什么是清水砖以及清水砖在建筑外墙中应用

      我国现行标准GB/T18968-2003《墙体材料术语》中规定，烧结装饰砖（fired facing brick）是指经焙烧而成用于清水墙或带装饰面用于墙体装饰的砖；烧结装饰多孔砖（fired facing perforated brick）是指经焙烧而成用于清水墙或带装饰面的、用于墙体装饰的多孔砖；饰面砌筑砖（facing brick）是指带有装饰面的砌筑用砖。
     我国现行标准GB5101-2003《烧结普通砖》和GB13544-2000《烧结多孔砖》中均涉及到装饰砖，并在标准的附录中对装饰砖的规格及技术要求做了规定。对产品的尺寸明确指出，除满足这两个标准中规定的尺寸外，亦可根据需要由供需双方协商选用其他规格尺寸。装饰砖的技术指标必须满足泛霜、石灰爆裂、抗风化性能、外观质量等要求。其他规格装饰砖的尺寸偏差、强度等级可由供需双方协商确定。同时规定，为增强装饰效果，装饰砖也可制成本色、一色或多色，装饰面也可具有砂面、光面、压花等起装饰作用的图案。
     清水墙装饰砖是我国砖瓦行业的通俗叫法，在西欧及世界许多发达国家和地区已经非常规范地称其为“Facing Brick”，其含义为建筑物表面使用的、带有装饰功能的砖。在有些文献中其译为“面砖”、“饰面砖”、“墙面砖”，这与陶瓷行业墙地砖的叫法混淆了，也没有将其用途正确表达出来。实际上，“Facing Brick”是范围非常大的一类产品。这类产品的外观质量高，尺寸准确程度高，耐久性（耐候性）及抗冻性好，其色调和规格尺寸可满足各种特殊要求以及建筑的造型要求。这类产品可分为承重的实心砖及多孔砖、非承重的空心砖。从成型方法上也可分为挤出和半干压成型。从墙体构造上讲，可用作单层外墙，也可用作复合层外墙。甚至于某些室内装修也用清水墙装饰砖，这在西欧已成为一种室内装修的时尚。
      对节能建筑而言，采用带有装饰功能的清水墙多孔砖砌筑的双层复合外墙有着非常大的实际意义。这种双层复合外墙的里层用普通承重的多孔砖砌筑，外层用承重的、具有装饰功能的多孔砖砌筑，中间可设空气层、保温层，或不设空气层和保温层。设空气层的作用不仅增强外墙体的保温隔热效果，而且当外墙砖渗入或漏进雨水后，不会接触到保温隔热材料，影响保温隔热效果。这种“夹芯砖墙”的外墙结构体系在美国以及西欧国家应用非常广泛。在北欧某些多雨潮湿的国家，为了保证这种“夹芯墙”中的保温隔热材料不受潮，除设置有空气层外，还设置有墙面的上、下部通风孔以便排放潮气。
      清水墙承重多孔砖和普通承重多孔砖组合砌筑形成的夹芯墙砌体热工性能非常好，在西欧各国对其已有专门的叫法：“Double-leaf brick masonry”，直译过来叫“双连（片）砖砌体”，通俗的叫法是“夹芯砖墙”。里外两片墙之间由不锈钢（或其他种类）锚固件连接，其结构的安全性能很好。为了减少“热桥”，对里外墙体上的金属连接件有所限定，如德国标准中规定每平方米不能超过5件。这种结构不但充分利用了烧结清水墙多孔砖耐久性好、表面纹理及色泽丰富多变、装饰功能好等特点，而且完全消除了寒冷地区取暖期间建筑物出现“热桥”现象及室内结露造成室内粉刷层或是装饰层霉变或脱离的缺陷，室内装修、防火、保温材料的防水等问题也随之消除。
      清水墙装饰砖生产及应用最为广泛的国家有：西欧的英国、荷兰、比利时、法国、德国、意大利、西班牙、奥地利等；亚洲的韩国、马来西亚、日本、越南及我国台湾；其他还有美国、加拿大、澳大利亚等。我国自改革开放以来已先后建设了7条清水墙装饰砖生产线。
      目前，外墙用清水墙装饰砖的发展出现了一种新的动态，即薄的连结缝，不再使用传统砂浆，而是用专用粘结剂粘贴，完全改变了建筑物的外貌。传统的砂浆粘贴，墙面效果往往受到灰缝颜色和厚度的影响。用专用粘结剂粘贴的薄层灰缝连结技术，整个墙面效果不再受灰缝颜色和厚度的影响，形成了大面积、均匀色彩的表面。用传统的砂浆砌筑，灰缝要占墙面总面积的25%，而薄灰缝连结方法，灰缝仅占墙面总面积的4%-6%。
      清水墙装饰砖色彩变化范围大、种类多，因此，不同类型的粘结砂浆以及不同的应用方法将陆续研发出来。目前，薄灰缝粘结技术主要是在比利时和荷兰得到发展。在欧洲，这种技术市场潜力巨大，也必将带来全新概念的建筑设计。
      2 清水墙装饰砖常用的表面处理方法
清水墙装饰砖常用的表面处理方法可分为三类：一是通过外加色料、改变配料、改变焙烧方法等，使产品表面着色；二是在泥条挤出之后，在泥条表面进行加工处理，使产品表面呈现出不同纹理或颜色；三是在已烧成产品上进行研磨，采取浸渍树脂、浸水等方法。
      2.1 着色方法
      在砖体上着色的方法很多，主要有以下几种：
     （1）整体着色法。通常，砖在氧化气氛下烧成后均呈深浅不同的红色系颜色。如果在原材料中加入其他可着色的矿物性材料，就可将砖的整体（从内到外）颜色改变，达到更好的装饰效果。加入的这些矿物原材料多为工业废料或是单位价格较便宜的材料。如：锰矿石或锰矿渣，可产生棕色效果；钢厂的尘泥、某些农药厂催化剂废料及其他冶金工业废料，含50%左右Fe2O3的废料，可产生深红色到黑红色的效果；在低含铁粘土中加入石灰粉，使其变成黄色的产品等。
     （2）施加化妆土。化妆土主要是由特定的粘土、助熔剂、填充料和着色剂组成。有时还在化妆土内加入有机材料作为粘结剂，以增强化妆土与坯体表面层的结合能力。配制好的化妆土用喷雾或是浇淋法、浸沾法等将其施加到砖坯的表面，通过焙烧之后在坯体表面形成坚固的特定颜色的表层。
     （3）施釉法。将适合于砖坯热膨胀系数的特制釉料施加在砖坯表面，通过焙烧在砖坯表面形成特定颜色的釉面层。
     （4）表面染色法。用某些可着色的金属盐溶液浸入砖坯表面几毫米深，在焙烧后表面形成一层坚固的特定颜色层。由于砖坯本身为红色调，所以这种染色方法的着色范围较小，仅能呈现出深色调，如深红、墨绿、褐色、黑色等。而且这种表面染色法具有一定的使用条件，这些条件关系到坯体中原材料的组成、坯体的密实度及均匀性等。
     （5）表面涂层法。在坯体泥条挤出过程中，将配制好的表面着色泥料均匀地通过特殊装置挤出并附着在坯体表面。涂层的厚度一般为5㎜～10㎜，通过焙烧后与坯体形成牢固的结合层并呈现出特定颜色的表面。
     （6）表面施加彩砂法。预先将着色剂与砂子混合，同时加入粘结剂，制彩砂，将彩砂喷入或压入泥条表面层，形成特定颜色的砂饰表面。如果挤出泥条的硬度太高时，可采用喷蒸汽或喷水雾的方法，先将泥条表面软化（仅几毫米深），再将彩砂喷入或压入泥条表面层。焙烧后彩砂与坯体表面形成牢固的结合层。使用这种方法，可制造出多种色调的表面装饰效果。另外，将废旧陶瓷破碎后，也可用这种方法将其施加在砖坯的表面。
以上几种方法烧成时最好使用洁净的燃料，如天然气、煤气、轻柴油等。
     （7）焙烧着色法。改变焙烧时窑炉中的气氛，使坯体中所携带的着色剂呈现出不同颜色，如在还原气氛下烧成的青砖。隧道窑中利用煤气或天然气作为燃料，在还原气氛下焙烧的技术，在西欧已成功使用了十多年。
      2.2 泥条表面的处理方法
这类方法就是将挤出泥条的光滑表面加工处理成带有一定装饰效果的图案、式样等，其主要方法有：
     （1）辊压法。用带有特制图案和纹理结构的旋转辊子，将挤出泥条的表面压出图案或纹理结构。辊子的图案可任意变化，如各种点或条状凹坑、树皮式皱纹等。
     （2）剥皮法。挤出泥条光滑的表面在一些场合下使用其效果不如粗糙面。另外，光滑的泥条表面对某些缺陷（如干燥室泛白层、手印压痕等）的掩盖程度也不如粗糙面，可用钢丝或专门的切削刀将光滑的泥条表面切去，暴露出粗糙的表面层。由于坯体中含有或多或少的颗粒状物料，在连续切去光滑表面层时，可在切后的粗糙面上留下长度不等的划痕，增强了粗糙面的装饰效果。
     （3）拉毛表面法。在挤出泥条光滑的表面上用旋转的钢丝刷或是振动的钢丝刷，将光滑的泥条表面拉毛（锉毛）。
     （4）加砂法。这种方法在北欧使用较多，其主要目的是为了仿造古代手工成型的砂模砖，但加入的砂子是没有着色的普通砂。
     （5）表面加可燃物制造压花法。这种方法在英国、欧洲北部、美国使用的较多。其方法是在挤出的泥条上部撒上煤粉、焦炭末等可燃物的细粉，然后将两砖坯的条叠压在一起，焙烧后可形成图案近似的压花，这种压花对成品砖的性能无任何不利影响，砌筑出的墙面形成一种特殊的效果。
     （6）凿毛法。利用高速旋转的表面带有硬块状的皮带机，或是气动凿毛机，将泥条表面凿成具有凹凸不平、岩石状的表面。这种方法也可与剥皮、喷蒸汽软化等方法结合使用。
      2.3 成品砖表面处理方法
      这种处理方法主要有：
    （1）表面研磨。这种方法最初是用来研磨砖的砌筑面，使砖砌体的灰缝变小，以提高墙体的保温隔热性能。其类似于我国古代建筑物上使用的“磨砖对缝”方法，只不过是将古代的手工打磨变成了机械研磨。这种研磨可将坯体表面在焙烧期间形成的，使表面失色的泛白层（不溶于水）物质打磨掉，使砖体的颜色更均匀一致。
    （2）喷砂处理。对砖表面的喷砂处理如同钢材除锈一样，可将难看的颜色表面处理成具有粗糙表面的高档产品。如上述的泛白物质层可经过喷砂处理将其打磨掉，从而消除泛白层的粗糙化，而且砌体颜色更加均匀。这种喷砂处理可在工厂内进行，也可在建筑工地上对砌好的砌体表面进行处理。
    （3）浸水处理。其主要目的是为了消除砖体中石灰颗粒的爆裂破坏砖体表面的结构。这种方法是砖刚出窑就应立即进行。
    （4）浸渍树脂法。将可能会出现泛霜的清水墙装饰砖用硅树脂浸渍，以堵塞砖体的毛细孔，不让水分进入砖体，有效地阻止泛霜。经过硅树脂浸渍的砖，其强度还会提高。
      上述清水墙表面装饰方法仅为主要在发达国家中已使用多年的普遍方法。此外，还有其他一些方法，如水冲击法、磨边法等。
     3 清水墙装饰砖夹芯外墙体系的优势
      清水墙装饰砖组成的外层墙成为陶质保护体（壳），为建筑物提供全面防护，显著延长建筑物的使用寿命。外层烧结清水墙装饰砖“硬壳”保护着中部“软”的隔热保温材料层免受机械力和气候的影响，陶质的砖表面几乎可以完全防水，对墙中部的隔热保温材料起到有效的防水、防潮作用，从而保证隔热保温层的技术指标长期不降低。同时，清水墙装饰砖具有烧结产品所特有的多种功能：自动调节水分（湿度）和进行热交换的功能，可使室内冬暖夏凉、保持舒适的温度；耐候性好，在大气环境条件下永不褪色，且随风吹日晒，其色彩更趋古朴典雅；不会燃烧，可有效防止火灾；使用寿命长，使用期内几乎不需要任何维修费；使用寿命终结后可全部回收利用，产品的残存物不会影响水源质量，不会改变土壤的性质，不会影响植被生长，对环境的负面影响极小等。