目前在建筑材料领域中，非烧结粉煤灰砖生产技术有三种：免蒸粉煤灰砖、蒸 养粉煤灰砖和蒸压粉煤灰砖。免蒸粉煤灰砖是在常温下自然养护，蒸养粉煤灰砖是 在90℃～100℃下普通蒸汽养护，它们都由于养护温度偏低，不论原料配比如何， 都不可能生成较多的结晶完整的水化产物，因而产品强度偏低，干缩值大，易于产 生收缩裂缝，抗风化性能弱，耐久性不良，产品性能不能满足建筑功能要求；现有 蒸压粉煤灰砖是在传统经验基础上，按照强度理论进行配比设计，其成型工艺较为 落后，养护温度仍然偏低，一般只有169℃～174℃、0.8～0.9MPa压力，少数生产 厂采用1.0MPa压力，养护温度为179℃，同样不可能生成较多的有利于产品性能 的结晶完整的水化产物，因而粉煤灰掺量提不高，干缩值仍然偏大，耐久性欠佳， 给工程质量带来诸多问题。另外，目前国内粉煤灰砖只有一种产品，即传统的普通 实心砖，其尺寸为240×115×53，产品过于单一、不配套，在建筑应用中需要砍 砖，造成施工效率不高，材料浪费很大。

为了解决传统方法制备的粉煤灰砖中产品性能差、质量不稳定、粉煤灰掺量不 高、产品规格尺寸与建筑模数不协调等缺陷，本发明的目的是提供一种改变传统的 原料配合比设计方法和养护工艺，并能与现行建筑模数协调，施工效率高，质量和 性能优良的高掺量粉煤灰砖的制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高掺量粉煤灰砖的制造方法，它包括粉煤灰砖成型工艺的必要步骤，其特 点为：它还包括调整混合料配比中有效CaO与SiO2的比值范围确定在C/S＝0.30～ 0.50的步骤；将其混合料按配比混合、搅拌、陈化及活化处理后送入模具中，经 液压或机械加压成型砖坯的步骤；以及高温高压养护的步骤；所述混合料基本上由 粉煤灰或炉灰、生石灰与骨料混合而成，其各组份的重量百分比为：粉煤灰或炉灰 为40～70％、生石灰10～25％、骨料20～35％；其中，所述骨料为砂子或炉渣，砂 子为粗中砂；炉渣的粒径为0.25～0.50mm占40％，0.50～2.0mm占60％；所述生石 灰细度为0.08mm的方孔筛余量小于10％；所述高温高压养护步骤为：将所述砖坯 送入蒸压釜中，该蒸压釜内的饱和蒸汽温度为194℃～200℃、压力为1.3～1.5MPa， 按照升温时间1.5～2小时、恒温4～6小时后、降温2小时养护的蒸压养护制度； 所述高掺量粉煤灰砖包括普通实心砖、空心砖、多孔砖或模数砖；其中模数砖为模 数实心砖、模数空心砖或模数多孔砖，其规格设计为：主砖190×190×90mm，配 砖190×140×90mm、190×90×90mm、190×240×90mm和190×90×40mm，互为配 套使用。
所述的混合料配比中有效CaO与SiO2的比值确定在C/S＝0.30～0.50的步骤为：
1)设定粉煤灰或炉灰的加入量X与生石灰加入量Y的和占混合料总重量的比 例，该比例之和应在总重量的65～80％之间；同时设定生石灰中有效CaO的百分含 量C1与粉煤灰或炉灰中有效SiO2的百分含量S1，其中：C1×Y＝C；S1×X＝S将上述 数值代入下述公式计算：
$\left\{\begin{array}{c}X+Y=65\%~80\%\\ C/S=C_1\times Y/(S_1\times X)=0.30~0.50\end{array}\right.$
计算得到粉煤灰或炉灰掺入量X和生石灰掺入量Y，该X应为总重量的40～ 70％；该Y应为总重量的10～25％；
2)由步骤1)得到的X与Y的重量百分比确定骨料的掺入量，所述骨料为砂 子或炉渣，其加入量应为上述混合料总重量的20～35％。
所述混合料搅拌、陈化及活化处理后送入模具，经液压或机械加压成型砖坯的 步骤为：将该混合料搅拌均匀在陈化仓内陈化3～4小时，经轮碾机活化处理后， 再将其混合料送入相应的模具中，经液压或机械加压成型为高掺量粉煤灰砖的砖 坯。
上述的混合料中还可以掺入石膏作为激活剂，其掺量为所述生石灰加入量的 0-10％；若所用的粉煤灰或炉灰中有效SiO2含量低于40％时，可以掺加细石英砂以 增加混合料中有效SiO2含量，细石英砂的掺入量占该混合料中粉煤灰或炉灰加入 总量的15-20％；所述生石灰的细度为0.08mm的方孔筛余量小于10％。
所述的普通空心砖或模数空心砖为孔洞率≥30％的非承重空心砖；上述的多孔 砖或模数多孔砖为孔洞率≥25％的承重多孔砖。
所述高掺量粉煤灰砖与现有粉煤灰砖的制造方法上最大区别在于：原料配比不 同，蒸压温度和压力显著提高。因而生成的水化产物截然不同，产品性能就完全不 同，不仅产品质量和性能得到改善和提高，而且养护时间可大大缩短。
本发明的技术措施为：
(一)、将现有产品原料中粉煤灰或炉灰、生石灰、砂子和石膏等按传统的强度理 论设计配合比，改变为按照原料化学成分设计配合比，并将该混合料中石灰的有效 CaO与粉煤灰的有效SiO2的比值控制在C/S＝0.30～0.50范围内。它与常规配合比 不同的是粉煤灰掺量大大提高，粉煤灰和石灰作为主要胶凝材料，将占混合料的 65～80％。
所述粉煤灰或炉灰、生石灰、砂子和石膏等原材料品质必须符合国家关于硅酸 盐制品用原材料的标准。当粉煤灰的SiO2含量低于40％时，可掺加粉煤灰或炉灰掺 入量15～20％的细石英砂，参加化合反应；所述生石灰要求含CaO＞65％，其细度应 控制在0.08mm方孔筛余量＜10％；所述骨料为砂子时，以粗中砂为好，或用炉渣作 骨料，其粒径为0.25～0.50mm占40％、0.50～2.0mm占60％。
外掺石膏作为激活剂，主要是用于调节砖的早期强度，其掺量是生石灰加入量 的0～10％。
(二)、本发明采用的养护工艺与常规养护工艺的区别在于，蒸压养护温度和压力 显著提高，并随着化学成分的变化而调整，使其生成水化产物与现有粉煤灰灰砖的 水化产物截然不同，因而所获得的产品性能与现有粉煤灰砖完全不同，不仅产品质 量和性能得到显著改善和提高，而且养护时间可大大缩短。
现有蒸压粉煤灰砖的生产企业采用的蒸压养护温度为169℃～174℃、压力为 0.8～0.9MPa，极少数生产企业采用温度为179℃，压力为1.0MPa，在这样的温度 和压力下，石灰中CaO和粉煤灰中SiO2未能充分化合，生成大量的水化产物是半 结晶态的CSH(B)凝胶，结晶度不完整，因此产品长期耐久性能不良、干缩值大、 抗风化性能弱。只有在温度为194℃～200℃、压力为1.3～1.5MPa的高温高压下 养护，物料中CaO和SiO2才能充分化合，生成数量足够的、结晶度较高的C4S5H5 托勃莫来石类和一定数量的水榴子石类水化产物，使高掺量粉煤灰砖提高强度，降 低收缩值和具备良好的抗风化性能。
本发明所述技术措施(一)与(二)是相辅相成，互为依赖的两项技术措施，两者 缺一不可。正是由于按照C/S＝0.30～0.50进行配比设计，大大提高了粉煤灰掺量， 所以必须采用高温高压养护工艺，才能确保粉煤灰砖产品具有良好性能。如果仅仅 提高粉煤灰掺量，不采用高温高压养护工艺，迄今为止，采用其它任何技术措施， 都将难以保证产品性能优良和质量稳定。反之，如果没有按照化学成分进行配比设 计，控制C/S＝0.30～0.50，仅仅采用高温高压养护工艺，同样会造成产品性能缺 失和工艺、装备上得不偿失的浪费。
(三)、目前国内生产厂仅能生产粉煤灰普通实心砖一种产品，高掺量粉煤灰模数 砖的生产在国内仍属空白。本发明提供了高掺量粉煤灰模数砖、空心砖和多孔砖压 制的成型方法，该模数砖的规格尺寸为：主砖190×190×90mm，配砖190×140× 90mm、190×90×90mm、190×240×90mm和190×90×40mm，相互配套使用。它与 普通粉煤灰实心砖的区别在于能够与我国建筑设计模数相协调，在使用中不砍砖， 并提高施工效率，节省水泥砂浆，从而推动粉煤灰砖产品向系列化、配套化和模数 化方向发展，扩大其粉煤灰砖的应用范围，提高粉煤灰砖在市场的竞争能力及应用 价值，以满足不同建筑模数的体系、不同建筑功能的要求。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)、高掺量粉煤灰砖强度和密实度大大提高，其中普通实心砖28天平均强度 为22～28MPa，孔洞率为25％的承重多孔砖28天平均强度为15～20MPa，孔洞率为 31％的非承重空心砖28天平均强度为8～10MPa。
(2)、粉煤灰掺量显著增加，由于采用科学合理的C/S比，加上高温高压蒸压养 护，使材料中有效成分激活，充分发挥了潜在的胶凝性能，因此粉煤灰掺量可显著 增加。
(3)、产品性能大大优于现有粉煤灰砖，尤其是干燥收缩值＜0.38mm/M，抗冻性 能强度损失＜10％，单块干质量损失＜0.3％，碳化系数Kc＞0.90；而现有粉煤灰砖 干缩值0.65～0.75mm/M，抗冻性能强度损失≤20％，单块干质量损失≤2％，碳化系 数Kc≥0.80，因此该产品抗风化性能和长期耐久性得到了明显的改善。
(4)、采用模数砖尺寸规格，与我国建筑模数相协调，大大提高施工效率，节约 了水泥砂浆，提高砖的利用率，因而显著提高房屋建筑的综合经济效益；
(5)、采用温度194～200℃、压力1.3～1.5MPa蒸压养护工艺，可以大大缩短 养护时间，节省能源，加快生产周转。

首先对本发明的理论依据和技术方案进行较为详细的介绍。
(一)、按照C/S＝0.30～0.50进行混合料配比设计方法：
本发明是根据硅酸盐制品的实验和理论，生成C4S5H5托勃莫来石类水化产物的 制品，其强度较高、收缩值较低、使其抗炭化和抗风化性能提高。因此必须按照 C4S5H5水化产物生成条件进行配料。根据多次试验研究，按照我国粉煤灰状况，混 合料中有效CaO和有效SiO2之比，C/S＝0.30～0.50条件下，生成C4S5H5的数量较多、 结晶度较完整，此时产品性能较为优良。
按照C/S＝0.30～0.50进行混合料配比设计方法如下：
首先确定粉煤灰和石灰为物料主要组分，约占混合料的65％～80％；取生石灰 中CaO(＞65％)的含量为C1，粉煤灰中SiO2(＞40％)的含量为S1，建立如下计算 公式：
$\left\{\begin{array}{c}X+Y=65\%~80\%\\ C_1\times Y/(S_1\times X)=0.30~0.50\end{array}\right.$ 其中：C1×Y＝C S1×X＝S
式中：X-粉煤灰掺入量占混合料总量的百分比，％
Y-生石灰掺入量占混合料总量的百分比，％
S1-粉煤灰中SiO2含量，％
C1-生石灰中CaO含量，％
按此公式，计算出混合料中粉煤灰和生石灰的最佳配合比。根据我国原料品质 要求，计算生产企业在实际生产中原料最佳配合比如表1：
高掺量粉煤灰砖原料最佳配合比表            表1

生产企业也可以根据每批进厂原料的化学成分，对应上述表格数据，采用插入 法代入本发明的计算公式中，分别计算出粉煤灰和生石灰的最佳配料量。
混合料中除粉煤灰和生石灰外，还掺有砂或炉渣作骨料，起骨架作用。砂子粒 径以粗中砂为好；炉渣粒径以0.25～0.5mm占40％、0.5mm～2.0mm占60％为好，骨 料总掺入量约占混合料的20～35％，其细度和掺量可以根据砖坯早期强度和干缩值 大小进行调节。
根据骨料掺量的多少与砖坯早期强度的现状，决定在混合料中是否加入石膏， 一般是在砖坯早期强度不足的情况下，石膏是作为激发剂掺入混合料中，其掺入量 占生石灰掺量的0～10％。
将上述配比混合料搅拌均匀，在陈化仓内陈化3～4小时，再经轮碾活化处理 后，通过液压或机械加压，压制成型各种高掺量粉煤灰砖坯。
(二)、压制成型高掺量粉煤灰普通砖和模数砖的砖坯
将本发明所述的混合料按照现有技术采用不同规格的模具，压制成型普通标准 砖或模数砖。可以压制成型为高掺量粉煤灰普通实心砖、空心砖和多孔砖；也可以 压制成型高掺量粉煤灰模数实心砖、非承重的高掺量粉煤灰模数空心砖和承重的高 掺量粉煤灰模数多孔砖砖坯。孔型可以是园孔，也可以是长条矩形孔。模数砖除与 我国普通标准砖配套应用外，还可与我国当前普遍推广应用的240×115×90mm 砖配套应用。彻底构成我国粉煤灰砖产品系列化、配套化和模数化，以适应我国不 同建筑体系、不同建筑功能的要求。
(三)、进行高温高压蒸压养护
将上述压制成型的砖坯码放在码坯车上，送入高压釜，在温度为194℃～200 ℃、压力为1.3～1.5MPa饱和蒸汽下，按照升温1.5～2小时、恒温4～6小时、降 温2小时的蒸压制度进行蒸压养护。若生产厂家的高压釜达不到上述温度和压力， 可以采用蒸压温度为179℃～194℃、压力为1.0～1.3MPa饱和蒸汽下，按照升温 1.5～2小时、恒温8～12小时、降温2小时的蒸压制度进行蒸压养护。
按照上述理论依据与技术方案，其具体实施例如下所述：
实施例1
生产体积密度为1300公斤/M3高掺量粉煤灰承重普通实心砖，取粉煤灰含 SiO2 48.5％，生石灰含CaO 70％，砂子为粗中砂。
其实施步骤如下：
步骤1：取C/S＝0.50，进行混合料配合比设计。
设：粉煤灰掺量百分比为X、生石灰掺量百分比为Y，代入下述公式计算：
$\left\{\begin{array}{c}X+Y=70\%\\ C_1\times Y/(S_1\times X)=0.50\end{array}\right.$ 其中：C1×Y＝C    S1×X＝S
式中：C1——生石灰CaO含量为70％
S1——粉煤灰SiO2含量为48.5％
按公式求得粉煤灰掺量百分比X＝52％、石灰掺量百分比Y＝18％，则砂子为30％。 根据砖坯早期强度，可以不掺石膏，混合料水分控制在总加入量的7～9％，可根据 物料状况进行调节。
则1M3高掺量粉煤灰普通实心砖的混合料称量为：粉煤灰676公斤、生石灰234 公斤、砂子390公斤，水为117公斤；
步骤2：将上述配比的物料加水混合搅拌均匀后，在陈化仓内停留4小时，再 经轮碾机轮碾5分种；
步骤3：经轮碾活化处理的混合料在液压或机械加压成型机上压制成型为高掺 量粉煤灰普通实心砖坯，其规格为240×115×53mm；
步骤4：将砖坯码放在码坯车上送入高压釜，在温度为200℃、压力为1.5MPa 饱和蒸汽下，按照升温2小时、恒温4小时、降温2小时的蒸压制度进行蒸压养护；
步骤5：产品出釜、堆放。
经检测，本实施例的高掺量粉煤灰普通实心砖28天平均强度达到22～28MPa， 比现有技术加工制造的粉煤灰普通实心砖28天平均强度高1～2倍；粉煤灰掺量增 加30～40％，干燥收缩值低于0.28mm/M，比现有技术中的普通粉煤灰实心砖的干燥 收缩值要降低60％以上；抗冻性能强度损失降低50％以上；碳化系数提高了一个百 分点。
实施例2
生产体积密度为1000公斤/M3、孔洞率为31％的非承重高掺量粉煤灰模数空心 砖，取粉煤灰含SiO248.5％，生石灰含CaO70％，以炉渣为骨料。
其实施步骤如下：
步骤1：取C/S＝O.30，进行混合料配合比设计。
设：粉煤灰掺量百分比为X、生石灰掺量百分比为Y，建立计算公式：
$\left\{\begin{array}{c}X+Y=80\%\\ C_1\times Y/(S_1\times X)=0.30\end{array}\right.$ 其中：C1×Y＝C  S1×X＝S
式中：C1——生石灰CaO含量为70％
S1——粉煤灰SiO2含量为48.5％
按公式求得粉煤灰掺量百分比X＝66％、生石灰掺量百分比Y＝14％，则炉渣掺 量为20％，外掺石膏O.7％。混合料水分控制在6～8％，可根据物料状况进行调节。
则1M3高掺量粉煤灰模数空心砖的混合料称量为：粉煤灰660公斤、生石灰140 公斤、炉渣200公斤，外掺石膏7公斤，水为60公斤；
步骤2：将上述配比的物料加水混合搅拌均匀后，在陈化仓内停留3小时，再 经轮碾机轮碾6分种进行活化处理；
步骤3：经轮碾活化处理的混合料在液压或机械加压成型机上压制成型为非承 重高掺量粉煤灰模数空心砖砖坯，其规格为190×190×90mm，孔洞率为31％；
步骤4：将砖坯码放在码坯车上送入高压釜，在温度为179℃、压力为1.OMPa 饱和蒸汽下，按照升温2小时、恒温10小时、降温2小时的蒸压制度进行蒸压养 护；
步骤5：产品出釜、堆放。
经检测，本实施例的高掺量粉煤灰模数空心砖28天平均强度达到12～13MPa， 比现有技术加工制造的非承重粉煤灰普通实心砖28天平均强度提高20～30％；粉 煤灰掺量增加30％，干燥收缩值低于0.36mm/M，比现有技术中的普通粉煤灰实心砖 的干燥收缩值要降低40～50％；抗冻性能强度损失降低50％以上；碳化系数提高了 一个百分点。并具有良好的保温隔热性能，可供节能建筑外墙用。
实施例3
生产体积密度为1360公斤/M3承重高掺量粉煤灰模数实心砖，取粉煤灰含 SiO248.5％，生石灰含CaO70％，砂子为粗中砂。
其实施步骤如下：
步骤1：取C/S＝0.45，进行混合料配合比设计。
设：粉煤灰掺量百分比为X、生石灰掺量百分比为Y，建立计算公式：
$\left\{\begin{array}{c}X+Y=75\%\\ C_1\times Y/(S_1\times X)=0.40\end{array}\right.$ 其中：C1×Y＝C  S1×X＝S
式中：C1——生石灰CaO含量为70％
S1——粉煤灰SiO2含量为48.5％
按公式求得粉煤灰掺量百分比X＝59％、生石灰掺量百分比Y＝16％，则砂子为 25％。混合料水分控制在8％，可根据物料状况进行调节。
则1M3承重高掺量粉煤灰模数实心砖的物料称量为：粉煤灰802.4公斤、生石 灰217.6公斤、砂子340公斤，水为108公斤左右；
步骤2：将上述配比的物料加水混合搅拌均匀后，在陈化仓内停留3小时，再 经轮碾机轮碾5分种；
步骤3：经轮碾活化处理的混合料在液压或机械加压成型机上压制成型为模数 实心砖砖坯，其规格为190×90×90mm；
步骤4：将砖坯码放在码坯车上送入高压釜，设定高压釜温度为194℃、压力 为1.3MPa饱和蒸汽下，按照升温2小时、恒温12小时、降温2小时的蒸压制度进 行蒸压养护；
步骤5：产品出釜、堆放。
经检测，本实施例的高掺量粉煤灰模数实心砖28天平均强度达到22～28MPa， 比现有技术加工制造的粉煤灰普通实心砖28天平均强度提高1～2倍；粉煤灰掺量 增加40％，干燥收缩值低于0.32mm/M，比现有技术中的普通粉煤灰实心砖的干燥收 缩值要降低50％左右；抗冻性能强度损失降低50％以上；碳化系数提高了一个百分 点。
实施例4
生产体积密度为1280公斤/M3高掺量粉煤灰承重模数多孔砖，取粉煤灰含 SiO248.5％，生石灰含CaO70％，砂子为粗中砂。
其实施步骤如下：
步骤1：取C/S＝0.40，进行混合料配合比设计。
设：粉煤灰掺量百分比为X、生石灰掺量百分比为Y，建立计算公式：
$\left\{\begin{array}{c}X+Y=65\%\\ C_1\times Y/(S_1\times X)=0.45\end{array}\right.$ 其中：C1×Y＝C S1×X＝S
式中：C1——生石灰CaO含量为70％
S1——粉煤灰SiO2含量为48.5％
按公式求得粉煤灰掺量百分比X＝50％、生石灰掺量百分比Y＝15％，则砂子为 35％。混合料水分控制在8％，可根据物料状况进行调节。
则1M3高掺量粉煤灰承重模数多孔砖的混合料称量为：粉煤灰640公斤、生石 灰192公斤、砂子448公斤，水为102.4公斤左右；
步骤2：将上述配比的物料加水混合搅拌均匀后，在陈化仓内停留3.5小时， 再经轮碾机轮碾6分种；
步骤3：经轮碾活化处理的混合料在液压或机械加压成型机上压制成型为承重 模数多砖孔砖坯，其规格为190×140×90mm，孔洞率为25％；
步骤4：将砖坯码放在码坯车上送入高压釜，设定高压釜温度为200℃、压力 为1.5MPa饱和蒸汽下，按照升温2小时、恒温4～6小时、降温2小时的蒸压制度 进行蒸压养护；
步骤5：产品出釜、堆放。
经检测，本实施例的高掺量粉煤灰承重模数多孔砖28天平均强度达到15～ 20MPa，比现有技术加工制造的粉煤灰普通实心砖28天平均强度提高50％；粉煤灰 掺量增加20％，干燥收缩值低于0.36mm/M，比现有技术中的普通粉煤灰实心砖的干 燥收缩值要降低40～50％；抗冻性能强度损失降低50％以上；碳化系数提高了一个 百分点。