶结分散的粉煤灰颗粒材料，形成不可逆胶化和硬化，从而使砖具有早期强度。因此，以水泥水化生成的Ca(OH)2，取代石灰消化生成的Ca(OH)2可实现粉煤灰砖的免烧免蒸。Ca(OH)2能够与粉煤灰中的硅、铝质等活性材料发生第二次水化反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等凝胶，当加入适量的石膏，则有钙矾石生成。
粉煤灰与其它天然火山灰质材料相比，不仅结构致密、内表面积小，而且对水的吸附能力也小，在常温下玻璃体中组成玻璃无规则网络结构的单元硅氧四面体、铝氧四面体的聚合度很大，呈长链式，不容易断裂解体；粉煤灰活性很小，需要掺入外加剂即激发剂，打断硅氧四面体、铝氧四面体的长链结构，降低其聚合度，激发粉煤灰活性，加快粉煤灰的水化反应过程。因此，生产水泥——粉煤灰体系的“免烧砖”经常要加入各种外加剂。
水泥——粉煤灰体系主要水化学反应过程如下：
(1)水泥的水化反应
硅酸盐水泥充分水化后的主要生成物即水泥石的主要矿物组成有：结晶程度不同和不同类型的水硅酸钙凝胶C－S－H，大约占水泥总量的70%左右；硅酸钙水化生成的Ca(OH)2约占20%左右，为结晶相和一部分半结晶相；还有7%的钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙的固溶体以及3%的其它产物。Ca(OH)2的存在是水泥石的稳定和混凝土耐久性的标志和物质基础。
①水泥中硅酸盐的水化及水化产物
硅酸三钙（C3S）和硅酸二钙（β-C2S），在硅酸盐水泥中约占75%，是硅酸盐水泥中最主要的矿物成分。硅酸三钙的化学反应如下：
C3S ＋ aq→ C—S—H ＋ nCa(OH)2
硅酸二钙（β—C2S）水化反应的主要特点与C3S类似。
水化硅酸钙凝胶的钙硅比较小，又称CSH（Ⅰ）或CSH（B）或称作Ⅰ型C—S—H。其有发达的内表面和很高的分散度，这对水泥石的强度有决定性的影响，对于硅酸盐石的强度亦是如此。
②铝酸盐的水化
在硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥中的铝酸盐主要是铝酸三钙C3A。铝酸三钙的水化物是水化铝酸三钙，其化学反应如下：
2C3A ＋ 21H2O→ 2 C3AH6 ＋ 9 H2O
为了调节水泥的凝结时间，在水泥熟料磨细时加入适量的石膏，水化铝酸三钙又同石膏反应生成钙矾石。石膏的加入量视水泥中所含铝酸三钙的量而定，其与石膏反应的化学反应式如下：
C3AH6 ＋ 3CaSO4·2H2O ＋ 20H2O→ C3A·3S·H32
钙矾石针状结晶同硅酸盐水化生成的Ca(OH)2共同成为水泥石的骨架。
一部分钙矾石会释出CaSO4与C3AH6反应生成单硫型水化硫铝酸钙：
C3A·3S·H32 ＋ C3AH6→ C3A·S·H12 ＋ H2O
剩余的C3A再生成C3AH6而使水泥凝结成为水泥石。
由于硅酸盐水泥水化形成的水化硅酸钙凝胶，而使“免烧砖”具有一定的早期强度，以满足自然养护的需要；同时水化生成的Ca(OH)2，取代石灰消解生成的Ca(OH)2与粉煤灰中活性SiO2和Al2O3进行水化反应最终形成硅酸盐石。
(2)常温常压下粉煤灰与Ca(OH)2的反应
当粉煤灰颗粒在常温常压下处于水泥水化反应析出的Ca(OH)2液相环境中，由于Ca(OH)2的扩散作用，到达了粉煤灰颗粒体的表面，发生了物理吸附和化学吸附，同时产生了化学浸蚀，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙：
mCa(OH)2＋SiO2＋x H2O→ mCa·SiO2·x H2O
mCa(OH)2＋Al2O3＋xH2O→ mCaO·Al2O3·xH2O
这两种水化产物与硅酸盐水泥中的硅酸盐和铝酸盐的水化产物基本相同，前者为水化硅酸钙凝胶C－S－H，其钙硅比C/S比水泥水化生成的水化硅酸钙凝胶的C/S小为0.8～1.3，又称CSH（Ⅰ）或CSH（B）或称作Ⅰ型C—S—H。后者为水化铝酸钙，其初期阶段常以水化铝酸三钙C3AH6胶体形式存在。含水铝酸钙易析出结晶，随着养护龄期的增长晶体不断长大，3CaO·Al2O3·6H2O晶体强度很低。
一般在粉煤灰砖的配料中需加入适量的二水石膏，又称为生石膏CaSO4·2H2O作为激发剂，水化铝酸三钙C3AH6与石膏的反应，同水泥进行水化反应时的情况基本一致，很容易转化为钙矾石（C3A·3S·H32），以及有少量的单硫型水化硫铝酸钙生成。
随着养护龄期的延长，水泥石中的Ca(OH)2不断同粉煤灰中的活性SiO2和Al2O3反应，最终消耗殆尽，形成了硅酸盐石。一些实验研究和有关资料表明，自养粉煤灰砖即“免烧砖”的硅酸盐石主要的矿物组成有：水化硅酸钙凝胶、水化铝酸盐、钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙。
某一项粉煤灰制品的实验研究，采用硅酸盐水泥作固化剂，并加入特制的外加剂——液体激发剂，但没有明确是蒸养还是自养。实验中采用SEM、DSC、XRD等测试手段证实，由水泥水化生成的“Ca(OH)2为水化过程中的过渡产物……随水化的不断进行，其本身时而存在，时而消失，四个月以后不再出现”。当粉煤灰制品水化2～5个月时，除原有的水化矿物外，还发现水石榴石矿物；同时从各龄期的粉煤灰制品的X—光分析图中，还可以看到石英晶体基本上没有参与反应。因此，此实验研究的粉煤灰制品硅酸盐石的主要矿物组成有：水化硅酸钙凝胶、水化铝酸盐、钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙和水石榴石，而Ca(OH)2只是水化过程中的过渡产物。
2.2.3.2 粉煤灰“免烧砖”在自然养护条件下的性能
(1)“免烧砖”的强度
粉煤灰砖的强度不仅取决于原料配合比、颗粒级配、原料制备和成型质量，而且与制品的硅酸盐石的矿物组成密切相关。
粉煤灰水化物中，以硅酸钙凝胶的强度为最高，其次是托勃莫来石，由于“免烧砖”的水化物以水化硅酸钙凝胶为主要相，加之钙矾石的微膨胀作用，可提高砖的密实度，进一步提高砖的强度。因此，“免烧砖”只要严格按工艺要求进行生产，可生产出较高强度的粉煤灰砖，正如一些广告所宣传的那样。
(2)“免烧砖”的综合耐久性
实践证明，大多数粉煤灰硅酸盐制品建筑物和结构的破坏不是由材料强度不足引起的，而是由材料的综合耐久性能不足引起的。粉煤灰硅酸盐制品的综合耐久性能，最重要的包括：抗碳化、抗冻性能，亦应包括干燥收缩性能。
①抗碳化性能
在粉煤灰、渣硅酸盐制品中，除了形成水化硅钙系列产物外，还将形成水石榴石、钙矾石和单硫型硫铝酸钙等水化产物。这类制品的抗碳化性能，不仅取决于材料中所形成的水化硅酸钙（水化硅酸钙凝胶、托勃莫来石等）的碳化稳定性，也取决于其它水化产物的碳化稳定性。
如前所述，制品中有托勃莫来石晶相存在很重要，它不仅对强度有好处，而且对抵抗收缩和提高抗碳化、抗冻性能都是非常有用的。实验研究表明，托勃莫来石碳化6个月后强度提高40%，CSH(Ⅰ)碳化6个月强度下降20%。显然，托勃莫来石的抗碳化性能要好于水化硅酸钙凝胶。
水石榴石的组成是可变的，其通用式是C3ASnH6-2n，它是C3AH6中的H2O部分的被SiO2取代而形成的，其中一个SiO2可取代两个H2O。n=0时是C3AH6，n=1时是C3ASH4，n=2时是C3AS2H2，n= 3时是C3AS3，所以称为C3AH6C3AS3系列水石榴石。水石榴石的组成与水热处理温度有关，温度愈高，其组成中含有SiO2的程度愈高，抗碳化性能随之增高。在温度为50℃时形成的水石榴石的化学式为C3AS0.33H5.3。在蒸压条件下可形成抗碳化性能良好、碳化速度极慢、组成为C3ASH4C3AS2H2系列的水石榴石。
三硫型水化硫铝酸钙的抗碳化性能较差，碳化速度较快，碳化后密实度减小，强度急剧降低。单硫型水化硫铝酸钙则相反，碳化后密实度增加，强度大幅度提高，见表1。
由上述可知，由于蒸压粉煤灰砖是在高温高压的条件下进行水化反应，所以在蒸压粉煤灰砖的硅酸盐石中，水化硅酸钙中既有水化硅酸钙凝胶，又有相当比例的托勃莫来石（约占30以上）；水石榴石中SiO2含量高，具有良好的抗碳化性能；所含水化硫铝酸钙为单硫型水化硫铝酸钙，碳化后密实度增加，强度大幅度提高。而“免烧砖”是在常温常压的条件下进行水化反应，所以在“免烧砖”的硅酸盐石中，水化硅酸钙仅有水化硅酸钙凝胶，不存在结晶良好的托勃莫来石；几乎不存在水石榴石，即使有其抗碳化性能还不够好；水化硫铝酸钙是以抗碳化性能较差的三硫型水化硫铝酸钙为主。显然，“免烧砖”的抗碳化性能远不如蒸压粉煤灰砖。
②抗冻性能
科学研究表明，粉煤灰砖的硅酸盐石中各种水化物的抗冻性能不尽相同，托勃莫来石好于水化硅酸钙凝胶，而后者又好于水化铝酸钙。在蒸压粉煤灰砖中托勃莫来石和水化硅酸钙凝胶共存，不存在水化铝酸钙；而在“免烧砖”中，不存在托勃莫来石，却有水化铝酸钙存在。
另外，在灰渣硅酸盐制品中掺入石膏的抗冻性能一般比不掺石膏的低。因此，在生产有抗冻要求的灰渣硅酸盐制品，应严格控制石膏掺量。如前所述，粉煤灰在蒸压的条件下，三种形态的SiO2活性都可得到激发参与水化反应，对于有抗冻要求的砖。如采用优质粉煤灰完全可不掺入石膏，一般情况下，为加快反应速度，石膏掺量约在1%～2%，掺量很少。而“免烧砖”是在常温——较低的温度下进行水化反应，仅有玻璃体中无定型即活性SiO2和Al2O3参与反应；而且反应速度极慢，为加快反应速度和提高砖的强度必须掺入石膏及其它激发剂，激发无定型SiO2和Al2O3活性，并需要有钙矾石生成以提高砖的强度，否则砖的强度难以提高不能满足要求。一般情况石膏要掺入2%～4%，有的要求掺入6%。由于在低温下水化反应速度缓慢，残余的石膏在砖硬化后的使用过程中还会继续反应，生成钙矾石，体积可膨胀1.27倍，此时不再会提高砖的强度，而会使砖产生微裂纹，降低砖的抗冻性能。
因此，可以说“免烧砖”的抗冻性能远不如蒸压粉煤灰砖，尽管可以满足标准JC239规定的15次冻融循环的要求。
③“免烧砖”的收缩
粉煤灰砖的收缩不仅与砖的密实度有关，亦与砖的硅酸盐石的矿物组成即粉煤灰水化产物组成密切相关。如上所述，制品中有托勃莫来石晶相的存在对抵抗收缩是非常有用的。
粉煤灰硅酸盐材料，在常温下水化极其缓慢，一般都是通过蒸养和蒸压措施促进水化反应。其水化产物有晶体、半晶体和胶体之分，其中晶体不受干燥条件的影响，水化产物的结晶度越高，抗干缩能力就越好。而胶体即水化硅酸钙凝胶中含有大量的凝胶孔（约为水化硅酸钙凝胶的28%，其孔径大小约在15A～30A）。这些凝胶孔中吸附有大量的水分，这些水分在干燥时极易失去，当这些凝胶脱水时，引起体积缩小，制品收缩。以此可以得出水化硅酸钙材料的收缩性能与水化硅酸钙凝胶数量、水化产物的结晶度密切相关。
有关研究表明，在充分水化的蒸压粉煤灰制品的硅酸盐石中，水化硅酸钙系列产物，托勃莫来石约占30%以上，其余水化硅酸钙凝胶占不到70%。另外还有一定数量的结晶良好的水石榴石晶体，而使蒸压粉煤灰砖具有较高的结晶度。而水化充分的“免烧砖”的硅酸盐石中，水化硅酸钙系列产物由于反应温度低，几乎全部为水化硅酸钙凝胶，既没有托勃莫来石晶体，又不存在水石榴石结晶。显然，“免烧砖”抵抗干燥收缩变形的能力远不如蒸压粉煤灰砖，蒸养砖则介于它们两者之间。
另外，不仅“免烧砖”经自然养护后，即使是蒸养砖经蒸养后，水化作用亦没有全部完成，在存放、砌筑和使用过程中仍在进行，缓慢的水化（碳化）反应导致墙体干缩变形。
由上，不难看出，“免烧砖”的干燥收缩要明显高于蒸压粉煤灰砖。
2.3 小结
综上所述，随着粉煤灰砖养护制度的不同，水化产物即硅酸盐石的矿物组成有着明显的不同，养护温度越高，水化反应越充分，水化产物越多、结晶度越高，其综合耐久性能越好。因此，仅从粉煤灰砖的硅酸盐石的矿物组成及结晶度的高低，可以看出“免烧砖”的综合耐久性能，不如蒸养粉煤灰砖，更不如蒸压粉煤灰砖。
3．不宜盲目发展粉煤灰“免烧砖”
3.1粉煤灰砖发展应用过程中存在的问题
3.1.1蒸压和蒸养粉煤灰砖
据有关资料介绍，蒸压粉煤灰砖生产工艺技术，是20世纪60年代借鉴蒸压灰砂砖的生产工艺技术兴起的，在发展过程中，为了降低投资和产品成本采用养护窑，用普通蒸汽养护生产粉煤灰砖，该工艺曾一度发展。科学研究和实践证明，蒸养制品（包括蒸养粉煤灰砖）容易碳化，综合耐久性较差的问题一直是比较难以解决的技术难题，因其在建筑上出现较多的质量问题，而使蒸养粉煤灰砖的发展严重受挫。为了解决这一问题，开始停止发展蒸养粉煤灰砖，改变工艺路线，在技术政策上大力发展高压蒸汽养护粉煤灰砖，但到了20世纪八十年代后期，蒸压粉煤灰砖在市场竞争中又垮了下来，产量急剧下降，生产厂家已寥寥无几。造成企业停产、转产的原因，除了受到粘土实心砖的影响外，在应用过程中出现过较多的质量问题，如普遍出现的墙体裂纹，在寒冷地区经一冻一化，墙体掉皮等。蒸压砖的质量虽可以满足行业标准JC239的要求，但其综合耐久性能仍不能满足建筑工程质量的需要，致使工程质量和寿命受到严重影响。因此，在其后生产和开发蒸压粉煤灰砖的企业已是凤毛麟角。
有的电厂为了解决粉煤灰排放的污染问题，不惜投入巨资引进蒸压粉煤灰砖生产线，但影响建筑工程质量问题仍没有解决。如在严寒地区辽宁省鞍山市某电厂，90年代初、中期投资近2000万元引进德国的生产技术和工艺装备，生产的蒸压粉煤灰砖。尽管出厂产品质量经检验各项技术指标均符合行业标准JC239的要求，强度可达20MPa，外观质量优异，但用其建设的多栋建筑物几年后就出现裂缝和剥落现象。又如近几年，北京东方化工厂自备电厂用其新建的蒸压粉煤灰砖厂的粉煤灰砖，所建的4层办公楼也产生了较严重的裂纹。这说明砖虽经蒸压，砖的各项性能指标可以满足行业标准JC239的要求，但综合耐久性能仍未能满足建筑工程对砖的质量要求。这足以说明行业标准JC239，对产品性能所规定的技术指标，不能满足建筑工程对产品质量的要求，无疑影响了蒸压粉煤灰砖的健康发展。
为解决蒸压粉煤灰砖的产品质量不能满足建筑工程质量需要的问题，河南省恒通源新型材料股份有限公司投资2300万元，采用与德国拉斯科公司联合研制的高新技术装备，在平顶山市建成首期工程年产6000万块标砖蒸压粉煤灰建筑制品生产线，于2003年初投产。其生产工艺针对粉煤灰及其配合料的特性，采用了干硬性高精度自动配料混合技术、连续式消解技术、轮碾搅拌混合工艺、三阶段加压成型工艺、高温高压快速养护法、全自动码坯传送工艺等。通过改进配方，正确选择原材料，调整混合料级配，通过高温高压（压力由8个大气压提高到10～12个大气压）快速养护过程,一方面CaO和SiO2的反应随温度的升高而加速，水化硅酸盐产物增多，制品强度增高；再者通过高温、高压提高了硅酸盐石的结晶度，托勃莫来石约占硅酸钙总量的三分之一，晶相量增加，使其与凝胶有一个合理的比例，在保证具有较高强度的基础上，使砖的综合耐久性能明显提高，较大幅度地超过了行业标准JC239-2001的规定。如强度为27MPa的蒸压砖，经冻融后强度达到30.1MPa，质量损失0.1%，碳化系数大于0.8，干燥收缩率为0.29mm/m。
3.1.2免烧砖
20世纪80年代，为了开拓粉煤灰的利用途径，将利用风化的山土、砂土或其它劣质杂土生产非烧结粘土普通砖的工艺方法引入非烧结粉煤灰砖生产，经苏州水泥混凝土研究设计院在望亭电厂试验和生产证明，当水泥加到10%左右时，砖的抗压强度可达到100kg/cm2。但是用这种砖建造的2～5层砖混结构（包括围墙），像普通蒸汽养护、压制的粉煤灰砖建筑一样，建成一段时间后在山墙及窗台下出现了裂纹。又如，笔者所见到的，在80年代后期，抚顺一税务机关的一幢采用双免砖两层楼的附属建筑，两年后就扒掉了。原抚顺石化二厂为解决本系统自备电厂粉煤灰的占地和污染问题，曾于20世纪90年代中期，与一家粉煤灰综合利用技术开发机构合作，利用该机构的“专利技术”，投资200余万元，建成粉煤灰“免烧砖”厂，因其产品质量出现问题，生产出的产品积压，才进行多方考察和调研，深感免烧乃至蒸养粉煤灰砖的质量难以过关，被迫停产下马，蒙受了200余万元的经济损失。又据荆楚网2006年4月7日以《280万块粉煤灰砖积压潜江老板呼唤新型墙材标准》为题，转发《湖北日报》报道，湖北省潜江市田关中韩墙体材料厂，抓住潜江市被列为全国第二批禁止使用黏土实心砖的城市这一契机，于2005年12月投入400万元，兴建了年产5000万块标砖的墙体材料厂，主要生产粉煤灰砖等新型墙材产品。该厂已生产出280万块粉煤灰砖（免烧砖——笔者注）。尽管该市技术监督局对该产品出具了合格证，由于建筑质检部门找不到与该产品对应的检验标准，无法对其检验并出具质量鉴定检验报告，使产品不能进入市场而积压，致使该企业面临进退两难的尴尬境地，可以说这是目前新建免烧砖厂所要面临的实际问题——产品无标准，无标产品不能销售。
3.2不宜盲目发展粉煤灰“免烧砖”
3.2.1“免烧砖”为何能一哄而上
近几年来之所以能让众多投资者如此热衷“免烧砖”，一方面正如《河南墙改》2006年第七期，编者主语《 “免烧砖”该“退烧“了》一文中指出，销售商在推销“免烧砖”时，采用了如下一些做法：一是“利用粉煤灰为幌子，错误解读国家税收政策”，致使不甚了解墙改政策的人信以为真；二是“以投资成本低为诱饵，骗取急切致富的投资者‘入瓮'”；三是“拉大旗、巧妙包装，把免烧砖机推销公司傍到了全国性的大研究院内，或是冠以 ‘清华大学'技术支持”；四是“开展强大的‘造势'活动，利用中央电视台晚间时段铺天盖地轮番轰炸的广告宣传，不由你不信”。另外，笔者认为还与行业标准《粉煤灰砖》（JC239-2001）对砖的性能所规定的技术指标水平过低及标准的名称有关，并且与一些产品质量监督检测机构，无原则地套用产品标准进行检测并给出具检测报告不无关系。
蒸压和蒸养粉煤灰砖均执行同一行业标准《粉煤灰砖》，那么标准所规定的技术指标，就要兼顾两种养护方法生产的砖的性能都能够达到这一原则。如上所述，从两种砖的硅酸盐石的矿物组成看，蒸压砖的综合耐久性能要明显好于蒸养砖，只要蒸养砖能达到的性能指标，蒸压砖则毫无问题，反之则不然。因此，可以说行业标准的编制和修订，是适应落后的生产工艺和低档次产品——蒸养粉煤灰砖的性能所能够达到的技术指标为基础进行的，而没有考虑建筑工程对产品质量的实际需要。由于其技术指标水平过低，为蒸压粉煤灰砖降低成本、偷工减料创造了条件，致使满足行业标准要求的蒸压砖在建筑应用中时常发生质量事故。
由国家标准《墙体材料术语》可知，粉煤灰“免烧砖”即为该标准所定义的“自养粉煤灰砖”，属于“粉煤灰砖”的一种，而行业标准JC239的名称为《粉煤灰砖》，极易让行业外的人士误认为行业标准JC239就是粉煤灰“免烧砖”的产品标准。籍此，经销商在对“免烧砖”和“免烧砖机”进行广告宣传时，可移花接木以假乱真；在宣传时，还利用了行业标准JC239规定的技术指标水平过低这一特点，由于工艺装备的技术进步以及各种外加剂的研发和利用，使“免烧砖”的性能指标可以达到行业标准JC239规定，尤其是可达到较高的强度指标，以此进行宣传和游说。由于行业外的人士，对 “免烧砖”是否属于新型墙材，粉煤灰砖的生产和应用现状，行业标准《粉煤灰砖》的技术指标是否适应建筑工程质量的需要、是否涵盖“免烧砖”这一产品等都不清楚，而极易轻信广告的宣传。尤其当看到质检部门按行业标准JC239进行检测并出具检验合格的检测报告时，而确信无疑，更增强了开发生产“免烧砖”的“决心”，无疑对当前“免烧砖”的一哄而上起到了推波助澜的作用。据此，笔者认为更有必要废除《粉煤灰砖》行业标准，制定专门的高水平的“蒸压粉煤灰砖”的国家或行业标准，以促进高质量的“蒸压粉煤灰砖”的发展。
3.2.2不宜盲目发展粉煤灰“免烧砖”
经销商在宣传“免烧砖”质量的好坏和能否用于建筑工程的依据，就是国家建材行业标准《粉煤灰砖》（JC239-200l）。应该说目前“免烧砖”的生产技术和产品质量与二十世纪八九十年代相比有了很大的进步，如成型设备压力的提高和成型方法的改进以及各种粉煤灰激发剂的研发和应用等，使砖的强度和综合耐久性能都有一定程度的提高，基本可达到行业标准JC239-2001的规定。如辽宁中电环保科技发展有限公司利用其研制的粉煤灰添加剂，采用韩国制造的H-240 成型机，自养粉煤灰砖即“免烧砖”的质量配合比为：粉煤灰、水泥(32.5)、骨料 = 65∶10∶25、外掺添加剂0.04%，产品经国家建材工业局硅酸盐制品质量监督中心检验，各项性能指标符合国家建材行业标准JC239-200l强度等级为MUl5的要求，其中：抗压强度为18.4MPa，经15次冻融循环后强度为17.9MPa、干质量损失为0.7%、干缩值为0.051%。但是，实践证明，由于行业标准《粉煤灰砖》规定的产品性能的技术指标水平过低，使得满足标准要求的蒸压粉煤灰砖，却不能保证建筑工程的质量。对于“免烧砖”来说更会如此，也就是说行业标准JC239-200l，并非是“免烧砖”能否适应建筑工程需要，或者说能否推广应用的依据。
尽管可以采用先进的设备、合理的工艺，利用各种激发剂（常用激发剂是碱、强碱弱酸的盐类或硫酸盐等）降低粉煤灰中硅氧四面体和铝氧四面体、三角体网络结构聚合度，激发粉煤灰活性，加快CaO和SiO2的水化反应速度、增加水化硅酸盐产物，可以获得外观规整、各项性能指标符合行业标准JC239-200l要求的粉煤灰“免烧砖”。但尚未见到有关激发剂可以从根本上改变粉煤灰在自然养护条件下的水化反应机理和水化反应产物，以及生成结晶良好的托勃莫来石和水石榴石，以提高水化产物的结晶度，提高粉煤灰“免烧砖”综合耐久性能的科研成果的报道。因此，尽管“免烧砖”的性能与过去相比，有了较大程度的提高，但其综合耐久性能仍无法与蒸压粉煤灰砖相比；加之，“免烧砖”经养护后水化和碳化仍在缓慢进行，约可达三、四年。尽管强度可以提高，但综合耐久性能将会受到不良影响,尤其是长期以来其综合耐久性能和长期使用性能受到多方面的质疑。因此，国家在短时间内将不会颁发“免烧砖”的国家或行业标准，更不可能将其纳入建筑设计和施工规范、规程。另据了解，行业标准《粉煤灰砖》存在的问题，已引起国家有关部门的关注，为防止鱼目混珠、以次充好，将要制定专门的高水平“蒸压粉煤灰砖”的国家或行业标准，取代现行的低水平的行业标准《粉煤灰砖》。如若如此，“免烧砖”甚至蒸养砖都将无市场可言。故在没有新的重大有效的改进措施之前，不宜盲目发展粉煤灰“免烧砖”。
若致力于墙体材料改革事业的发展，为使粉煤灰“免烧砖”在自然养护条件下的水化反应机理、反应产物及结晶度有所突破，成为货真价实的适应建筑工程需要的新型墙体材料，不惜重金投入人力和物力，开展“免烧砖”的生产工艺技术及其在建筑工程中应用技术的科学实验和研究，则应另当别论。
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