路永

河北津西钢铁

摘要：免烧灰砖以粉煤灰、尾矿渣、建筑垃圾等大宗工业固废为主要原料，通过压制成型工艺制备，无需高温煅烧即可获得满足建筑力学要求的墙体材料，是一种兼具固废消纳与低碳节能双重效益的新型绿色建材。本文系统综述了免烧灰砖的原料体系、核心制备工艺与强度形成机理，分析了典型工程应用案例的实际效果，梳理了当前国家层面的政策扶持体系，并就技术面临的共性瓶颈与未来发展方向进行展望。研究表明，免烧灰砖在固废掺量、力学性能与节能效果等方面已取得显著突破，在国家“双碳”战略与绿色建材产业政策的驱动下，具有广阔的市场前景和推广价值。

关键词：免烧灰砖；固体废弃物；资源化利用；绿色建材；工程应用

1 引言  

我国是全球最大的建材生产国与消费国，传统烧结黏土砖的生产不仅消耗大量土地资源，其高温煅烧过程更伴随着巨大的能源消耗与碳排放。与此同时，工业化和城镇化进程产生了巨量固体废弃物——建筑垃圾占城市固体废弃物的30%—40%，粉煤灰、尾矿渣、冶炼渣等大宗工业固废的年产生量同样居高不下。如何将这些“放错位置的资源”转化为可用的建筑材料，成为建材行业绿色转型的关键课题。

免烧灰砖正是在这一背景下应运而生的新型墙体材料。其以粉煤灰、煤渣、尾矿渣、冶炼废渣、建筑垃圾等一种或多种固废为主要原料，不经高温煅烧而制成，是我国“保护农田、节

约能源、因地制宜、就地取材”建材发展总方针下的重要产物。近年来，随着固废活化技术、材料配合比优化和自动化生产装备的持续进步，免烧灰砖的力学性能与耐久性不断提升，已从试验研究阶段迈向规模化工程应用。本文将从制备技术、工程案例和政策支持三个维度，对免烧灰砖的发展现状进行系统梳理与深入分析。 

2 免烧灰砖制备技术

2.1 原料体系与固废适用性

免烧灰砖的原料体系具有高度的灵活性和地域适应性，可根据当地固废资源禀赋灵活调配。粉煤灰是应用最为广泛的原料之一，其玻璃微珠形态赋予了良好的火山灰活性，在碱性环境下可与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙（C-S-H）凝胶，提供后期强度增长。尾矿渣、冶炼渣类原料含有丰富的硅铝质组分，经机械活化和化学激发后可参与胶凝反应。建筑垃圾破碎筛分后获得的再生集料则可替代天然砂石作为骨料使用，实现“垃圾资源化”。此外，氨碱白泥、磷石膏、污泥焚烧灰渣等非常规固废也被纳入免烧砖原料体系，拓展了固废消纳的覆盖范围。

以青岛地铁项目为例，研究人员通过对工程渣土进行矿物成分与颗粒组成分析，明确了颗粒级配、粒径分布和含泥量是影响免烧砖性能的三个关键因素，并据此研发了高性能复合碱性激发剂。攀钢则利用提钛尾渣生产免烧砖，固废资源含量高达91%，提钛尾渣掺量达到35%。

2.2 核心工艺参数

免烧灰砖的制备工艺流程主要包括原料预处理、计量配料、混合搅拌、压制成型、养护等环节。其中，压制成型和养护制度是决定制品性能的核心工序。

在成型工艺方面，免烧砖普遍采用高吨位静压机压制成型，依据材料的接触硬化原理，在高压下使粉末颗粒间距缩小，形成结构键。研究表明，成型压力对免烧砖强度具有显著影响。以生态烧结料为主要原料的试验表明，当成型压力为20 MPa时，在m（生态烧结料）∶m（水泥）∶m（炉渣）∶m（废砖石）=45∶15∶15∶25的条件下，免烧砖的7 d和28 d抗压强度分别达到12.98 MPa和16.04 MPa，符合JC/T 422—2007《非烧结垃圾尾矿砖》MU15等级要求

在养护制度方面，免烧砖多采用自然养护或常压蒸汽养护，避免了烧结砖所需的高温窑炉。粉煤灰的火山灰反应在碱性激发条件下缓慢进行，持续贡献后期强度。福州大学研发的高性能粉煤灰免烧砖工艺中，通过加入熟石灰激发粉煤灰活性、加入天然半水石膏提升后期强度，并将粉煤灰掺量提高至80%以上，解决了传统配方中粉煤灰掺量低、性能较差以及耐水软化不足的难题。

2.3 强度形成机理

免烧灰砖的强度形成主要依靠物理致密化与化学胶凝化的协同作用。物理层面，高压成型使原料颗粒紧密堆积，减少孔隙率，形成初始强度骨架。化学层面，水泥水化生成的C-S-H凝胶和氢氧化钙与粉煤灰等活性材料发生火山灰反应，持续生成水化硅酸钙、水化铝酸钙和钙矾石等胶凝产物，将骨料颗粒包裹交联成致密的网状结构，保障免烧砖的长期强度与耐久性。

花岗岩风化土制备免烧砖的研究进一步证实了这一机理。当风化土与水泥配比为1∶1时，制备的免烧砖28 d抗压强度达24.87 MPa，软化系数达97.12%，抗冻系数达90.66%，展现了优异的力学性能和抗冻耐久性。这得益于水泥水化产物与风化土中活性矿物的充分反应，形成了致密的微观结构。

3 工程应用案例分析

3.1 常熟董浜中心卫生院迁建工程

常熟市董浜中心卫生院迁建工程是免烧自保温多孔砌块在医疗建筑领域的典型应用案例。该项目新建总建筑面积约10351平方米，外墙100%采用免烧自保温多孔砌块产品，选用规格为190 mm×390 mm×154 mm（强度等级MU10.0），应用总面积约10200平方米。

该产品以自来水厂尾泥、盾构土、建筑渣土、粉煤灰等一般固废为主要原料，在常温常压下生产，无需采取外保温措施即可满足江苏省居住建筑75%节能标准，年减少空调能耗约15%。与传统外墙保温系统相比，该方案省去了保温层施工工序，有效缩短工期约3—6个月，减少了脚手架租赁成本和房企融资成本。该项目已入选江苏省公建中心“绿色建材推广目录”。同期，该产品还成功入选住建部科技与产业化发展中心“好房子”建设适用建材产品清单，2025年12月又入选生态环境部成果转化案例。

3.2 武汉某33层商住楼应用案例

在高层建筑领域，粉煤灰陶粒免烧砖通过轻质骨料替换技术，将单砖容重控制在1400 kg/m³，较传统材料减重30%以上。武汉某33层商住楼应用案例显示，采用该砖砌筑的填充墙使建筑总重量减少1200吨，相当于减少3000立方米混凝土用量，显著降低了桩基荷载与地下结构造价。

该项目还展示了突出的节能效益。粉煤灰陶粒免烧砖通过多孔骨料与密实胶凝相的协同作用，实现导热系数0.35 W/(m·K)的优异性能，较普通混凝土砖降低约40%。这一数据在夏热冬冷地区的高层住宅中具有重要的工程价值——墙体传热造成的能耗占建筑总能耗的25%—30%，免烧砖的低导热系数可以直接转化为空调能耗的实质性降低。

3.3 攀钢提钛尾渣免烧砖项目

攀钢作为攀西钒钛资源综合利用的龙头企业，每年产生近700万吨高炉渣。为解决提钛尾渣的资源化利用难题，攀钢投资建成了攀枝花市设备最先进、产品质量最优的免烧砖试验线，该线于2025年5月正式运行，具有自动化程度高、计量精度高、低能耗、低粉尘、低噪音等特点。生产线理论产量可达8000块/小时，年产量可达1000万块以上，通过更换模具即可生产标砖、路面砖、植草砖、透水砖、路沿石、自保温砌块等多品类免烧建材制品。该项目运行模式成功后，攀钢将以此为蓝本扩大生产线建设。

上述三个案例从公共建筑、高层住宅到工业固废企业内部消纳，覆盖了免烧灰砖工程应用的主要场景，充分验证了该技术在节能、减排、降本方面的综合效益。

4 国家相关政策扶持

免烧灰砖产业的快速发展离不开国家层面系统性的政策支撑。近年来，从固废治理、绿色建材推广到财税激励，国家形成了多维度的政策扶持体系。

在固废综合治理方面，2025年12月国务院印发《固体废物综合治理行动计划》，明确提出加强冶炼渣、尾矿、赤泥、建筑垃圾等大宗固体废弃物的综合利用，要求推动重点行业固体废物产生量与综合消纳量逐步实现动态平衡，到2030年大宗固体废弃物年综合利用量达到45亿吨。2024年国务院办公厅印发的《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》进一步明确了粉煤灰、煤矸石、冶炼渣等工业固废的年利用量目标和综合利用率目标。

在绿色建材推广方面，工业和信息化部等十部门联合印发的《绿色建材产业高质量发展实施方案》提出，到2026年绿色建材年营业收入超过3000亿元，年均增长10%以上，培育30个以上特色产业集群，建设50项以上绿色建材应用示范工程。该方案特别强调发展循环经济，鼓励创建“无废企业”，逐步扩大工业固体废弃物在绿色建材中的使用范围。住建部印发的《新型建材推广应用可复制经验做法清单》则系统梳理了各地推进绿色建材应用的成熟机制与创新举措，为产业推广提供了实践指南。

在财税激励方面，国家对利用固废生产建材的企业给予多重税收优惠：资源综合利用产品享受增值税即征即退政策（退税比例30%—70%）；企业以目录规定的资源为主要原材料生产的产品取得的收入，减按90%计入应纳税所得额；综合利用的固体废物符合国家和地方环境保护标准的，免征环境保护税。此外，国家发改委《节能降碳中央预算内投资专项管理办法》明确对尾矿、粉煤灰、冶金渣、建筑垃圾等固废综合利用项目予以中央预算内资金支持，补贴比例按不超过项目总投资的15%控制。

5 现存挑战与发展展望

尽管免烧灰砖技术取得了长足进展，但在大规模推广中仍面临若干共性挑战。一是原料品质波动问题——不同来源的粉煤灰、渣土等固废在化学成分、颗粒级配方面差异较大，给配合比设计与产品质量稳定性带来不确定性。二是耐久性研究尚不充分——免烧砖在冻融循环、碳化、氯离子侵蚀等长期环境作用下的性能演变数据积累有限，制约了在高寒、沿海等特殊环境中的应用推广。三是标准体系有待完善——部分免烧砖产品仍沿用通用砌筑材料标准，缺乏针对不同固废基免烧砖的专项产品标准和施工应用规范。

面向未来，免烧灰砖技术可在以下方向深化发展。一是构建基于原料大数据与人工智能算法的智能配合比优化系统，实现原料波动的实时自适应调整。二是系统开展免烧砖的多环境因素耐久性研究，建立涵盖冻融、碳化、干湿循环等多维度的寿命预测模型。三是推进免烧自保温砌块的“结构-保温一体化”设计，在更高能效标准下发挥轻质高强的综合优势。四是完善从原料评价、产品标准到施工规范的全链条标准化体系，为工程应用提供更充分的技术保障。

随着国家“双碳”战略的深入推进和绿色建材产业政策的持续加码，免烧灰砖作为固废消纳量大、生产能耗低、产品性能可靠的新型墙体材料，必将在未来建筑工业化与绿色建造中发挥更加重要的作用。

参考文献

[1] 左妹华，杨延飞. 基于全生命周期的高强再生集料免烧砖性能优化与应用研究[R]. 惠州学院国家级大学生创新训练计划项目，2025.

[2] 杜洪涛，徐振，林安，等. 工程渣土制备高性能免烧砖技术研究与应用[R]. 青岛青铁环保科技有限公司，信德（深圳）城市建筑环保科技有限公司，2025.

[3] 张超，张子龙，黄伟，等. 一种高性能粉煤灰免烧砖制备方法[P]. 福州大学，2023.

[4] 生态烧结料制备免烧砖试验研究[J]. 新型建筑材料，2024(4): 28-31.

[5] 国务院. 固体废物综合治理行动计划[Z]. 国发〔2025〕14号，2025.

[6] 工业和信息化部等十部门. 绿色建材产业高质量发展实施方案[Z]. 工信部联原〔2023〕261号，2023.

[7] 国家发展改革委. 节能降碳中央预算内投资专项管理办法[Z]. 发改环资规〔2024〕338号，2024.

[8] 煤矸石、粉煤灰、冶金渣综合利用支持政策汇总[R]. 国家固废技术情报共享平台，2025.