黑龙江省双达电力设备集团有限责任公司所属哈尔滨三发新型节能建材有限责任公司，是利用哈尔滨第三发电厂的固体废弃物----粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏等生产新型墙体材料等的专业建材综合利用生产企业，现有年产70万吨水泥粉磨站一座，日本虎牌公司混凝土小型空心砌块全自动生产线两条，江苏滕宇公司6块成型机的半自动生产线6条，中联中科180型商品混凝土搅拌站二座（年产50万立方米商品混凝土）。2009年企业又采用福州海源公司HF-1280压机建设了二条蒸压粉煤灰砖生产线。
哈尔滨市属于高寒地区，实践证明，发展新型墙体材料一定要遵循科学发展规律，千万不要走只图利废，不管墙材（砖、砌块）的质量；只看抗压强度指标，不顾其它性能的误区。特别块材的碳化、收缩、抗冻性、耐久性等，在高寒地区将会给建筑工程带来严重的质量隐患。
国家住房和城乡建设部于2010年8月18日发布《墙体材料应用统一技术规范》GB50574-2010（以下简称：规范），自2011年6月1日起实施。“规范”的第3.1.4条强制性条文规定“墙体不应采用非蒸压硅酸盐砖（砌块）”，这对于黑龙江省高寒地区保证建筑工程质量、有效利用粉煤灰等固体废弃物是完全有必要的。本文结合本企业生产实践，就养护制度对硅酸盐制品耐久性的影响，从水化机理和物理力学性能角度加以论述。
1.养护制度与水化产物
硅酸盐制品的养护制度有自然养护、常压蒸汽和高压蒸汽养护之分，其硅质和钙质材料经充分水化反应生成的水化产物，C-S-H凝胶、I型水化硅酸钙[CSH（I））]和托勃莫莱石为主，还有水化铝酸钙、水石榴石、钙矾石即三硫型水化硫铝酸钙等水化产物。随养护制度的不同，主要是养护温度的不同，水化产物和其结晶度有明显不同，致使其性能有显着差异。
对于粉煤灰硅酸盐制品来说，当钙质材料采用石灰石（或电石渣）时，需采用高压或常压蒸汽养护。若采用高压蒸汽养护，可不加或加少量石膏。胶凝材料的水化反应过程，石灰首先水化生成Ca（OH）2;然后在高温或激发剂作用下，与粉煤灰中的SiO2和Al2O3进行二次水化反应，但二次反应水化产物的结晶度并不理想。
粉煤灰硅酸盐制品采用水泥为钙质材料时，若采用自然养护则需在配合比中加入石膏或碱性激发剂，其水化硬过程：水泥先水化反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等凝胶，并形成氢氧化钙晶体；凝胶能够胶结分散的粉煤灰颗粒和集料，形成制品硬化过程，使制品具有早期强度。然后，氢氧化钙在碱性激发剂作用下，再与粉煤灰中的硅、铝质等活性材料发生二次水化合成反应。当粉煤灰掺加量大或水泥水化生成的氢氧化纳量少时，最终将导致制品内的氢氧化钙消耗殆尽，碱度随之降低；这时水泥水化生成的高碱水化硅酸钙会重新分析出氢氧化钙，转化为低碱水化硅酸钙C-S-H凝胶。因此自养条件下硅酸盐制品内部所生产的水化硅酸钙结晶度极差。
硅酸盐制品无论钙质材料采用“石灰”、还是“水泥”，均以低碱度的水化硅酸钙系列产物为主要水化产物，水化产物结晶度越高，通常制品性能越好。因此，自然养护制度对硅酸盐制品是不可取的。为了提高其耐久性能，采用高压蒸汽养护的目主就是提高制品中水化产物的结晶度。
2.蒸压粉煤灰砖的养护制度对耐久性影响
如上所述，硅酸盐制品在不同养护制度下，有着不同的水化产物，不同的水化产物具有不同的物理力学性能。在黑龙江省要生产推广蒸压粉煤灰砖，除强度外，最关心是产品的长期碳化性能、抗冻性和干燥收缩率等，是否满足高寒地区工程应用的要求。以前已经有很多文章研究蒸压粉煤灰砖的强度和碳化性能，结合企业条件，探索养护制度对制品抗冻性和干燥收缩率的影响。
2.1 养护制度对粉煤灰砖抗冻性的影响
硅酸盐制品的抗冻性能，不仅与成型设备、原料选用和配合比有关外，还与水化产物组成密切相关，亦可说与养护制度有关。科学研究表明：胶凝材料各种水化产物的抗冻性能不尽相同，就矿物成分而言，其抗冻性的大小按以下顺序排列：水化硅酸二钙CSH（Ⅱ）≥水化硅酸三钙CSH（Ⅲ）≥硅酸钙石。
因此，自然养护的硅酸盐制品抗冻性能不如蒸养制品，更不如蒸压制品。该公司的产品检测支持了这一观点。2008年6、7月间，成型的粉煤灰砖坯在大棚养护室内养护24小时，棚内温度40℃左右，产品经黑龙江省寒地建筑科学研究院抽检，达到抗冻性F50时的质量损失达到20%，不能满足产品标准要求；但采用同样的配合比和成型工艺条件，在9、10月又将一批粉煤灰砖坯放在室外进行自然养护，养护温度18-20℃，检测时，抗冻性F32时强度损失率就达到了20%。显然，就是采用大吨位液压成型机，采用自然养护或蒸汽养护，粉煤灰砖的抗冻性无法满足要求。
2.2 蒸压养护制度对粉煤灰砖干燥收缩的影响
硅酸盐制品的干燥收缩不仅与密实度有关，亦与胶凝材料的矿物组成，即水化产物的结晶程度有关系。其中，粉煤灰砖制品内容的水化产物结晶体，不受干燥条件的影响，仅与养护制品有关。通常情况下，水化产物的结晶度越高，制品抗干缩能力就越好。
有关研究表明，在充分水化蒸压粉煤灰制品的硅酸盐石中，水化硅酸钙系列产物中，结晶良好的托勃莫来石、硬硅钙石和水石榴石晶体约占40%左右，而使蒸压粉煤灰砖具有较高的结晶度。而水化充分的自然养护和常压蒸汽养护的胶凝材料，水化生成的水化硅酸钙系列产物由于反应温度低，没有结晶良好的托勃莫来石、硬硅钙石，而是以水化硅酸钙凝胶胶体为主。在水化硅酸钙凝胶胶体所占据的空间中，有约为凝胶体积28%的凝胶孔，这些孔中吸附有大量的水，这种水分干燥时极易失去，当这些凝胶脱水时，而引起体积缩小，制品收缩，是导致墙体干缩变形和产生裂纹的主要原因之一。
因此，根据蒸压、蒸养和自养粉煤灰硅酸盐制品的水化产物组成可知，自然养护制品抵抗干燥收缩的能力不如蒸养制品，更不如蒸压制品。
采用高压蒸养硅酸盐砖的物理力学性能和干燥收缩性能，肯定要明显好于常压蒸汽养护条件下。但是采用哪种蒸压养护温度曲线，砖的干燥收缩性能才会最好呢？过长的蒸压养护时间不但会降低生产线效率，同时也会增长制品生产能耗。进行试验摸索，表1是试验检测结果。从表1可见，随着养护压力的提高，粉煤灰砖的干燥收缩值随之降低，但在蒸汽压力超过8大气压、恒压4小时后，再升高蒸汽压力对降低砖的干燥收缩值并不明显。表明硅酸盐砖的养护制度对干燥收缩性能有重要影响。
考虑到企业生产线效率的实际需求，最终选择的粉煤灰砖蒸压养护的制度为：8--10个大气压恒压4小时。
表1 不同蒸压制度下粉煤灰砖的收缩性能
蒸压制度力学性能干燥收缩值
蒸汽压力
（kgf/c㎡）恒压时间/h试验室的湿度/%试验室的平均温度℃出釜时间1个月后出釜时间
2个月后
186519.51.231.26
846519.50.370.34
1046519.50.280.29
1246519.50.230.28
1546519.50.200.20
3小结
蒸压粉煤灰砖的蒸压养护制度不同，其力学、耐久性和抵抗干燥收缩的等性能有所差异。选择合理的养护制度对硅酸盐制品很重要，应宣传、大力发展蒸压硅酸盐块体，淘汰蒸养或自然养护的硅酸盐制品。
采用国内开发的高吨位液压压砖机，辅以合理的蒸压养护工艺，蒸压粉煤灰砖的性能完全可以满足GB50574《墙体材料应用统一技术规范》和CECS256:2009《蒸压粉煤灰砖建筑技术规范》要求，可以在哈尔滨等高寒地区推广应用。
