混凝土砌块是当今世界流行的建筑制品,也是我国迄今产量最多、增长最快、应用最广的新型墙体材料之一。混凝土砌块及砌块建筑适合我国国情,具有一系列技术经济优势,在我国城乡建设和墙体改革中有广阔的发展前景。
混凝土砌块于上世纪末起源于美国。1900年,出现了芯模能移动、侧模可调整的原始的砌块成型机,并出现了一些生产混凝土砌块的作坊。1906年,美国的房屋建造量增多,木材和粘土砖的价格同1898年相比分别上涨了64 %和59 %,与此同时,波特兰水泥工业发展迅速,1906年的水泥价格较1900年降低了16.5 %,这些因素为混凝土砌块的发展提供了有利条件。第一次世界大战后,美国缺房200万套,混凝土砌块又一次大发展,1919年美国生产砌块5000万块(按标准块计,下同),1928年生产砌块3.87亿块。1945年第二次世界大战结束,建筑业兴旺,美国砌块产量达到5亿块。1946年产量翻番,达到10亿块。80年代至今,美国各年砌块产量都在35亿块左右。混凝土砌块在美国主要用作墙体材料,普遍用于公寓、别墅、办公楼、教堂及其他公用建筑,既有低层和多层房屋,也有部分中高层建筑,混凝土砌块还广泛用于铺地、护坡、砌音障墙和建造筒仓等。
本世纪初,欧洲各国也开始生产和应用混凝土砌块。1904年,意大利出现了制造手动砌块成型机的机械公司。第二次世界大战后,欧洲修复旧房和建造新房的任务很大,混凝土砌块得到迅速发展。英国、法国等都大量生产混凝土砌块,研制了具有欧洲特色的砌块成型机。欧洲各国的混凝土砌块普遍用于建造低层和多层住房。铺地砌块、阶台砌块更为流行。
第二次世界大战结束后,美国、欧洲生产混凝土砌块的技术迅速传到亚洲、非洲、大洋洲和南美洲,各种型号的砌块成型机也大量出口到这些地区,混凝土砌块成为一些国家的主要建筑材料。半个世纪以来,这些地区的部分国家对混凝土砌块的生产与应用技术又有新的发展,如日本的装饰砌块堪称世界一流,毛里求斯、科威特等国新建房屋中砌块建筑占有相当的比重。
混凝土砌块经过近百年的发展,由于它所用的原料(水泥及多种集料)普遍易地、采用成型机生产效率高、建筑功能好、价格低廉等多方面的优势而得以在全球推广,目前已成为一种世界流行的建筑材料。部分国家和地区近期的混凝土砌块的年产量列于表2-2-1。
表2-2-1 部分国家和地区混凝土砌块近期年产量(万m 3 )
续表
注:*单位为万平方米;
**包括混凝土砌块、砖、管及其他混凝土制品。
混凝土砌块在世界各地推广的过程中,不但产量增加,而且砌块的生产与应用技术也日益完善,砌块成型机的主要型号逾百种。为适应不同类型建筑的需要,砌块的品种、形状、式样、规格十分完备,许多国家先后制订了混凝土砌块的原材料标准、砌块标准、砌块专用砂浆标准、砌块建筑设计规程、砌块建筑施工工法及有关的建筑规范等。一些国家还成立了混凝土砌块协会和专业科研机构。混凝土砌块已经成为一种比较成熟的建筑材料。
自60年代起,我国水泥工业逐步发展,水泥产量逐渐增多,为混凝土砌块的发展提供了物质条件。在一些山多田少的地区,粘土砖匮乏,砂石资源丰富,人们开始探索生产和应用混凝土砌块。如贵州都匀桥梁厂利用废石渣配制150 # 混凝土,采用简易振动台生产混凝土砌块,砌块规格有390 × 200 × 185(mm)、290 × 200 × 185(mm)、190 × 200 × 185(mm)、390 × 140 × 185(mm)四种,砌块的空心率为28 %~45 %。该厂用这些砌块建成了1434m 2 的三层宿舍楼;贵州水城水泥厂利用本厂水泥配制150 # ~200 # 混凝土生产空心砌块,用砌块建成了宿舍、医院、学校、仓库及单层厂房等各类建筑共20000m 2 ;同一时期,广西的河池地区也是我国最早生产混凝土空心砖块的地区。1974年,原国家建委建材局在江苏常熟召开全国墙体屋面材料经验交流会,将建筑砌块(包括混凝土砌块)列为积极推广的一种新型墙体材料,开创了混凝土砌块在全国推广的局面。但是,当时砌块生产和应用刚刚起步,技术水平较低,就全国范围来看,人们对混凝土砌块还了解不多、认识不足;砌块成型机较简陋,未大量推广;砌块品种、规格、质量等存在的问题较多;没有统一的产品标准、设计与施工规程;缺少成熟的实践经验等,所以,混凝土砌块和砌块建筑基本上只在农村和部分县镇推广。
党的十一届三中全会之后,全国实行改革开放政策,农村经济复苏,各地农村掀起建房热。随着国家经济形势的发展,城市为缓解多年的住房紧张,住房建设量也增加很快。混凝土砌块与砌块建筑遇到了有利的发展机会。
进入80年代,我国混凝土砌块经过10多年的孕育、开创阶段,通过农村和部分县镇的大量实践,在砌块生产和应用上积累了一些经验,社会各界对混凝土砌块的认识也逐渐提高,混凝土砌块在更多的地区出现,砌块成型机有所改进,成型机年销量由数百台发展到数千台,砌块建筑在部分中小城市开始推广,砌块和砌块建筑得到了国家的重视。我国“七五”计划中,明确提出了“要大力发展建筑砌块”,混凝土砌块从此进入蓬勃发展的阶段。
1.混凝土砌块普及面增大,产量增多。1980年,我国砌块产量约100万m 3 ,局限于广西、贵州、湖南、广东等省区,“六五”和“七五”期间,混凝土砌块已遍及全国,砌块产量逐年增多。见表2-2-2。
表2-2-2 1981~1990年我国混凝土砌块估计产量(万m 3 )
2.砌块成型机迅速发展。1979年,国家建材局组织了砌块成型机联合设计组,在调查学习广西、贵州等地砌块成型机的基础上,于1980年在广州光华建材机械厂研制出GY型移动式砌块成型机。1981年,原建材工业部派出到美国考察混凝土砌块小组回国后,由中国建筑东北设计院设计,广州光华建材机械厂加工,在昆明硅酸盐制品厂研制出我国第一台全自动固定式砌块成型机。1984年,中国建筑砌块工业协会在广西南宁组织了全国第一次砌块成型机展评大会,交流了成型机的研制经验。这些活动大大地促进了我国砌块成型机的发展和技术进步。各地制造砌块成型机的工厂多至数十家,其中骨干企业十余家,所产成型机基本上满足了各地发展砌块生产的需要,在众多型号的成型机中,固定式砌块成型机的比例逐年增加,改变了过去单纯靠移动式成型机生产砌块的状况,为使砌块生产工艺由简陋向工厂化转变打下了基础。
3.混凝土砌块生产和应用技术明显提高。在发展砌块生产和推广砌块建筑的形势下,各地建材和建筑科研院所、有关机械制造厂、建筑施工单位和院校,纷纷开展了大量的科研工作。混凝土砌块的品种、规格增多,砌块质量有所提高,砌块成型机的型号增加且性能有改进,砌块生产工艺日臻合理、正规化。砌块建筑设计方法在各地传授,许多过去未设计过砌块房屋的设计院所也开始承担砌块建筑的设计任务,许多建筑公司对砌块施工也创造和积累了自己的经验。同时,国家主管部门进行了有关的技术立法工作,先后编制了《混凝土空心小型砌块建筑设计与施工规程(JGJ14—82)》、《混凝土小型空心砌块检验方法(GB4111—83)》、《混凝土小型空心砌块(GB8239—87)》、《小型砌块成型机分类(GB 8533—87)》、《小型砌块成型机技术条件(GB 8534—87)》等,各地还制订了一大批地方性的标准、规程、定额和标准图案,对发展混凝土砌块生产和推广砌块建筑发挥了重要作用。
4.砌块建筑开始在城市推广。在农村和部分县镇推广砌块建筑的影响下,南北各地的一些大、中城市相继采用混凝土砌块建房。例如,浙江绍兴市1982~1989年,结合城市小区建设推广砌块建筑累计逾100万m 2 ,该市的砌块建筑多数为6层住宅楼,也建了一些小区的配套建筑如幼儿园、商店等。辽宁本溪市兴建了一批砌块住宅楼,其中有一些为8~10层中高层砌块承重试点建筑。四川成都推广煤渣混凝土砌块框架填充墙,每年建房数十万平方米。“六五”和“七五”期间,全国推广砌块建筑的城市如鞍山、长沙、牡丹江、沈阳、延边、嘉兴、昆明等达数十个。城市砌块建筑大体上分为两大类:一是6层以下的砌块承重建筑,以住宅楼为主,也有商厦、学校、办公楼、医院等公用建筑;一是用各种轻质砌块作中高层及高层框架建筑的填充墙。除墙用砌块外,一些城市也发展了铺地砌块,如北京、天津、上海、常熟、中山、深圳等十多个城市的广场、街区、公园等处采用了各种花式的铺地砌块。
5.中国建筑砌块协会成立。为适应我国混凝土砌块蓬勃发展的形势,加强从事砌块生产、设计、施工、科研、机械制造、教学等企、事业单位的横向联系,1982年11月,中国建筑砌块协会(当时称为中国建筑砌块工业协会)正式成立。协会本着为会员服务、为砌块行业发展服务的宗旨,在组织经验交流、举办技术和业务培训、组织专题学术研讨、开展情报交流、进行咨询服务、举办砌块成型机展览及其他展览、制订行业发展规划建议、组织砌块行业的国际交流与合作等方面做了大量的工作。协会会刊《建筑砌块与砌块建筑》(双月刊)在全国公开发行,不定期出版《会讯》。中国建筑砌块协会迄今已有跨部门、跨地区、包含不同所有制的会员单位600多个。协会还受国家有关主管部门的委托进行了一些行业管理的工作,经常向有关主管部门反映行业情况和提出工作建议,及时向会员单位及全国砌块行业的企、事业单位传达国家有关方针、政策,在政府主管部门同本行业的企、事业单位间发挥了桥梁、纽带作用。协会的成立有力地推动了建筑砌块和砌块建筑在我国的发展。
党的十四大精神和邓小平同志南巡讲话加快了我国的经济建设和社会发展,城乡建筑业也普遍兴旺。“八五”计划中提出了要进行墙体材料革新和推广建筑节能的任务,在此之前,国家建材局、建设部、农业部、国家土地管理局联合组织、领导了全国墙体材料革新和建筑节能的工作,发展混凝土砌块和砌块建筑的外部条件十分有利,出现了欣欣向荣的局面。
1.砌块产量持续增加,产品结构趋向合理。“八五”期间,全国砌块产量继续以年均递增20 %的速度发展,1995年全国砌块总产量达到2000万m 3 ,其中普通混凝土砌块约为1600万m 3 ,占80 %;轻质砌块约为400万m 3 ,占20 %。轻质砌块中,煤渣混凝土砌块约为250万m 3 ,天然轻集料混凝土砌块约为70万m 3 ,陶粒混凝土砌块约为30万m 3 ,粉煤灰硅酸盐小型空心砌块约为40万m 3 ,石膏砌块及其它砌块约为10万m 3 。轻质砌块增多,改进了我国砌块产品的品种结构。
2.企业规模结构出现新变化。过去我国砌块的生产和应用主要在农村和县镇,砌块生产单位上万家,多为小型作坊,正规的砌块厂较少。承担砌块建筑的设计、施工单位也多为小型企、事单位。近几年,全行业的企业规模结构出现了明显的变化:原有的砌块厂不少均进行了技术改造,扩大了生产规模;新建了一大批年产砌块5000~10000m 3 和规模更大的砌块厂,其中包括十多个引进国外设备和技术的现代化砌块厂。随着“砌块进城”,从事砌块建筑的设计、施工单位也趋向大型化。砌块成型机已为一些大机械厂重视,一些国有大型机械厂、军工机械厂以及专门制造砌块成型机的工厂增加,这些骨干机械制造厂的产品基本上覆盖了全国市场。砌块行业企业规模的变化,对提高全行业的技术水平和管理水平起到了积极作用。
3.砌块建筑推广形势好。农村和县镇推广砌块建房的势头经久不衰,这是因为各地开始对农业重视,对耕地保护日渐严格,粘土砖生产受到制约,迫使农民采用切实可靠的办法,即用混凝土砌块建房。同时,也是过去十多年使用混凝土砌块建房的经验示范的结果,砌块农房坚固耐用,容易施工,造价低廉,适合农民的使用习惯和经济条件。县镇砌块建筑经过多年发展,在设计水平、施工质量、使用效果等方面都有进步,大面积推广砌块建筑的县镇日多。砌块建筑推广形势好突出地表现在大、中城市对砌块建筑越来越重视,例如上海市1994年两个住宅小区共开工砌块建筑45万m 2 ,并将混凝土砌块列为重点发展的新型墙体材料。北京、天津及诸多省会城市都在推广砌块建筑。据粗略统计,1995年全国砌块建筑达到4000万m 2 ,其中,城市砌块建筑约1000万m 2 。大、中城市推广砌块建筑的实践,必将对提高我国混凝土砌块生产和应用的技术水平起到导向和示范作用。
混凝土砌块泛指用混凝土加工成的各种块状建筑制品,包括墙用砌块、铺地砌块、花格砌块、筒仓砌块、提岸护坡砌块等,其中最主要的是墙用砌块,其次为铺地砌块。
墙用砌块按密度分,有普通混凝土砌块和轻混凝土砌块两类。混凝土的密度主要取决于所用的集料种类,密度等于或小于1700kg/m 3 者称轻混凝土,大于1700kg/m 3 者称普通混凝土。普通混凝土砌块一般强度较高,多用于承重墙;轻混凝土砌块多用于有保温、隔热的外墙。
混凝土砌块按有无孔洞和孔洞大小可分为空心砌块和密实砌块。凡平行于砌块承重面的混凝土截面净面积小于其毛面积75 %的称为空心砌块,而大于或等于75 %的称为密实砌块。墙用砌块中空心砌块用量最多,空心砌块的空心率一般为35 %~55 %,空心率的大小取决于砌块宽度、侧壁厚度、肋厚度及孔洞形状等。使用空心砌块有利于减轻墙体自重、改善墙体功能、方便施工操作。密实砌块主要用于有特殊需要的工程和结构部位,如设计荷载大的工程、承重墙顶部或其他承压块、提高防火等级的墙体、通用的铺地砌块、建造污水井及储液池等。
墙用砌块按其形状和用途不同,又可分为结构型砌块(通用砌块)、构造型砌块、装饰砌块和功能砌块等。
结构型砌块有承重砌块与非承重砌块之分。承重砌块主规格为390× 190 × 190(mm),并以3~4种辅助规格组成墙用砌块的基本系列,满足100(mm)模数的任何墙体(见图2-2-1),承重砌块的强度等级分为MU 3.5、MU 5.0、MU 7.5、MU 10.0、MU 15.0及MU 20.0六级,常用的为前四种砌块,后两级高标号砌块多用于中高层承重砌块墙体,非承重砌块(见图2-22)多用于填充墙、间隔墙等承受自重的墙体,其强度可适当降低,一般以不小于MU 2.8即可。
图2-2-1 承重墙用基本砌块示例
构造型砌块指适应墙体某些特殊部位构造要求的专用砌块,如过梁砌块、圈梁砌块、门窗框砌块、控制缝砌块、柱用砌块及楼(屋)面砌块等(见图2-2-3、图2-2-4、图2-2-5、图2-2-6)。
装饰型砌块是现代砌块建筑中极为流行的一种砌块,它可作房屋的外墙饰面、内墙饰面、门厅映壁、隔断等,以其多彩多姿的表面产生独特的艺术效果,使砌块建筑具有活跃、典雅、华丽的格调。装饰砌块可以采用劈裂、模制、琢毛、磨光、塑压及贴面等多种工艺制作,根据业主和建筑师的要求,可以通过变换混凝土的原材料、图案、颜色以及在砌筑时选用不同砌块拼花等手法,使砌块建筑千姿百态(见图2-2-7)。
图2-2-2 非承重墙用砌块示例
图2-2-3 过梁、圈梁砌块示例
图2-2-4 门窗砌块、控制缝砌块示例
(a)用于钢门窗框的砌块,(b)用于木门窗的砌块;(c)用于控制缝的砌块
图2-2-5 柱用砌块示例
(a)用于独立柱的砌块;( b)用于壁柱的砌块
图2-2-6 楼(屋)面砌块示例
(a)楼(屋)面砌块与梁组合图;(b)楼(屋)面砌块
功能砌块是为改善砌块建筑的某些使用功能而特殊加工的,主要有绝热砌块、吸声砌块、抗震砌块等(见图2-2-8、图2-2-9、图2-2-10)。
图2-2-7 装饰砌块示例
(a)模制凹形图案砌块;( b)模制凸形图案砌块;(c)模制带条纹砌块;
(d)劈裂砌块;(e)水洗及酸洗砌块;(f)琢毛砌块;(g)毛石砌块
图2-2-8 绝热砌块示例
图2-2-9 吸声砌块示例
图2-2-10 抗震砌块示例
(a)主要块型(D为A型的3/4);( b)墙体排块图
除墙用砌块外,尚有铺地砌块(见图2-2-11)、花格砌块(见图2-2-12)及筒仓砌块(见图2-2-13)等专用砌块。
图2-2-11 铺地砌块示例
(a)工安形铺地砌块及组合;( b)双六角形铺地砌块及组合;(c)贯通式砌块;(d)肋状砌块
图2-2-12 花格砌块示例
图2-2-13 筒仓砌块示例
混凝土砌块的密度取决于混凝土集料的种类、混凝土配合比、砌块的大小及砌块的空心率等。其中集料种类及砌块空心率的影响最显著。常用混凝土的密度范围见表2-2-3。
表2-2-3 不同集料制成的混凝土的密度范围
当砌块的空心率为45 %~55 %,混凝土砌块的密度(单块重量)依混凝土密度、砌块规格及其壁肋厚度而变(参见图2-2-14)。
混凝土砌块的允许尺寸偏差及外观质量指标见表2-2-4和表2-2-5。
表2-2-4 砌块尺寸允许偏差
注:砌块最小外壁厚度应不小于30mm,最小肋厚应不小于25mm。
图2-2-14 各种密度混凝土的砌块块重
表2-2-5 砌块外观质量指标
混凝土砌块的体积稳定性与其含水率有关,为使砌块墙体的湿胀干缩现象减至最小以减少墙体裂缝,控制砌块出厂和上墙的(相对)含水率很有必要。砌块出厂和上墙允许的(相对)含水率随砌块厂及施工工程地区的大气湿度而异,具体规定见表2-2-6。
表2-2-6 混凝土砌块允许的(相对)含水率
注:潮湿——指平均相对湿度大于75 %的地区;
中等——指平均相对湿度为50 %~ 75 %的地区;
干燥——指平均相对湿度小于50 %的地区。
混凝土砌块的强度以试验荷载除以试验砌块的毛截面积计算。砌块的强度取决于所用混凝土的强度及砌块的空心率,它们的关系可以用下式表述:
式中 R k ——混凝土砌块28 d抗压强度(MPa);
R l ——混凝土28 d的试件抗压强度(MPa);
K ——砌块的空心率(以小数表示)。
混凝土砌块的强度等级见表2-2-7。
表2-2-7 混凝土砌块强度等级
非承重砌块的强度要求可适当降低,一般以不低于2.8MPa为宜。
龄期为28d的砌块砌体的轴心抗压强度 R 值按表2-2-8取用。
表2-2-8 砌块砌体的轴心抗压强度 R (MPa)
注:(1)对独立柱或厚度为两排砌块的砌体, R 值应乘以0.7;T型截面积砌体,抗压强度计算值 R 还应乘以0.85;错孔砌筑的砌体, R 值应乘以0.8;
(2)当砌体用水泥砂浆砌筑时, R 值应乘以0.85;
(3)当砌体中的砌块孔洞用150号混凝土填实时, R 值应乘以强度提高系数 e ;
e = 0.8/(1 - K )<1.5( K 为砌块体积空心率)
(4)当验算施工阶段砂浆尚未硬化时的砌体强度时,可按砂强度为0确定其砌体强度。
龄期为28d的砌块砌体的抗拉强度 R l 、弯曲拢拉强度 R w 和抗剪强度 R j 按表2-2-9采用。
表2-2-9 砌块砌体的 R l R w 、 R j 值(MPa)
注:(1)抗主拉应力强度( R γ )取等于沿阶梯形截面的抗剪强度;
(2)当砌体用水泥砂浆砌筑时, R l 、 R w 、 R j 值应乘以0.75。
砌块砌体的弹性模量 E 和剪切模量 G 可按表2-2-10采用。
表2-2-10 砌块砌体的弹性模量 E 和剪切模量 G (MPa)
混凝土砌块由于混凝土的导热系数较大以及单排孔的空气绝热效果较差,故190mm厚的普通混凝土单排孔砌块墙体的热阻值约为0.165(m 2 ·K/W),仅相当于140mm厚的粘土实心砖墙。但是,混凝土砌块墙采取一些技术措施后,其热阻值可大大提高。
外墙砌块尽可能采用轻混凝土加工,以砌块密度为780kg/m 3 的煤渣混凝土空心砌块为例,390×190×190(mm)单排孔砌块墙的热阻值为0.287(m 2 ·K/W),较厚度、孔洞形状、空心率相同的普通混凝土砌块墙提高近一倍,同240mm厚的粘土实心砖墙相近。混凝土砌块墙的热阻值随砌块所用混凝土密度不同而变化,见表2-2-11。
表2-2-11 单片混凝土砌块墙的热阻随混凝土密度的变化
注:(1)以混凝土密度为2240kg/m 3 ,厚度为20cm砌块墙的热阻值为1.00对比;
(2)各种厚度墙均为单排孔砌块砌成。
采用多排孔砌块对提高砌块墙的热阻也有效果。190mm厚的砌块墙,当采用双排孔砌块时,其热阻值较采用单排孔砌块可提高50 %,对南方部分地区,它已能满足隔热验算标准的要求。北方地区一般采用多排孔混凝土砌块,表2-2-12列出了密度为1500kg/m 3 的火山渣混凝土砌块墙的热阻值。由表2-2-12可见,多排孔对提高砌块墙的热阻值有效果,考虑到砌块空心率、砌块块重、砌块加工及施工便易等,一般砌块孔洞采取2~4排为宜。
表2-2-12 单排孔及多排孔砌块墙热阻值
注:(1)砌块厚度均为300mm;
(2)以单排孔砌块热阻为100作对比基准。
从墙体构造上采取措施,即采用空腔墙或复合墙也可显著地提高墙体的热阻值,这种办法在美国、加拿大及欧洲一些国家很盛行。例如,采用190mm厚单排孔普通混凝土砌块作承重内片墙,90mm厚单排孔普通混凝土砌块作外片墙,两片墙之间留50mm间隙构成空腔,这种空腔墙的热阻值为0.48(m 2 ·K/W),相当于390mm厚的粘土实心砖墙。如果在内外片墙构成的空腔中填以50mm厚的水泥膨胀蛭石板,则这种复合墙的热阻值为0.656(m 2 ·K/W),相当于530mm厚的粘土砖墙;填充50mm厚的沥青膨胀珍珠岩板,复合墙的热阻值为0.716(m 2 · K/W),相当于580mm厚的粘土砖墙;填充50mm厚的岩棉板,复合墙的热阻值为1.299(m 2 ·K/W),相当于1050mm厚的粘土砖墙;填充50mm厚的聚苯乙烯板,复合墙的热阻值为1.489(m 2 ·K/W),相当于1200mm厚的粘土砖墙。
此外,还可采用带有绝热材料的保温砌块砌墙。
房屋的声学性能,对墙体而言,主要是研究对空气声的隔声量,无气孔的整片墙板的隔声量受隔声质量定律控制,与墙体的单位面积的质量 m (kg/m 2 )和声波频率 f (Hz)成正比
式中墙体单位面积质量m,因所用混凝土的密度和砌块块型不同而异。对190mm单排孔混凝土砌块墙一般为250~280kg/m 2 ,双面粉刷后为320~350kg/m 2 ,单层砌块墙体的隔声量一般为40~50dB。
墙体隔声性能的评定,国际上通用隔声指数 I a (dB),190mm厚普通混凝土砌块墙双面粉刷 m = 320kg/m 2 ,其隔声指数 I a = 54dB,满足分户墙一级隔声标准( I a ≥50dB)的要求。
我国混凝土砌块及砌块建筑之所以蓬勃发展,得助于国家经济发展的形势和有关方针、政策的支持,更本质的原因是混凝土砌块和砌块建筑具有一系列技术经济优势,具有显著的经济效益和社会效益。
迄今,我国的墙体材料仍以粘土砖为主,生产粘土砖要耗用大量粘土,虽然,粘土砖生产尽量利用山土、河泥及提倡空心砖,但每年烧砖毁田仍达15万亩左右。我国幅员虽广,但人均耗地仅1.2亩,保护耕地是我国的基本国策,为了减少粘土砖的生产而保护耕地,最佳替代产品是混凝土砌块,按每1万m 3 混凝土砌块取代700万块粘土实心砖计,可节土13000m 3 ,若平均采土深度为3m,则可节约6.5亩耕地。
混凝土砌块的生产能耗包括原材料的生产能耗和砌块加工能耗。加工混凝土砌块的混凝土是由大量的集料和少量的水泥构成,各种集料的生产能耗很少,水泥的能耗虽高一些,但摊入混凝土及混凝土砌块中计算就不多了。按每立方米混凝土砌块平均用水泥140kg计,其能耗约22kg标准煤。混凝土砌块的加工能耗依砌块的养护方式而异;自然养护,每立方米砌块的加工能耗约3kg标准煤;蒸汽养护,每立方米砌块的加工能耗约为14kg标准煤。总计,每立方米混凝土砌块的生产能耗为25kg标准煤或36kg标准煤。1m 3 实心粘土砖的生产能耗平均约91kg标准煤。混凝土砌块比粘土实心砖节能73 %~60 %。
生产混凝土砌块所用的集料,多为天然砂石,这是多数地区易得的地方资源,我国盛产火山渣、浮石等天然轻集料,再者,许多工业废渣如煤渣、矿渣、粉煤灰、煤矸石等都可用作混凝土砌块的原料。
我国水泥产量连续多年居世界第一,其中的80 %为地方水泥,地方水泥的发展同拓宽市场分不开,用地方水泥加工混凝土砌块是拓宽地方水泥市场的有效途径,而地方水泥的发展又为发展混凝土砌块提供了有利的条件,两者互相促进是一项值得重视的产业政策。
混凝土砌块生产由于工序少、设备少、厂房少、占地少,年产1万m 3 砌块厂(自然养护)的土建及设备投资为30~50万元,相当规模(年产700万块砖)的粘土砖厂的建设投资约60~80万元;年产4万m 3 的砌块厂(蒸汽养护)的土建及设备投资为300~500万元,相当规模(年产3000万块砖)的粘土砖厂的建设投资约500~800万元,按单位产品的建设投资计,砌块厂的建设投资约为相当规模粘土砖厂的60 %左右,建厂周期为半年至一年,利用土源枯竭的砖厂改建砌块厂或在现有混凝土构件厂中增建砌块生产线,其建设投资更省,周期更短,收效更快。
按当前我国混凝土砌块和粘土实心砖的生产技术水平和管理水平对比,砌块的工人劳动生产率为500~800m 3 /人·年;粘土砖的工人劳动生产率为220~313m 3 /人·年,前者约为后者的2.5倍。
经验表明,新型墙体材料发展难的原因之一是价格上难与粘土砖竞争。混凝土砌块因原材料费用低、加工费用少、劳动生产率高、折旧摊销少等能大大降低成本,依各地生产条件不同,每1m 3 砌块的成本为60~100元,同粘土砖相当(按每块砖的生产成本0.08~0.12元计)。因此,混凝土砌块是新型墙体材料少中有的能在价格上同粘土砖竞争的产品。
混凝土砌块可砌承重墙与非承重墙,更换模具可生产铺地砌块、装饰砌块、花格砌块、楼(屋)面砌块、护坡砌块、仓池砌块等,用途广泛。混凝土砌块砌墙,其强度、耐久性、绝热性、隔声性、防火性、装饰性等基本上能适应各类建筑的要求,是一种综合功能好的新型建筑材料。
目前推广的混凝土砌块的主规格为390×190×190(mm),配以各种辅助规格的砌块,可适应于以100(mm)模数的房屋的开间、进深和层高,排块灵活自如,且不需机械吊装施工,使用方便。
墙用小型混凝土砌块多为空心砌块,普通混凝土砌块的密度为1200kg/m 3 左右,轻混凝土砌块的密度为600~800kg/m 3 ,因此,砌块墙体自重较粘土砖墙一般轻30 %~50 %。同时,墙体材料的运输量也相应减少。
混凝土砌块的体积较粘土砖大,砌块之间的砌缝少,同砌砖相比,可节约砌筑砂浆1/2。混凝土砌块是模制成型,外形尺寸偏差小,墙面平整度好,故墙面抹灰砂浆比砖墙抹灰节约20 %或更多。
砌块块体较粘土砖大,因此,砌块的砌筑工效也较高,据各地经验,用砌块砌墙比用砖砌墙一般可省工1/2。由于砌墙工效高而缩短工期,间接地还可减少施工管理费用。
用砌块代替粘土砖建房,由于墙厚一般较粘土砖墙薄,故可增大房屋的使用面积。在非采暖地区,砌块墙厚一般为190mm,砖墙厚为240mm,两者相比,砌块房屋可增加使用面积2 %~3 %。在采暖地区,如采用多排孔砌块,或采用复合砌块墙,比砖墙房屋可增加使用面积4 %~ 6 %。
就建筑造价而论,按混凝土砌块价格与粘土砖价格持平计,由于上述各项节约效果,砌块房屋的造价一般低于砖砌房屋,如果按使用面积计算造价,则效益更为显著。
我国生产和应用混凝土砌块经历了30多年,数量由少到多,推广地区越来越普及,生产及应用技术由初创渐趋成熟,确实取得了很大成绩。然而,同发达国家相比仍有一定的差距,按我国城乡建设的需要和墙改任务的要求来衡量也还存在一些问题,主要有下列几点:
1.我国生产和使用粘土实心砖的习惯根深蒂固,人们对混凝土砌块和砌块建筑还缺乏了解和认识,设计单位嫌麻烦、怕承担责任;施工单位安于传统技术和管理方式,不愿改用砌块;建设单位不放心,怀疑砌块建筑的使用功能和技术经济效果,这些问题的解决,要靠加强对混凝土砌块及砌块建筑的宣传,更重要的是通过大量混凝土砌块生产及应用的实践,用具体的生动的实例体现推广砌块及砌块建筑的经济效益和社会效益,从而改变人们的认识和习惯。
2.混凝土砌块生产技术水平有待提高。就全国砌块生产的总体而论,多数砌块生产单位还是作坊式生产,职工素质低,缺乏混凝土制品生产知识,生产条件不完备,管理粗放,砌块质量达不到标准要求。要改变这种状况,一方面要建设新的现代化砌块厂,使之发挥导向和示范作用;另一方面要抓好原有砌块厂(场)的技术改造和职工培训。
3.砌块建筑的设计技艺需着力研究。砌块建筑对我国多数设计单位和设计人员来说还是新事物。就结构设计而言,虽然已有规程可循,但还有一些结构计算和建筑构造问题并未解决;就建筑设计而言,如何在建筑格局、建筑造型、建筑装饰、细部处理等方面体现砌块建筑的特点也值得着力研究。
4.砌块建筑施工方法一般都套用粘土砖的施工方法,以致砌块某些特殊的要求无法满足,例如,砌块专用砌筑砂浆、灌孔料浆、金属拉结件等尚未解决;砌缝通缝现象严重;芯柱浇捣不实等,砌块清水墙的施工实践也较少,各地还很少经过培训的专业施工队伍。
5.砌块建筑在一些功能上也是引人议论的,如砌块墙保温不好、隔热性差、部分墙体容易裂缝、墙体渗漏等,这些问题有的是混凝土砌块所特有的,有的则有赖于从设计和施工上加以处理。但是,迄今我国还未进行系统的研究,也尚未总结出成型的经验。其实,砌块建筑的一些功能问题在发达国家已经解决,问题是要使有关技术结合我国的具体条件逐步推广。
6.政府主管部门和两部两局墙改办为争取墙改优惠政策做了大量的工作,也产生了很好效果,但是,有关政策在各地贯彻的程度不一,有的减免税的时限太短(仅当年有效),各地墙改办收集的墙改资金很多,而直接扶植新型墙体材料发展的力度还不够。
1996~2000年是我国国民经济实现翻两番的关键的五年。到2000年,我国人民生活要达到小康水平,居住条件将会有较大的改善,城乡建设规模、质量、功能、效益等也将有新的更高的要求。为适应这种形势,必须大力发展新型材料,特别是各种新型墙体材料。混凝土砌块具有一系列技术经验优势,适合我国国情,大力发展混凝土砌块,将产生显著的经济效益和社会效益,中国建筑砌块协会在总结“八五”期间我国混凝土砌块的发展情况,提出了《中国建筑砌块行业“九五”发展规划建议》,预示了混凝土砌块将有大的发展前景。
1.混凝土砌块的生产。我国混凝土砌块在“九五”期间仍将以20 %的年递增率增加,到2000年,全国砌块总产量将达到5000万m 3 。
砌块品种结构将有所调整,以天然和人轻集料混凝土加工的砌块(包括煤渣混凝土砌块和粉煤灰硅酸盐小型空心砌块)将得到重点发展,各种轻质砌块将占砌块总量的30 %。在城市推广砌块建筑中,装饰砌块将引起人们的兴趣而被积极采用,从而展现出砌块建筑的特色。铺地砌块将在许多大、中城市推广应用。
砌块的规格将突出两方面:一是各地将在全国统一推荐砌块规格的基础上,优选本地的砌块规格系列;二是大、中城市的骨干砌块厂,将根据设计、施工要求研制各种墙用构造砌块。
砌块的质量将有明显提高,因为各地砌块生产单位的生产条件将得到改善,职工专业技能更为熟练,市场竞争也将促使砌块厂注重产品质量,多数城市将对混凝土砌块的质量加强技术监督,这也是促使混凝土砌块提高质量的有效措施。
企业规模结构将逐步优化。大、中城市将新建一批大的、现代化的砌块厂(包括引进设备和技术),原有砌块厂(场)中的多数企业将进行不同程度的技术改造,一般生产规模也会有所提高,就全国范围看,年产1万m 3 的砌块厂会明显增多,用固定式生产工艺的砌块厂会明显增多。在城市推广砌块建筑中,大的建筑工程公司也将承建砌块建筑。砌块机械制造厂也将逐渐以骨干厂、专业厂为主。企业规模结构的优化,将促进全行业技术水平和管理水平的提高。
2.砌块建筑的推广。砌块建筑在乡镇普及的势头不会减弱,在城市推广将比“八五”更引人注目。到2000年,全国城乡各类的砌块建筑的开工面积将达年1亿m 2 ,其中,城市砌块建筑约3000万m 2 ,县镇及农村砌块建筑面积约7000万m 2 。
城市推广砌块建筑的重点,一是要解决砌块建筑现有的各种功能上的问题,使人们喜建乐用;二是要抓好6层以下承重砌块建筑的推广,这是城市住宅建筑的主体,城市多层承重砌块建筑的经验对县镇农村推广砌块建筑也有示范作用。三是要使城市砌块建筑上水平、上档次(包括小区布局、建筑平面布置、建筑造型、内外装修、房屋细部处理、庭院景观、器材质量及施工安装质量等),体现出砌块建筑的特色。
乡镇推广砌块建筑在进一步普及的同时,将突出提高砌块建筑的质量和功能,要克服“砌块房屋是简易房屋”的错误思想,借鉴城市推广砌块建筑的经验,结合本地的具体条件,建造一批富有地方色彩、体现砌块特点、适用、美观、经济的砌块建筑。”在普及的基础上提高,在提高的指导下普及“是乡镇推广砌块建筑的指导方针”。
3.砌块机械的研制。从国内外经验看,砌块机械的水平直接影响砌块生产技术水平、砌块质量以及砌块建筑的水平。因此,我们在“九五”期间将使国产砌块机械在质量和性能上有显著进步。通过砌块机械定点生产、新机型的研制和提高砌块机械液压、电控元器件质量,使我国国产砌块机械接近国际先进水平。“九五”期间,将新增固定式成型机2400台(套)、移动式成型机4000台,基本上满足新建砌块厂、原有砌块厂的技术改造需要,并争取有少量砌块成型机出口。
4.科研工作。科学技术是第一生产力,我国砌块行业的发展也离不开技术进步。“九五”期间,有关科研生产、设计、施工单位将以自身遇到的技术课题作为攻关对象,逐项取得成果。通过多种渠道和方式筹集砌块生产及应用技术研究资金,组织和协调有关重点课题的研究工作。吸收国外先进技术,总结我国的实践经验,制订有关砌块生产和应用的标准、规程、定额等技术文件。开展有关软课题的研究。
混凝土砌块作为一种新型建筑材料在我国将有极好的发展前途,“九五”期间的发展目标和任务既鼓舞人心又十分艰巨。要在各级政府主管部门的领导下,在社会各方面的大力支持下,组织和动员全行业的企、事业单位和广大职工共同奋斗,抓紧这五年的大好机遇取得进展,为我国砌块和砌块建筑在21世纪持续、快速、健康发展奠定基础。