粉煤灰硅酸盐密实中型砌块(以下简称中型砌块)是以工业废料——粉煤灰和煤渣为主要原料制成的一种墙体材料。它是用粉煤灰、石灰和石膏作胶结料，煤渣作骨料，按一定的比例配合，再加入一定的水，经搅拌、振动成型和蒸汽养护而制成的。

由以上中型砌块的制作原料可知，它是另一种类型的混凝土。所谓混凝土，是指由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。以水泥为胶凝材料的混凝土称作水泥混凝土，石膏为胶凝材料的则称作石膏混凝土，还有水玻璃混凝土、沥青混凝土等等。目前工程上最常用到的混凝土是水泥混凝土，即所谓的普通混凝土，而以粉煤灰作为胶凝材料的中型砌块，根据其所用原料可称之为粉煤灰硅酸盐混凝土。

工程实践中，很多人往往会混淆粉煤灰混凝土和粉煤灰硅酸盐混凝土的概念。

所谓的粉煤灰混凝土是指为了改善水泥混凝土性能、提高工程质量、节省水泥、降低混凝土成本和节约资源，常在普通混凝土和轻集料混凝土中，掺入一定量的粉煤灰取代部分水泥，称为粉煤灰混凝土，它其实是水泥混凝土的一个分支。

而粉煤灰硅酸盐混凝土是指以粉煤灰和石灰为主要材料（或为胶凝材料），掺加适量集料、石膏或外加剂，经自然、常压蒸汽或高压蒸汽养护生成以水化硅酸钙为主要胶结料（或为主要水化产物）的混凝土。

粉煤灰硅酸盐混凝土由于养护条件不同，生成的水化产物也不同，对于自然养护和蒸汽养护条件下的粉煤灰硅酸盐混凝土材料，其质量存在较大的不稳定性，从而为最终被国家规范禁止使用埋下伏笔。当然，正是由于中型砌块块材也是一种混凝土材料，其强度的检验方法与普通混凝土有一定的相通之处，这也为我们选择对这种材料现场检测的方法提供了一定的依据。

由以上的中型砌块所用原料可知，中型砌块在成型过程中，其水化产物主要是由粉煤灰、石灰、矿渣等工业废渣水化反应的产物。粉煤灰是由硅氧四面体、铝氧四面体等多种网络形成体基本单元组成的玻璃体，其结构相对比较紧密，聚合度相对较高，因此其活性相对较低，必须在碱性激发剂的作用下才会发生和加速其化学反应过程。

粉煤灰硅酸盐混凝土采用石灰作为钙质材料，CaO首先发生水化 反应生成Ca(OH)2，其水化反应方程式如下：

CaO+H2O→Ca(OH)2 

石灰水化后，提供了OH-离子，OH-离子进入到粉煤灰基本单元——硅氧四面体、铝氧四面体等玻璃体的空穴中，在石膏等激发剂的作用下，粉煤灰中的活性SiO2和Al2O3，在碱性环境中，与Ca(OH)2发生二次水化反应，反应式如下：

mCa(OH)2＋SiO2＋xH2O→mCaO·SiO2·(x＋m)H2O  

mCa(OH)2＋Al2O3＋xH2O→mCaO·Al2O3·(x＋m)H2O 

由第二个反应式生成的水化铝酸钙，初期阶段常以C3AH6形式存在，在石膏存在的条件下，很容易转化为三硫型水化硫铝酸钙，即钙矾石AFt：

3CaO·Al2O3·6H2O+3（CaSO4·2H2O）+19H2O 

→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O   

钙矾石具有微膨胀作用，适量钙矾石的产生，有利于提高砖的密实度和物理力学性能。在蒸压条件下，石膏含量低时，可转化为单硫型水化硫铝酸钙AFm。

由上表可知，粉煤灰硅酸盐胶凝材料在不同的养护制度下，其水化产物不同，其中在蒸压养护下，其水化产物一般为性能比较稳定的托勃莫来石、硬硅钙石、单硫型水化硫铝酸钙及水石榴石等；在蒸汽养护条件下，其水化产物一般有部分性能比较稳定的水石榴石、单硫型水化硫铝酸钙和部分性能相对较差的C-S-H凝胶、C-S-H(Ⅰ)、钙矾石、等组成；在自然养护条件下，其水化产物一般由于性能相对较差的C-S-H凝胶、C-S-H(Ⅰ)、水化铝酸盐、钙矾石、三硫型水化硫铝酸钙等组成。

中型砌块是一种粉煤灰硅酸盐制品，实验研究表明，其强度会随着材料的碳化发生一定程度的下降。

非蒸压粉煤灰硅酸盐块材主要以粉煤灰、石灰和石膏作胶结料，煤渣作骨料，经自然、常压蒸汽养护生成以水化硅酸钙为主要水化产物材料，其中在自然或常压蒸汽养护条件下生成的水化产物中，Ⅰ型水化硅酸钙C-S-H（Ⅰ），其碳化6个月后强度下降20%，三硫型水化硫铝酸钙碳化后密实度减小，强度急剧降低，从而引起其块材在碳化后强度会发生较大程度的降低。

1975年国家建委建材局硅酸盐砌块技术调查组对生产与使用蒸养粉煤灰硅酸盐砌块调查结果表明，硅酸盐制品长期强度的发展，主要取决于试件内胶结料的继续水化作用和空气中二氧化碳的分解作用。在使用早期，即三年左右，试件内胶结料的水化起主导作用，因此试件强度有不同程度提高，而后期（三年后）大气中二氧化碳对试件内水化产物的分解起主导作用，造成试件后期强度有所下降，到全部碳化后，强度就基本稳定。碳化对后期强度的影响程度，主要取决于胶结料中有效氧化钙的含量。一般胶结料中有效氧化钙含量为15%时，碳化后强度为原始强度的70%左右（即碳化系数为0.7）。

1984年，国家建材局组织了第一次全国粉煤灰砌块行业的质量大检查，对当时正常生产的13个企业进行现场抽样，检测结果表明，大部分企业的产品质量符合部标准《粉煤灰硅酸盐砌块》(JC238-78)的要求，但碳化系数却比较低，近40%企业的砌块人工碳化系数在0.6以下，最低的仅为0.49。有些企业片面追求降低生产成本，减少石灰用量，胶结料中有效氧化钙的含量只有16%，接近其下限值15%。有些的企业所在的煤渣资源紧缺，从而在配合比中减少骨料掺量，搅拌中未按工艺要求，加大用水量，以缩短混合搅拌时间和振动成型时间。这些情况均导致粉煤灰砌块碳化系数较小、干缩值较大，给建筑安全造成一定的隐患。

鉴于中型砌块的这种特性，无论是《中型砌块建筑设计与施工规程》JGJ5-80，还是《砌体结构设计规范》GBJ3-88中均规定在确定中型砌块的强度等级时，块体的抗压强度应乘以碳化系数。具体规定如下：

《中型砌块建筑设计与施工规程》JGJ5-80附录二规定：

1．密实砌块的抗压强度，应按试验值乘以自然碳化系数后采用(当自然碳化系数无试验数据时，可近似取人工碳化系数的1.15倍，但不得大于0.9)。

2．当确无试验条件时，Rk可近似取用下列折算值：

对平模蒸养的密实砌块：

Rk=(0.8~0.9)·T·R1   

式中，R1——砌块材料标号；

           T——自然碳化系数。

需要说明的是，由于该标准制定时，我国的设计计算方法采用的是以材料标准强度为基础的单一安全系数极限状态设计方法，其属于一种半概率、半经验方法(水准Ⅰ)，尚未采用目前规范普遍采用的结构极限状态设计法，即近似概率法(水准Ⅱ)。上式中的砌块材料标号R1采用的同批材料立方体抗压强度的平均值，其保证率为50%，与目前混凝土强度等级(要求保证率为95%)不是一个概念。

《砌体结构设计规范》GBJ3-88中第2.1.1条规定：

砌块的强度等级：MU15、MU10、MU7.5、MU5和MU3.5。在后附的注中说明：在确定硅酸盐块体的强度等级时，块体的抗压强度应乘以自然碳化系数。对粉煤灰中型实心砌块，当无自然碳化系数试验时，可取人工碳化系数的1.15倍，且不得大于0.9。

综上所述，由于中型砌块的强度会随着材料的碳化发生一定程度的的下降，其下降的程度跟原材料、施工工艺、养护制度等有密切的关系，而其强度的评定与碳化系数又密不可分，这为准确掌握中型砌块多年后的实际强度带来了较大的不确定因素。由于碳化系数是一个需要长期观测才能得到的参数，这也给实际工程带来了一定的安全隐患。

中型砌块作为一种粉煤灰硅酸盐制品，不但其强度会随着材料的碳化发生一定程度的下降，而且还会发生较大的收缩变形。

研究表明，硅酸盐混凝土及其制品的干燥收缩不仅与硅酸盐混凝土的密实度有关，亦与硅酸盐混凝土胶凝材料的水化产物组成密切相关。其中Ⅰ型水化硅酸钙C-S-H（Ⅰ）含量与干燥收缩值成正比。结晶度极差的水化硅酸钙凝胶（C-S-H凝胶）胶体体积的28%为凝胶孔，孔中吸附有大量水，水分干燥失水引起体积收缩，是导致块体干缩变形和产生裂纹的主要原因之一。由于较大的干缩变形往往会导致墙体产生较多的收缩裂缝，因此，我国前后共颁布的两个有关中型砌块的质量标准中，即《粉煤灰硅酸盐砌块》部标准(JC238-78)和《粉煤灰砌块》建材行业标准(JC238-91)，对中型砌块的收缩变形均有一定的要求。

具体规定如下：

《粉煤灰硅酸盐砌块》(JC238-78)表1规定：

粉煤灰砌块的干缩值不大于1mm/m。

《粉煤灰砌块》建材行业标准(JC238-91)第4.3条规定：

砌块的干缩值不大于0.75mm/m(一等品B)和0.90 mm/m(合格品)

1984年，国家建材局组织了第一次全国粉煤灰砌块行业的质量大检查，对目前正常生产的13个企业进行现场抽样，检测结果表明，大部分企业的产品质量符合部标准《粉煤灰硅酸盐砌块》(JC238-78)的要求，但干燥收缩值较大，有两个企业不合格(大于1mm/m)，还有五个企业虽然合格但已接近上限(0.9mm/m以上)，80%企业的干缩值大于0.8mm/m。