新型墙体材料在建筑工程中的应用

新型墙体材料在建筑工程中的应用一、立题的意义在我国，目前正面临着这样一个事实：耕地面积占世界耕地面积不足7%，却要养育着占世界27%的人口；据统计，到2000年底，我国人均耕地不足1.51亩，仅为世界人均耕地的45%，而到2030年，若人口达到预测的16亿高峰时，我国的耕地因建设占用、生态退耕、灾害损毁等因素，将减少到18亿亩左右，人均耕地将不足1.2亩。长期以来，砖是我国砌筑墙体的主要材料。1990年我国共生产墙体材料4500亿块标准砖，产量居世界第一，其中95%是实心粘土砖。按此产量计算，需挖土9亿立方米，折合挖田8万亩，相当于一个县的可耕地量。与之相随的是巨大的能耗和污染，其生产能耗加建筑采暖能耗接近全国总能耗的15%；墙体材料年运输量占全国短途运输的六分之一。另一方面，改革开放以来，伴随着国民经济的不断发展，人们生活水平不断提高，“住”成为人们十分关心的问题，住房建设发展迅猛，保土种田与毁地建房，吃与住的矛盾日益尖锐，因此，发展新型墙体材料势在必行。新型墙体材料已经推广三十多年，但实施中尚存在不少问题，主要有：（一）按设计计算使用新墙体材料可节省工程造价3%-5%，但施工中加上各种措施费，实际上造价并没有节省，有待进一步研究总结；（二）新墙体材料施工工艺要求较高，施工人员培训不够，墙体砌筑、安装质量不易保证；部分轻型砌体不够坚固，加上砌体与毗邻构件、构筑物粘结材料干缩率不一致，引起裂缝、渗漏；水电管线暗埋较难处理，还存在诸如保温隔热、防潮、隔音等问题；以致有的建设单位（业主）、施工单位不愿使用。（三）一些新墙体材料的研究报告，系由材料制造单位编制，存在推介产品性质，有片面性，不便作为选材的依据。（四）各级政府虽极力推广使用新型墙体材料，但由于建设单位、施工单位在使用新型墙体材料后遇到墙体开裂、渗水，抹灰脱落从而污染、损坏室内装修等问题，且目前粘土砖造价仍低于一般的新型墙体材料，给新墙体材料推广使用带来困难，应认真研究降低新墙体材料使用成本。因此，除了各级政府下大力气抓这个工作外，还需使用企业及各级科研设计技术部门全面进行研究，以正确解决上述存在的问题，加快新型墙体的推广应用。二、国内外新型墙体材料的应用状况（一）国外发展状况新型墙体材料，在世界范围难有一个确切定义。在我国，大体指实心粘土砖外的建筑墙体材料。和传统的实心粘土砖相比，新型墙体材料有节能、节土、轻质、保护环境等优点。有人曾将美国芝加哥的西尔斯大厦与北京饭店（东楼）作比较，西尔斯大厦高113层，建筑总重量6万吨；北京饭店（东楼）高20层，建筑总重量却达5万吨，其原因在于西尔斯大厦采用了新型、轻质的墙体材料，如果北京饭店（东楼）采用同样的墙体材料，则可以建成80层的摩天大楼，新型墙体材料的优势可见一斑。工业发达国家新型墙体材料占墙体材料总量的90%以上，而我国差距尚很大。为此，我国党和国家，以及各级政府，都非常重视新型墙体材料的发展和应用。（二）国内发展状况及推进新型墙体材料应用的相关政策、法规1992年，国务院发出了《国务院批转国家建材局等部门关于加快墙体材料革新和推广节能建筑意见的通知》（国发[1992]66号），同年，广州市政府发布了《广州市墙体材料革新若干规定》（广州市人民政府1992年9月5日发布）。《规定》共十七条，对新型墙体材料的开发、生产、推广和应用，以及对实心粘土砖的生产和使用限制都提出了明确的要求，并明确设立墙体材料革新专项资金，以支持及推广使用新型墙体材料。1995年，国家环境保护局、农业部、国家土地管理局、国家建筑材料工业局联合发出了《关于加强砖瓦行业环境保护工作的通知》（环然（1995）394号），对新型墙体材料革新和实心粘土砖的生产和使用的限制等方面都提出了严格的要求。2000年5月11日，广州市政府又公布了第15号通告，明确规定，市辖各区以及广州市经济技术开发区和广州保税区，自2000年6月1日起，新建、改建、扩建的建筑物，禁止使用实心粘土砖；在市辖各区以及广州经济技术开发区和广州保税区范围内，自2000年6月1日起，不得生产实心粘土砖，对违反通告规定，违反有关法律、法规的行为，制定了罚款、依法处理、追究刑事责任等惩处规定。三、广州市关于新型墙体材料的定义及应用情况（一）新型墙体材料的范围《广州市墙体材料革新若干规定》（广州市人民政府1992年9月5日发布）第四条明确规定新型墙体材料是指具有节能、利废、省土、轻质和多功能等特点的墙体材料。（二）新型墙体材料的分类广州市目前已能生产并形成一定生产规模的新型墙体材料品种共有20多种，按砖、砌块、轻质墙板三类进行划分，可表述如下：1、砖类：承重多孔粘土砖、非承重空心粘土砖、灰砂砖、空心灰砂砖、空心页岩砖等。2、砌块类：普通混凝土空心砌块、陶粒混凝土砌块，珍珠岩混凝土砌块等。3、轻质墙板类：薄板类有埃特尼特板；条板类有GRC板、镀锌钢丝网空心墙板；复合板类有泰珀板、轻质隔热夹心板（GY板）、彩钢复合板、钢丝网复合墙板等。四、广州地区应用较普遍（主要）的几种新型墙体材料的性能总结在广州地区，目前应用较普遍、工艺（生产及应用）较成熟的几种主要新型墙体材料有：灰砂砖、空心粘土砖、陶粒混凝土砌块（陶粒砖）、蒸压加气混凝土砌块、普通混凝土砌块（包括空心混凝土砌块）、膨胀珍珠岩砌块、GRC板等。通过在工程中应用多种墙体材料的实践经验，下面我们总结了灰砂砖等几种墙体材料的生产、使用情况、存在的问题及相关建议等。（一）灰砂砖灰砂砖是以石灰和河砂为原料，经混合压制成型、蒸气高温高压处理而成的新型墙体材料，具有强度高、外型整齐、经久耐用、不用毁田取土等特点，广泛应用于工业与民用建筑。1、品性能规格如表-1表-1项目规格（mm）长×宽×高空心率%容重kg/m3抗压强度Mpa收缩率mm/m吸水率%DF240×115×530≤1850≥100.3~0.4＜152DF240×115×11512≤16003DF240×175×11526≤1400产品执行GB11945-89国家标准2、适用范围广泛应用于各种工业与民用建筑，可作承重及非承重墙体使用。3、优缺点：1）优点：（1）应用范围广，可作承重及非承重墙体使用；（2）外型整齐、尺寸正确，尤其是实心灰砂砖砌块与红砖（实心粘土烧结砖）尺寸相同，因而使用方便，易于被接受；（3）强度高，耐久性好，尤其是禁止使用红砖后，可替代红砖作为地下室隔墙，露天围护墙体等使用；（4）应用较早，工艺较成熟。2）缺点：（1）容重较大，特别是实心灰砂砖，其容重与红砖相差无几，因而节能及经济效果不是特别明显。（2）因产品吸水率较大，容易引起墙体抹灰层干缩而出现裂缝等现象，施工时应引起注意，采取有效措施避免。（二）页岩（粘土）空心砖页岩烧结砖（简称页岩砖），是采用沙质页岩土为原料，掺配一定份量的工业废渣粉煤灰，经多级破碎、陈化、砖坯制备、高温烧结而成的块体。页岩砖分为普通页岩砖和空心页岩砖。粘土空心砖是用粘土、适量粉煤灰经烧结而成。按92年《市墙体材料革新若干规定》，孔洞率超过15%的空心粘土砖仍属新型墙体材料，但根据99年10月国务院办公厅转发国家八部委局《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》中明确规定：从2000年6月1日起，沿海城市和其他土地资源稀缺的城市，禁止使用实心粘土砖，并根据可能的条件限制其他粘土制品的生产和使用。因此，随着新型墙体材料应用的不断推广和技术不断革新，粘土空心砖在广州市将因逐渐加强限制而退出历史舞台。1、物理力学性能1）抗压强度：普通页岩砖、承重粘土空心（多孔）砖抗压强度为10~30Mpa。页岩空心砖、非承重粘土空心砖抗压强度为2~5Mpa。2）热工性能：比普通红砖保温、隔热性能好。3）防火性能：一般红砖为4.5小时，而20孔的承重粘土空心砖为9.5小时，比普通红砖要好。4）隔音性能好。3、优缺点：1）优点：具有良好的保温、隔热、隔音性能，空心砖的重量仅为红砖的70-80%，整体工程费用低，符合节地、节能方针，而且容易为住户所接受。2）缺点：仍然需要耗用部分粘土。通过我们实地调查可知，即使是页岩砖的生产中，为了改善原料之间的粘结性，仍掺有少量粘土；块小，操作时较不经济；部分页岩（粘土）空心砖表面平整度较差，增加抹灰工作量。2、规格尺寸如表-2表-2类别序号产品规格（mm）（长×宽×高）容重(kg/m3)每立方米数量(块/m3)用途页岩烧结空心砖1240×180×90代替180实心砖用于外墙围护及分户墙2240×140×1151100级同上3240×180×115可侧砌代替单圩实心砖墙用于户内隔墙页岩烧结普通砖4240×115×53可砌240、180、120承重墙5240×90×53用作空心砖配6240×140×53砖类别序号产品规格（mm）（长×宽×高）容重(kg/m3)每立方米数量(块/m3)用途粘土烧结类烧结多孔砖(承重)7240×140×901210330.7砌140厚承重墙8240×115×901230402.6砌120、240厚承重墙9190×90×901250649.8砌90、180厚承重墙烧结空心砖10240×190×90950244砌90、180厚承重墙11240×170×90960272砌180、90厚承重墙12240×180×115930201砌180、120厚承重墙13240×170×115940213砌180、120厚承重墙14240×140×115950259砌140、120厚承重墙烧结粉煤灰砖15250×115×531400684砌240、180、120厚非承重墙16190×90×5314001103用作90空心砖墙门、窗洞、压顶隔热17170×90×5314001233说明：表-2中及报告中XXX厚墙即表XXXmm厚墙，如140厚墙即表示140mm厚墙。（三）陶粒混凝土砌块陶粒混凝土砌块，是以轻质粘土陶粒作为骨料而生产的实体或空心混凝土砌块。轻质粘土陶粒是用粘土在双筒回转窑内高温焙烧膨胀而成，是一种人造轻骨料，其内部具有无毛细现象的蜂巢状多孔结构，具有导热系数低、吸水率小、强度高等特点，同时具有良好的防潮、抗冻、隔音等性能。早在60多年代中期，广州市建筑材料工业研究所研制成功并烧制出广州市第一批陶粒，1966年广州市投资兴建了年产1万m3陶粒的生产车间，但后来生产设备及厂房都改作他用，没有生产陶粒制品。1981年，国家建材工业部利用丹麦政府提供的无息贷款以卖方信贷方式引进丹麦轻质陶粒及砌块生产设备，与广州市政府合资兴办广州市华穗轻质陶粒制品厂，1986年开始施工，1990年12月正式验收投产。1、规格尺寸如表-3表-3系列型号规格（mm）（长×宽×高）空心率(%)件数/m3抗压强度(Mpa)容重kg/m3技术性能备注190系列190L-3.5390×190×19039.771≥3.5≤750导热系数0.35w/m.k吸水率＜15%隔音效果45分贝(9cm加抹灰)S-实心砌块L-长390mmM-长190mN-长90m3.5—墙厚35mm4.5—墙厚190L-4.5390×190×19028.271≥3.5(5.0)≤750(850)190M-3.5190×190×19035.0046≥3.5/5.0≤750190M-4.5190×190×19024.5046≥3.5≤750/850140T系列140L-3.5390×140×19032.496.4≥3.5/5.0≤750140L-4.5390×140×19018.096.4≥3.5≤750/850140M-3.5190×140×19027.2198≥3.5/5.0≤750140M-4.5190×140×19012.9198≥5.0≤750/850140SL390×140×190096.4≥5.0≤850140SM190×140×1900198≥5.0≤850140SN90×140×1900418≥3.5≤850115系列115L-3.5390×110×19028.6117.4≥3.5≤750115M-3.5190×115×19014241≥3.5≤75090系列90L-