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摘要:随着我国建设资源节约型社会工作的逐渐深入,许多城市已经限制使用实心普通砖;墙体材料革新已经成为我国土地资源可持续发展战略的重要内容。从20世纪90年代开始国家逐步对小砌块的生产及工程应用制定了必要的政策、规范,自此小砌块进入了全面发展。
关键词:混凝土;空心;砌块;现状;发展
随着我国建设资源节约型社会工作的逐渐深入,许多城市已经限制使用实心普通砖;墙体材料革新已经成为我国土地资源可持续发展战略的重要内容。从20世纪90年代开始国家逐步对小砌块的生产及工程应用制定了必要的政策、规范,自此小砌块进入了全面发展。
1.砌块的种类
混凝土小型空心砖按粗骨料的种类分为:普通小砌块和轻集料小砌块;按用途分为:保温型、承重保温型、承重型小砌块、装饰砌块;按砌块空洞数分为:实心、单排孔、双排孔、多排孔小砌块。
2.小砌块建筑的优势
2.1节约能源
生产1 m3的小砌块用标准煤约30kg,而生产传统墙材实心普通砖1m3则用标准煤约114kg,生产实心页岩转1 m3用标准煤的136kg。l m3小砌块的生产能耗只占实心普通砖和实心页岩砖的26.3%和22.1%。
2.2节约土地资源
混凝土小砌块不使用黏土,不会破坏耕地和土地资源,利用工业废渣,如煤渣、粉煤灰、自然煤矸石、磷渣、矿渣等工业废渣可以生产轻骨料混凝土小砌块;也可以将粉煤灰、磨细的煤渣、矿渣、磷渣取代部分水泥,加入极少量的外加剂,可以生产高性能砌块。
2.3适用范围广、经济合理
与加气混凝土砌块等相比,混凝土小型砌块不但可以作为墙体填充材料,高性能的砌块也可作为承重砌块。据综合分析,混凝土小型砌块承重墙体厚度薄,相同建筑面积的砌块住宅比砖混住宅的使用面积要多2%~3%,而造价基本持平;与普通钢筋混凝土结构建筑相比有明显的经济优势,经测算小型砌块住宅比普通框架结构住宅每平方米造价降低约150~200元。小型砌块建筑是继砖混结构之后多层住宅建筑建造价最低的建筑体系。
2.4可持续发展
生产混凝土小型砌块可减少环境污染,保护生态平衡,既能满足当代人的需要,又不危害后代人的经济发展与社会进步,符合我国资源可持续发展战略。
3.小砌块建筑存在的主要问题
3.1生产设备落后
小型砌块的生产工艺大致分为四个环节,即原材料制备、成型、转运养护、码垛。这四个环节的设备性能优劣程度直接影响砌块的产品质量和生产效率,目前国内的部分企业生产设备成旧、自动化水平低、管理不严,导致许多小砌块的性能指标达不到标准要求,强度低且缺棱掉角,产品质量差。
3.2小砌块养护不到位
小砌块在厂内的自然养护龄期和蒸汽养护期及其后的停放期总时间必须确保28d,但有的厂房为了增加产量,获取利润,小砌块自然养护7~10d即出厂,出厂前砌块无防雨和排水措施,因此,小砌块相对含水率超标,上墙后干缩率大,容易导致墙体开裂。
3.3单一小砌块墙体保温隔热效果差
在各类小砌块中,陶粒小砌块保温隔热性能相对较好,根据《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》,190mm厚的单排孔陶粒(500级)小砌块其热阻仅为0.43m2.K/W。在我国以往的各类砌块建筑中,绝大多数墙体采用保温隔热性能较差的190mm厚单排孔混凝土小型空心砌块,使得多数建筑墙体的热工性能差、能耗高。
3.4小砌块建筑易出现裂缝
小砌块的含水率相对较大,混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩,在自然养护28d后,其干缩约完成60%,在装修抹灰后又进行一次干缩,会产生很大的拉应力,当拉应力超过砌体的抗拉强度后,易在梁底、柱边、窗边等部位出现干缩裂缝。
3.5小砌块砌体结构技术尚不完善
目前小砌块在应用中均沿用了国外的做法,即在小砌塊的孔洞中插入一根钢筋并浇筑混凝土形成芯柱,达到砌块结构形成整体的目的。但是这类做法也存在诸多弊端,一是设置芯柱数量过多,根据我国有关规范、标准规定,内外墙连接处、外墙转角处、内墙交接处及洞口两侧均需设芯柱若干个,如此一栋6层建筑将设置数千个芯柱,这无疑对施工操作造成一定困难,不利于保证工程质量。二是众多数量的芯柱至今没有解决如何检查其浇筑混凝土的质量和钢筋的连接问题,许多工程存在着芯柱空洞或离析、钢筋弯折或无搭接等问题。
4.小砌块建筑发展
4.1 生产模式转变
由于小企业的生产设备落后,管理措施不当,其砌块产品质量较差,为工程质量埋下隐患;随着科技的不断进步和对砌块产品质量要求的日益提高,传统的粗放型生产模式将发展为集约化、自动化的模式。小企业将逐渐减少,取而代之的是拥有高度自动化的生产设备、管理体系完善的大企业,这将有利于保证砌块产品质量,规范砌块市场。
4.2因地制宜发展小砌块
我国各地具有不同的资源,随着实心普通砖的限制使用,充分利用当地的资源发展小砌块替代实心普通砖。根据不同的当地资源,东北三省、内蒙、山西等地可广泛发展火山渣和浮石混凝土小砌块;北京、天津、安徽、云南、新疆等地可发展页岩陶粒、粉煤灰陶粒混凝土小砌块,山东、河南等地可发展煤矸石和煤渣混凝土小砌块等。
4.3小砌块建筑节能措施多样化
小砌块建筑向节能建筑发展是历史的必然。针对目前严峻的能源形式,应在小砌块建筑中采用不同的节能措施。使小砌块建筑达到节能要求的有效途径是将小砌块与高效保温材料构成复合墙体。
目前主要包括内保温、夹心保温及外保温三种形式。内保温是将保温材料置于建筑物内侧,但热桥、结露等问题解决起来有一定的困难,目前主要用于南方地区建筑隔热;夹心保温做法效果好,但对墙体厚度要求较高,主要用于北方严寒地区;外保温做法即能保护主体结构,又能减少温度应力对房屋结构的破坏作用,增加房屋的使用寿命,在我国许多地方广泛应用。
5.结语
混凝土小型空心砌块具有节能、节地、减少环境污染,保持生态平衡的优点,符合我国建筑节能政策和资源可持续发展战略,已被列入国家墙体材料革新和建筑节能工作重点发展的墙体材料之一。只要生产企业、设计、施工、监督等单位人员提高技术水平,确保产品及工程质量,认真解决小砌块生产和应用中的问题,我国的小砌块及小砌块建筑一定会快速、健康、可持续的发展下去。
参考文献
[1]张林峰.建筑施工技术.北京:高等教育出版社,2002.
[2]李丽华.建筑钢结构技术.北京:机械工业出版社,2004.
关键词:混凝土;空心;砌块;现状;发展
随着我国建设资源节约型社会工作的逐渐深入,许多城市已经限制使用实心普通砖;墙体材料革新已经成为我国土地资源可持续发展战略的重要内容。从20世纪90年代开始国家逐步对小砌块的生产及工程应用制定了必要的政策、规范,自此小砌块进入了全面发展。
1.砌块的种类
混凝土小型空心砖按粗骨料的种类分为:普通小砌块和轻集料小砌块;按用途分为:保温型、承重保温型、承重型小砌块、装饰砌块;按砌块空洞数分为:实心、单排孔、双排孔、多排孔小砌块。
2.小砌块建筑的优势
2.1节约能源
生产1 m3的小砌块用标准煤约30kg,而生产传统墙材实心普通砖1m3则用标准煤约114kg,生产实心页岩转1 m3用标准煤的136kg。l m3小砌块的生产能耗只占实心普通砖和实心页岩砖的26.3%和22.1%。
2.2节约土地资源
混凝土小砌块不使用黏土,不会破坏耕地和土地资源,利用工业废渣,如煤渣、粉煤灰、自然煤矸石、磷渣、矿渣等工业废渣可以生产轻骨料混凝土小砌块;也可以将粉煤灰、磨细的煤渣、矿渣、磷渣取代部分水泥,加入极少量的外加剂,可以生产高性能砌块。
2.3适用范围广、经济合理
与加气混凝土砌块等相比,混凝土小型砌块不但可以作为墙体填充材料,高性能的砌块也可作为承重砌块。据综合分析,混凝土小型砌块承重墙体厚度薄,相同建筑面积的砌块住宅比砖混住宅的使用面积要多2%~3%,而造价基本持平;与普通钢筋混凝土结构建筑相比有明显的经济优势,经测算小型砌块住宅比普通框架结构住宅每平方米造价降低约150~200元。小型砌块建筑是继砖混结构之后多层住宅建筑建造价最低的建筑体系。
2.4可持续发展
生产混凝土小型砌块可减少环境污染,保护生态平衡,既能满足当代人的需要,又不危害后代人的经济发展与社会进步,符合我国资源可持续发展战略。
3.小砌块建筑存在的主要问题
3.1生产设备落后
小型砌块的生产工艺大致分为四个环节,即原材料制备、成型、转运养护、码垛。这四个环节的设备性能优劣程度直接影响砌块的产品质量和生产效率,目前国内的部分企业生产设备成旧、自动化水平低、管理不严,导致许多小砌块的性能指标达不到标准要求,强度低且缺棱掉角,产品质量差。
3.2小砌块养护不到位
小砌块在厂内的自然养护龄期和蒸汽养护期及其后的停放期总时间必须确保28d,但有的厂房为了增加产量,获取利润,小砌块自然养护7~10d即出厂,出厂前砌块无防雨和排水措施,因此,小砌块相对含水率超标,上墙后干缩率大,容易导致墙体开裂。
3.3单一小砌块墙体保温隔热效果差
在各类小砌块中,陶粒小砌块保温隔热性能相对较好,根据《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》,190mm厚的单排孔陶粒(500级)小砌块其热阻仅为0.43m2.K/W。在我国以往的各类砌块建筑中,绝大多数墙体采用保温隔热性能较差的190mm厚单排孔混凝土小型空心砌块,使得多数建筑墙体的热工性能差、能耗高。
3.4小砌块建筑易出现裂缝
小砌块的含水率相对较大,混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩,在自然养护28d后,其干缩约完成60%,在装修抹灰后又进行一次干缩,会产生很大的拉应力,当拉应力超过砌体的抗拉强度后,易在梁底、柱边、窗边等部位出现干缩裂缝。
3.5小砌块砌体结构技术尚不完善
目前小砌块在应用中均沿用了国外的做法,即在小砌塊的孔洞中插入一根钢筋并浇筑混凝土形成芯柱,达到砌块结构形成整体的目的。但是这类做法也存在诸多弊端,一是设置芯柱数量过多,根据我国有关规范、标准规定,内外墙连接处、外墙转角处、内墙交接处及洞口两侧均需设芯柱若干个,如此一栋6层建筑将设置数千个芯柱,这无疑对施工操作造成一定困难,不利于保证工程质量。二是众多数量的芯柱至今没有解决如何检查其浇筑混凝土的质量和钢筋的连接问题,许多工程存在着芯柱空洞或离析、钢筋弯折或无搭接等问题。
4.小砌块建筑发展
4.1 生产模式转变
由于小企业的生产设备落后,管理措施不当,其砌块产品质量较差,为工程质量埋下隐患;随着科技的不断进步和对砌块产品质量要求的日益提高,传统的粗放型生产模式将发展为集约化、自动化的模式。小企业将逐渐减少,取而代之的是拥有高度自动化的生产设备、管理体系完善的大企业,这将有利于保证砌块产品质量,规范砌块市场。
4.2因地制宜发展小砌块
我国各地具有不同的资源,随着实心普通砖的限制使用,充分利用当地的资源发展小砌块替代实心普通砖。根据不同的当地资源,东北三省、内蒙、山西等地可广泛发展火山渣和浮石混凝土小砌块;北京、天津、安徽、云南、新疆等地可发展页岩陶粒、粉煤灰陶粒混凝土小砌块,山东、河南等地可发展煤矸石和煤渣混凝土小砌块等。
4.3小砌块建筑节能措施多样化
小砌块建筑向节能建筑发展是历史的必然。针对目前严峻的能源形式,应在小砌块建筑中采用不同的节能措施。使小砌块建筑达到节能要求的有效途径是将小砌块与高效保温材料构成复合墙体。
目前主要包括内保温、夹心保温及外保温三种形式。内保温是将保温材料置于建筑物内侧,但热桥、结露等问题解决起来有一定的困难,目前主要用于南方地区建筑隔热;夹心保温做法效果好,但对墙体厚度要求较高,主要用于北方严寒地区;外保温做法即能保护主体结构,又能减少温度应力对房屋结构的破坏作用,增加房屋的使用寿命,在我国许多地方广泛应用。
5.结语
混凝土小型空心砌块具有节能、节地、减少环境污染,保持生态平衡的优点,符合我国建筑节能政策和资源可持续发展战略,已被列入国家墙体材料革新和建筑节能工作重点发展的墙体材料之一。只要生产企业、设计、施工、监督等单位人员提高技术水平,确保产品及工程质量,认真解决小砌块生产和应用中的问题,我国的小砌块及小砌块建筑一定会快速、健康、可持续的发展下去。
参考文献
[1]张林峰.建筑施工技术.北京:高等教育出版社,2002.
[2]李丽华.建筑钢结构技术.北京:机械工业出版社,2004.