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美国烧结砖的生产与应用

美国烧结砖的生产与应用

发布日期:2017-12-04 作者: 点击:

中国人大部分去美国考察过的人员有一个错误的印象,那就是在几个大城市看到的使用烧结制品的建筑物比较少,因而得出结论说:美国取消了烧结制品。其实不然,根据美国制砖协会的统计数据,美国不但没有取消烧结制品,反而是生产量和使用量逐年增加。本文介绍美国全国的烧结砖生产和使用情况力图给出一个全面的正确的结论。

美国烧结砖的市场与产量

  美国的建筑市场每年的总需求约为2200亿美元,包括钢材、水泥、玻璃、塑钢、涂料、装饰材料、墙体材料等等所有的原料与材料,其中用烧结装饰砖砌墙部分的市场总需求约为200亿美元,占每年建筑市场总需求的十一分之一。美国的制砖工业目前有84家公司205个制砖厂,加拿大有4家公司10个制砖厂,在美国和加拿大的烧结砖销售商总共有400500家。

  美国200多个制砖厂每年的生产能力为99亿块标砖(美国标准砖尺寸:宽:90mm,高:57mm,长:190 mm),每年的生产量如下表:

                   表1     近几年美国烧结砖的产量

年份

产量(亿块标砖)

2009

100.3

2010

92.1

2011

95.0

2012

95.1

2013

102.1

2014

106.7

 

  从上表看出,近几年美国烧结砖的产量逐步上升,到2012年几乎与生产能力持平。

  当然美国烧结砖的产量与用量并不是一直是呈直线上升,也有高峰与低谷的年份。近几年由于房地产市场较好,因而带动了美国烧结砖的产量与用量处于高峰状态,如表2所示。

                  2    美国烧结砖最高产量和用量的年份

     年份

 产量(亿块标砖)

销售量(亿块标砖)

2009

95.5

99.3

2010

100.3

95.7

2011

95.0

91.1

2012

95.1

95.4

2013

102.1

104.5

2014

106.7

108.7

 

 

  最低产量和用量的年份是20世纪80年代初,见表3所示。

         表3   美国烧结砖最低产量和用量和用量的年份

     年份

 产量(亿块标砖)

销售量(亿块标砖)

   1989

  64.3

  62.5

   1990

  58.2

  62.4

  美国烧结砖的产量用量分布与产品结构

  美国的国土面积较大,各地区烧结砖的产量和用量相差也较大。根据美国制砖协会的统计,将美国分成九个地区:西海岸的太平洋地区、紧靠太平洋地区的山区、中部西北区、中部东北区、中部西南区、中部东南区、南大西洋区、中大西洋区和新英格兰区,各地区烧结砖的产量和用量见表4和图1

                 表4  美国各地区烧结砖的产量和产量

地区

产量(亿块标砖,最高数字)

用量(亿块标砖,最低数字)

山区

3.54

4.17

中部西北区

5.52

2.39

中部东北

8.57

3.68

中部西南区

18.30

11.05

中部东南区

17.45

20.95

南大西洋区

39.94

16.62

中大西洋区

6.24

28.42

新英格兰区

1.73

5.26

太平洋地区

3.54

1.89

 

  很显然,美国烧结砖产量和用量最高的地区集中在美国东南部,其中南大西洋区(包括佛罗里达州、佐治亚州、南卡罗里那州、北卡罗里那州、弗吉尼亚州、西弗吉尼亚州、马里兰州和特拉华州八个州)产量和用量最高。西海岸的太平洋地区虽然居住人口不少,但由于是地震带,因此烧结砖的产量和用量受到了限制。

  美国的烧结砖大部分用于清水墙的承重装饰,而不是仅仅用于填充使用。他们认为,烧结砖是一种高级的自然的很有特色的墙体装饰材料,如果仅用在墙体内部用做填充材料,那才是极大的浪费。

  从表5中的数字可以看出美国烧结砖的产品结构。

                     5   美国烧结砖的产品结构

出厂产品种类

占产品的百分比

承重装饰砖

85

非承重装饰砖

9

建筑砖

1

铺路砖

3

其它,光滑砖,下水道砖

2

 

 

  这也可以从美国烧结砖生产出的产品尺寸品种所占的比例得到证明。美国烧结砖的产品尺寸见表6

贵州烧结砖

美国烧结砖的产品质量

  美国对烧结砖质量的内在要求很严,对抗压强度、抗折强度、吸水率、抗冻融性和尺寸误差等都有明确的标准。特别是吸水率很关键,如果烧结砖的吸水率能够达到8%,其他指标就很容易通过;如果吸水率达不到这个指标,其他指标必须严格测试,检验手续就很麻烦。吸水率的指标一方面能反映烧结砖的抗冻融性和强度,同时也能反映烧结砖的自洁性。因此他们检验烧结砖的质量,首先要看吸水率。他们之所以这样做,道理很简单。烧结砖是作为外装饰面或者铺路使用的,首要的标准是安全,绝对不允许发生因为质量问题断裂掉下来砸死人的事故。在烧结砖的外表绝对不需要再贴釉面砖或水刷石。美国也有工厂专门生产釉面砖,但必须是整体的,即在一般的砖体表面再施一层釉,然后一起烧成。

  美国ASTM标准中针对烧结制品制定的标准有10几个,每一个标准都有明确的严格的规定,现从有关标准中摘抄两项列表如下:贵州烧结砖


  实际上在美国砖生产和工程应用中对烧结砖的要求比标准还要高,有的要求铺路砖抗压强度高达80100MPa,吸水率有的要求低于6%。同时对于尺寸要求也严格得多。

  美国的标准模数砖或者标准承重空心砖,他们一般称为面砖,主要用于楼房和别墅的内外清水墙的砌筑,是量大面广的砖型。因为一般墙体内都有单独的保温层,因此对孔型无要求,一般常用三个圆孔,孔洞率约25%。既然对孔型无要求,那么最简单的圆形或椭圆孔模具可靠性和寿命最高,模具制造方便,既能满足市场需要,又能节省成本,因而应用最普遍。这就是为什么美国的大部分承重空心砖是三孔砖的原因。该种砖的抗压强度一般20MPa以上,有的要求不低于50MPa,吸水率不能高于8%

美国烧结砖制造工厂的概况

  美国200多个烧结砖制造工厂,大部分是大中型工厂,小型工厂早已被淘汰。平均每个工厂每年的生产能力为5370万块标准美国砖,实际每个工厂的每年平均产量为4690万块标准美国砖,产能比为87.3%。平均每个工厂的职工数为112人。

  在砖坯成型方法方面,大部分美国烧结砖制造工厂都采用真空挤出成型法,约占93.5%;而采用模压成型的工厂只有5.6%;采用干压成型的工厂只有12家,占0.9%

  根据21世纪初期的统计数据,大部分美国烧结砖制造工厂都采用隧道窑焙烧,使用中的隧道窑为204条(侧烧132条,顶烧43条,侧烧和顶烧合用的29条),间歇窑77座(星形70座,矩形7座)。

  美国烧结砖窑炉使用的燃料种类大部分为天然气,约占工厂总数的65.9%;有10.8%的工厂使用锯末做燃料,9.6%的工厂使用煤,7.8%的工厂使用燃油,5.9%的工厂使用液化石油气。

  根据20世纪初期的统计数据,美国在砖坯和成品砖的处理设备方面既有自动操作方式,也有手动操作方式。码坯设备自动操作方式有122台套,手动操作方式有52台套;卸砖设备自动操作方式有54台套,手动操作方式有118台套。可见在成品砖卸载方面手动操作方式多于自动操作方式。近十多年虽有长足的发展,但是手动操作方式仍然存在。

  美国没有建材设计院之类的机构,在建设一个新的烧结砖工厂时,只要有机械设备公司和制砖窑炉公司两家的合作就可完成。机械设备公司负责原料制备和湿坯成型的机器,窑炉公司负责切码运设备和制砖窑炉设计及建造。美国的制砖窑炉公司有多家,例如美国SD公司、美国Harrop公司、法国赛力克(CERIC)美国分公司等,但是美国的制砖机械设备公司大型的只有美国斯蒂尔公司。

  美国斯蒂尔公司创建于1889年,家族性私有公司,现在是第四代掌管。最早开一个馒头窑砖厂,后发明硬塑挤出成型技术,专门致力于生产硬塑挤出成型设备和原料粉碎、原料处理设备。现有几千台套设备在世界50余国运行。在澳大利亚、中国、南非设有分公司,德国翰德乐公司、丹麦皮特森公司是美国斯蒂尔公司的控股公司。

美国烧结砖的应用概况

  在美国,烧结砖很少做填充使用。他们对把烧结砖当做填充墙材使用很不理解、很不赞同,在他们看来,那么昂贵的砖,那么漂亮有韵味的产品,那么舒适的绿色建材,怎么能够稀里糊涂地砌到墙内,而且外表再花一笔冤枉钱贴釉面砖或水刷石呢?当然,烧结砖用于面砖(即清水墙装饰砖)的前提条件是烧结砖的质量必须保证。

  众所周知,烧结砖墙体建筑的历史十分悠久,框架结构仅仅开始于1900年代。虽然现在在美国的商业建筑和公共建筑中钢和混凝土框架结构占优势,在住宅建筑中木框架占优势(钢框架在住宅建筑中刚开始并有小幅上升),但是作为外墙装饰材料,烧结砖是以高档、自然、绿色环保、尊贵、显示身份来使用的。因而只有在高档别墅区、高档住宅区、大型公共建筑,如教堂、商场、大学等才用得起烧结砖。在美国,烧结砖产量的90%用于外墙装饰,外墙装饰砖的80%用于住宅,见表8贵州烧结砖

   77%的住宅建筑中独栋别墅建筑占80%,联体别墅建筑占19%,其他非建筑物占1%

  在20%的非住宅建筑中商业楼占46%,工业建筑占6%,公共建筑占47%,其他非建筑物占1%

  美国的历史很短,许多人反倒崇尚古代的、自然的、质朴的东西。作为建筑材料的烧结砖,在他们看来不仅仅是满足建筑物的结构需要,而更重要的是要满足人们的欣赏、享受的需要,因而烧结砖更是一种艺术品、装饰品。一幢有品位的建筑物是一幅永恒的图画,是凝固的音乐。他们对砖的需求并不苛求其保温性能(已有保温层),而对砖的质量(强度和吸水率)和作为清水墙的表面装饰效果却十分在乎。同时烧结砖建筑物还有保温好、冬暖夏凉、居住舒适、没有光和声音污染、不易失火、保险费用低、结实维修费用低等特点,所以烧结砖使用越多的建筑物价格越高。许多制砖厂的广告宣传也反映了美国人的这种心理,例如我的砖能使你的家变成一座古城堡我的艺术砖能让你享受宫殿的感觉等等。砖表面凡是越光滑、颜色越一致单一的,就越没有用户,越卖不出去。现在这种光面、颜色单一的烧结砖已经绝迹。砖表面越是粗糙、颜色变化无常的、越是仿古的,越是吃香,越是得到用户的喜爱,价格就越卖得越高。人们观念的不同已经形成一种市场需求。在我们看来表面光滑颜色一致的红砖,只能卖0.20美元/块,而经过二次加工,诸如拉毛、滚花、滚凹坑、铺颜料等烧成的砖,能卖0.300.40美元/块。

  在美国广泛应用的烧结铺路砖铺成的广场、人车混用道路、人行道、别墅庭院或者室内地面,比水泥砖地面更上档次、更接近自然、更经久耐用、更显尊贵,因此其市场价格比水泥砖要贵许多。符合要求的烧结铺路砖在美国的价格一般在0.40.5美元/块。

美国烧结装饰砖墙的组成

  美国的烧结砖装饰墙有一套单独的建筑体系,这套建筑体系应该值得中国的建筑有关部门进行研究和学习。我们这里只是粗略地做些介绍。

  烧结砖装饰墙基本由三部分组成:外部的烧结装饰砖墙、中间的隔热层和金属固定件、内部的衬墙。

  作为外装饰砖的衬墙,可以是混凝土砌块结构,也可以是轻钢龙骨结构,也可以是木结构。

   钢结构衬墙和木结构衬墙的组成与图2所示的混凝土砌块结构衬墙的组成大同小异。

  在施工时一般先建好衬墙,然后在地基或钢架上砌烧结装饰砖,同时铺装中间的保温层和金属固定件。

  这样的混合结构体系有诸多优点,充分做到了物尽其才、各尽所用。

结语

  从美国的烧结砖生产和应用中,我们可以借鉴许多有益的东西。至少可以总结出以下几条:

a.美国不但没有取消烧结制品,而是生产量和使用量逐年增加。烧结制品在整个建筑市场中占有很重要的份额,扮演着很重要的角色。

b.烧结砖是最环保、最节省资源和最节省能源的产品,应该鼓励生产。从美国的情况看,主要卡住两条:一是国土资源,不能乱开乱采;二是产品质量,不符合标准的产品不允许生产。

c.从产品应用可以看到,强求一块砖做到多种功能是不现实的,应该发挥其最有价值的一面,那就是其自然、装饰、环保的特色。


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