近几年来墙体材料发展很快,1987年实际产量为4026.8亿块,1994年上升到6874亿块,增长了70 %(见表2-1-1)。
表2-1-1 各种墙体材料产量增长情况
新型墙体材料1987年为184.5亿块,1994年增长到933.39亿块(见表2-1-2)增长了五倍多,新型墙体材料在墙体材料总量中的比例由4.58 %上升到13.58 %,约折合为748.89亿块标准砖,这是墙体材料改革所取得的重大成绩。
从新型墙体材料产量比较大的几种产品来看,其在墙体材料中所占比例仍然很小(见表2-1-2)。
表2-1-2 各种墙体材料的产量和所占比例
续表
新型墙体材料产品品种较多(见表2-1-3),并有了很快的发展,但原来基数小,有的从无到有,即使翻一番、翻二番后,在墙体材料中所占比例仍然很小,只有促使各种新型墙体因地制宜地更快地发展,才能改变这种不合理的产品结构,以达到节能、保护耕地、综合利用工业废渣、节约社会运输力和促进建筑技术进步的目的。
表2-1-3 新型墙体材料产品品种
现将几种产量较大和发展较快的新型墙体材料简述如下:
掺有粉煤灰、煤矸石、炉渣等可烧性工业废渣的内燃砖,既能减少大量能耗,又能节约粘土,有些还能降低重量。内燃砖在改变粘土实心砖生产工艺方面所需的投资很小,作为新型墙体材料,到1994年产量为363.5亿块,占墙体总量的5.3 %,是新型墙体材料中产量最大的一种,在调整产品结构时,应重视粘土内燃砖的发展,积极扩大这种产品的产量。
加气混凝土近几年也取得了较快的发展,生产厂从1985年的60个,增至1990年的85个,1995年发展到133个,年生产能力达到670万m 3 ,覆盖29个省、市、自治区。其中:灰砂加气混凝土生产线56条,年生产能力216.6万m 3 ;粉煤灰加气混凝土生产线77条,年生产能力为453.5万m 3 。
框架结构的建筑,不少是用加气混凝土作为外墙和内墙。发挥加气混凝土保温性能好和质轻的优点,其建筑造价又具有和砖混建筑竞争的能力。重庆第四代框轻建筑的造价已低于同类砖混建筑。
灰砂砖生产原料来源广泛,符合环保要求,取现代河流的沉积砂有利于疏通河道;取河流古道的堆积砂可以造地;取风砂可以减轻土地沙漠化,凡此种种均可收到良好的社会效益,避免与农业争地及破坏环境。
灰砂砖的优点,一是强度高,二是外形整齐美观,而且可做成彩色,内外墙均可清水,三是隔音和蓄热能力强,有利于改善室内环境。
1985、1986两年,水利、农牧、石油、司法以及乡镇企业部门采取各种方式筹得资金3066万元,利用黄河故道砂丘和黄淮流域的河沙,相继建成近30家灰砂砖厂,总设计能力达每年6.26亿块,由此每年节约耕地1129亩,“吃”掉荒砂9万m 3 ,受到各方面重视。
我国的灰砂砖工业是大、中、小结合,以小型企业为主。大型企业(年产5000万块以上),只占企业总数的3 %,产量占16.3 %;中型企业(年产3000万~5000万块)占企业总数的2.6 %,产量占7.1 %;小型企业(年产3000万块以下)占企业总数的94.4 %,产量占76.6 %。我国灰砂砖工业的现状是:规模小,劳动生产率低,装备水平低。1983年以来情况虽有所改变,但尚未发生根本性变化(见表2-1-4)。
表2-1-4 我国历年灰砂砖产量
1980年前,我国混凝土砌块的生产和应用基本上局限于南部少数省、自治区,1980年砌块年产量仅100万m 3 。“六五”和“七五”期间,由于混凝土砌块在全国范围内推广,生产混凝土砌块的工厂较多,特别是乡镇和个体砌块工场的发展,全国混凝土砌块的产量平均以20 %左右的年递增率增加,1987~1994年全国混凝土砌块的产量如表2-1-5。
表2-1-5 混凝土砌块产量(万m 3 )
随着混凝土砌块在我国北方地区推广以及它在建筑中的应用范围日益广泛,各种轻混凝土砌块发展较快。吉林、黑龙江等北方诸省、自治区以火山渣、浮石为集料生产轻混凝土砌块,既是就地取材,又改善了砌块的热工性能。许多大、中城市综合利用锅炉煤渣,用煤渣作集料生产轻混凝土砌块,煤渣混凝土砌块被大量用作框架结构的填充墙,以及自承重的间隔墙。由于集料是利用废渣,砌块的生产成本较低,具有较好的经济效益和社会效益。一些煤矿区利用煤矸石作集料生产混凝土砌块。少数城市还采用各种陶粒作集料生产轻混凝土砌块。
80年代我国混凝土砌块蓬勃发展,是与全国近百个建筑、建材科研、设计院所和院校以及许多生产、施工单位积极开展有关的科研工作分不开的。
在砌块房屋的建筑设计方面:测定了混凝土砌块墙体的保温、隔热、防渗、抗裂、隔音等性能;制订了一些地方性的砌块建筑标准设计及构配件图集;进行了混凝土砌块组合墙及空腹墙的试点;对混凝土砌块建筑艺术造型及砌块在室内外的装饰效果进行了初步探索。
在砌块房屋的结构设计方面:基于大量的砌块和砌体的测试数据,提出了我国砌块建筑的结构计算方法;对砌块建筑的抗震情况进行了调研,提出了砌块建筑的抗震计算方法及构造措施。
在砌块建筑施工方面:许多建筑工程公司针对混凝土砌块的特点,在建筑方法、劳动组织、施工准备、施工定额、工程验收等方面进行了大量的实践,编制出了有关的技术文件及资料;重点研究了砌块墙体用的砂浆和灌孔混凝土;研制了适应混凝土砌块施工的各种机具;试验研究了混凝土砌块墙体的内外饰面材料及施工方法;总结了砌块农房建筑、砌块公寓建筑及砌块高层建筑的施工经验。建筑造价可与砖混建筑持平和略低。
混凝土砌块建筑逐渐形成一种房屋建筑体系,混凝土砌块开始成为一种多功能的新型墙体材料。混凝土砌块及砌块建筑适合我国国情,具有强大的生命力、竞争力和广阔的发展前景。
我国承重粘土空心砖是从1958年提出墙体改革后开始研制的。1963年,北京、上海、江苏、广东等地首先研制并小批量生产承重空心砖,1964年10月在长沙举行承重空心砖技术经验交流会后,1965年扩展到17个省、市研制和生产承重空心砖。
现在我国空心粘土砖的年产量已达92.95亿块,占墙体材料总量的1.36 %,在各种新型墙体材料的产量上排在第四位。
从理论上讲,空心砖具有减轻墙体自重、提高工效、节约砂浆、节约能源、降低建筑造价等方面的优点,这些已被国内外大量实践所证实。但至今空心砖在我国墙体材料中所占比重甚少,在大城市尚未广泛使用。如何促进空心砖的发展和应用,是急待研究解决的一个重要课题。
1.纸面石膏板。我国纸面石膏板的年生产能力,1994年为3040万m 2 ,人均占有量约为0.025m 2 (见表2-1-6),和国外发达国家比尚有很大差距。
表2-1-6 我国纸面石膏板产量(万m 2 )
近几年纸面石膏板有了飞速的发展,上海已与澳大利亚签约,第一期工程的产量为3000万m 2 ,第二期工程将达6000万m 2 ,广州也将引进1000万m 2 的生产线,北京新材料集团有限公司在现有年产2000万m 2 的基础上,将再上一条2000万m 2 的生产线,芜湖2000万m 2 生产线开始建设。纸面石膏板经过10多年历程,经过思想关、应用技术关和经济效益关,终于打开了局面。
纸面石膏板的应用技术曾列为“六五”科研攻关项目,解决了与石膏板配套的各种材料和施工工具,为大量推广应用石膏板创造了条件。现生产轻钢龙骨的企业已遍及全国各地,发展到200多家,年生产能力约20万t,现年产约14万t,可供8000万m 2 石膏板的应用。
从各种轻质隔断墙体材料来看,产量最大和机械化、自动化程度最高的是纸面石膏板,纸面石膏板施工基本上是干作业,墙体内可安装各种管线,墙面平整,装饰效果好,是理想的隔断材料。
2.纤维水泥板。纤维水泥板包括FC板、埃特板、 TK板、GRC板、水泥刨花板、非木质植物纤维建筑人造板,其共同点是主要成分以水泥作基材,以不同纤维作增强材料,经不同成型方法制成高强、防水、防火、薄型平板,可用于建筑物非承重内墙板和外墙板,总的生产能力为2057万m 2 。住宅建筑推广大开间后这种轻质板材将会得到发展。
3.夹芯板。夹芯制品,由于夹芯材料的不同,除了价格昂贵的铝箔蜂窝制品以外,大致有三类:
(1)聚苯乙烯泡沫塑料夹芯。常见的是钢丝网聚苯乙烯夹芯板,运至现场后,经双面抹水泥砂浆,制作成墙板,生产投资不大,但湿作业量大,价格又比较贵,而且防火问题一直存在争议。这种夹芯板经火烧,水泥砂浆出现裂缝,会逸出毒气,使人窒息。生产厂家和用户应慎重对待,上级主管部门应和有关部门(消防、科研、设计、施工部门)研究加以限制使用。
(2)钢丝网岩棉夹芯板。不存在上述防火问题,但仍存在湿作业量大、价格贵的问题,其优点是保温性能好,墙体要比砖墙轻得多,双面抹水泥砂浆应掺入防裂剂。这种板可用于小型和轻型建筑的内外墙及建筑物加层的内外墙和屋顶。
(3)蜂窝纸夹芯板。金属板和蜂窝纸夹芯板,由于价格昂贵,难以进入住宅建筑。石膏板蜂窝纸夹芯板,国外也有这种产品,在我国使用量不大。沿顶、沿底和板与板之间需要木龙骨,可作为内隔墙,应因地制宜的使用。
4.彩钢复合板。彩钢复合板是以绝热材料(泡沫聚氨酯、岩棉、泡沫聚苯乙烯)作芯材,以金属压型板作面层复合而成的,这种板造型美观、色彩鲜艳、结构新颖、轻质高强、便于安装施工,适合大跨度公共建筑、工厂围护墙和屋面围护结构,尤其适用于工业、商业性建筑或对保温、隔热、施工速度有一定要求的建筑。我国现有30多条彩钢复合板生产线,全国总生产能力约为600万m 2 。
调整墙体材料产品结构的关键是压缩目前传统实心粘土砖的过大比重,结合各地的具体情况(资源条件、气候、地震设防和建筑工程任务),根据需要与可能,发展新型墙体材料,目的是节能、保护耕地,综合利用工农业废料,减少社会运输力和促进建筑技术进步。
1.土资源丰富的地区,可以发展粘土空心砖和掺入可燃性工业废料生产粘土内燃砖。天津静海砖厂生产高掺量(40 %、50 %、70 %)粉煤炭粘土砖获得成功,达到节土、节能和利废的目的。
2.可以利用工业废渣来生产墙体材料;可利用煤矸石和页岩,生产时仅需要点火的燃料,烧制过程靠其本身燃烧的热量就可生产出煤矸石砖和页岩砖;炉渣、粉煤灰等也可以用来生产砖和混凝土砌块。
3.可以利用火山渣和浮石来生产墙体材料,既可减轻重量、又利于节约运输力和降低建筑造价、节能。
4.可利用河沙生产灰砂砖,利于节能、节土,并可疏通河道。
5.可利用农作物的植物纤维(棉杆、麻杆、稻、麦草、蔗渣等)生产建筑人造板,以水泥和尿醛树脂为粘结料,用植物杆加工后生产板材。
6.还可利用湖河泥生产砖及砌块等。
建筑工程有工业建筑、民用建筑、公共建筑。具体的建筑对墙体材料有不同的要求,因此,在确定墙体材料的产品结构时,首先,要优选建筑体系。
北京市开展科技先行来推动建筑节能、墙体材料革新,选择以下四种建筑体系来进行试点和示范。
1.承重空心粘土砖多层建筑体系;
2.承重混凝土空心砌块多层建筑体系;
3.内模外砌加气混凝土砌块、空心砖多层建筑体系;
4.各种框架多层住宅建筑体系。
调整墙体材料产品要讲究社会效益、环境效益和企业经济效益。
采用新型墙体材料建造的工程,其造价完全可以做到被市场所接受。由于未认真地研究建筑体系,或者采用错误的对比方法,因而形成采用新型建材造价高的印象。采用新型墙体材料后热阻达到节能要求,如果和未达到热阻要求的砖墙对比,显然是不合理的。例如哈尔滨用实心粘土砖建房,按建筑节能要求,墙厚要达到1m,如果仍按未达标的490墙对比,就是不合理的对比方法。再者新型墙体薄,使用面积大,再加上节能建筑的优惠政策,综合经济效益有很大的提高。重庆第四代框轻建筑造价就比砖混低,许多地区的混凝土砌块建筑的造价也比砖混低,高层建筑填充墙采用轻质板材,虽然墙体材料造价高了,但是由于轻质板材体轻,使楼板、梁、柱和基础的造价下降,综合造价还是比砖混低,有关资料以工程实例对此作了证实。
新型墙体材料具有减轻墙体自重、节约原料、燃料、提高工效、节约能源、降低建筑造价等方面的优越性。如何促进新型墙体材料的发展和应用,是亟待解决的一个重要问题。我们认为应采取以下措施。
第一,从有条件的市、县开始,在当地基建主管部门和墙改办的统一领导下,成立包括设计、施工、生产单位参加的综合研究小组,因地制宜地进行推广新型墙体材料的可行性研究,找出本地区推广应用方面的问题,提出具体办法,建立包括生产、设计、施工等内容的新型墙体材料房屋工程试点,不断总结经验,宣传新型建材房屋的优越性,以推动新型墙体材料的应用和发展。
第二,建工、建材两个部门密切配合团结协作,促进建筑体系的革新和新型建材工业的发展。
第三,建立健全全面推广新型墙材的技术基础,制定相应的技术规定:施工规程和预算定额、抗震设计规范,研究试验出各种新型墙材的物理力学性能等数据供设计采用。
第四,扶持现有砖厂的技术改造。
第五,不断提高新型墙材的质量,强度和外观尺寸都要令用户满意,如空心粘土砖,实现清水墙砌筑,加气混凝土六面切制,混凝土空心砌块、发展带装饰面的,节约抹面造价。只有不断提高产品质量,才能不断扩大新型墙材的市场。
第六,不断开发新品种和配套产品,满足建筑业发展的需求。
小康住宅对室内空间的多样化、可选择性和可变性提出了更高的要求,住宅结构体系正在向各种开放结构体系发展,以适应小康住宅灵活分隔室内空间的需要。重点开发具有防火、隔音、装拆易行等性能、兼顾电线暗敷、柜橱饰面装璜等功能,与内门、踢脚、压顶、电器开关、插座接口协调统一的轻质隔断及其配套产品。根据不同部位和功能的需要,隔断有固定型、移动型和装饰型之分。力求隔断系列产品能适应空间分隔多样化的需要,实现现场施工拼装干作业的要求。