吉林省混凝土砌塊發(fā)展回顧與展望

( 1.長春星宇集團(tuán), 長春130061; 2.吉林省墻改辦, 長春130061)

　　【摘要】通過對吉林省混凝土砌塊及砌塊建筑的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的調(diào)查, 對如何推進(jìn)吉林省墻體材料革新工作, 積極發(fā)展砌塊建筑, 提出相關(guān)建議。

　　【關(guān)鍵詞】吉林省; 混凝土砌塊; 砌塊建筑; 墻體材料革新; 建議

1 吉林省概況

　　吉林省位于祖國東北, 地域面積19.18萬km2, 人口2728萬, 轄長春、吉林、四平、遼源、通化、白山、松原、白城8個(gè)市及延邊朝鮮族自治州( 圖1) 。

　　吉林省地處嚴(yán)寒地區(qū), 以長春市為例, 年平均溫度4.9℃, 冬季采暖室外計(jì)算溫度- 23℃,極端最低溫度- 36.5℃, 采暖期長達(dá)174d。

2 吉林省砌塊建筑回顧

　　2.1 起步階段( 1978～1990年)

　　吉林省東部山區(qū)蘊(yùn)藏著極為豐富的火山渣和浮石。1978年就開始研究利用這些天然資源生產(chǎn)混凝土空心砌塊;1981年建造了2萬多m2火山渣混凝土小型空心砌塊試點(diǎn)工程( 圖2) ;截止1990年, 全省各地砌塊建筑面積累計(jì)已達(dá)50余萬m2。

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圖2 輝南火山渣砌塊住宅( 1981)

　　該階段砌塊的主要集料為火山渣和浮石。火山渣砌塊的主規(guī)格尺寸為290mm×290mm×190mm, 四排孔; 浮石砌塊的主規(guī)格尺寸是490mm×240mm×190mm, 兩排孔; 還有其它塊型。

　　該階段的砌塊建筑均為低層或多層, 以低層為主, 絕大多數(shù)為居住建筑, 也有少量辦公樓、食堂等。其結(jié)構(gòu)形式有: 砌塊承重、現(xiàn)澆混凝土或黏土磚內(nèi)墻承重、外墻采用輕集料砌塊圍護(hù)等。

　　由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 該階段的砌塊建筑工程大部分都出現(xiàn)了不同程度的墻體裂縫和滲水等質(zhì)量問題, 有的還比較嚴(yán)重。

　　2.2 停滯階段( 1991～1995年)

　　由于前階段砌塊建筑出現(xiàn)了不同程度的質(zhì)量問題, 加之其建設(shè)成本比傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)略高, 故砌塊建筑沒有推廣開來。

　　2.3 復(fù)蘇階段( 1996～2000年)

　　1996年建設(shè)部在全國實(shí)施“住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化試點(diǎn)”, 長春星宇集團(tuán)是試點(diǎn)的載體企業(yè)。住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化試點(diǎn)的技術(shù)發(fā)展要點(diǎn)之一是墻體材料革新。為此, 星宇集團(tuán)投資建設(shè)了混凝土小型空心砌塊等生產(chǎn)線, 并開發(fā)建設(shè)了10.5萬m2砌塊承重結(jié)構(gòu)的多層住宅小區(qū)———星宇小區(qū)( 圖3) 。目前仍是吉林省規(guī)模最大、時(shí)間最早的砌塊建筑小區(qū)。

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圖3 長春星宇砌塊住宅小區(qū)( 1998)

　　但從全省看, 該階段砌塊建筑發(fā)展仍較緩慢,采用砌塊承重結(jié)構(gòu)的建筑仍很少, 采用輕集料砌塊做填充墻的建筑有所發(fā)展, 但總量不多。

　　2.4 發(fā)展階段( 2001～2005年)

　　隨著國家“禁實(shí)”措施逐步貫徹到位, 住宅逐步由多層向中高層、高層發(fā)展。其大量的填充墻體材料需求, 使輕集料混凝土空心砌塊得到較快的發(fā)展。全省各地陸續(xù)投資新建了一批砌塊生產(chǎn)線, 其中長春市數(shù)量最多。生產(chǎn)的砌塊主要為爐渣、焦渣、陶粒等輕集料填充型砌塊, 其塊型以單排孔、主規(guī)格390mm×190mm×190mm為主。承重型砌塊產(chǎn)量很少。

　　這階段砌塊填充墻類建筑發(fā)展較快, 全省近年每年的總量約500萬m2, 約占全省房屋建設(shè)總量的三分之一; 砌塊承重類建筑仍然很少。大中城市發(fā)展較快, 小城市發(fā)展較慢。多數(shù)砌塊生產(chǎn)廠家的設(shè)備簡陋, 技術(shù)落后; 手工作坊式生產(chǎn), 粗放式管理;產(chǎn)品的品種單一, 質(zhì)量不高。砌塊建筑仍存在不同程度的墻體裂縫和外墻滲水等工程質(zhì)量問題。

3 砌塊建筑現(xiàn)狀

　　3.1 混凝土砌塊基本情況

　　3.1.1 混凝土砌塊生產(chǎn)情況

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 吉林省混凝土砌塊生產(chǎn)企業(yè)已達(dá)183家, 其中引進(jìn)國外設(shè)備的有6家以上。全省砌塊年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力已達(dá)到218萬m3, 實(shí)際年總產(chǎn)量127萬m3, 其中絕大多數(shù)為用于填充墻的輕集料砌塊, 極少量為用于承重結(jié)構(gòu)的砌塊。詳情見表1。

　　3.1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

　　據(jù)吉林省墻改辦對全省56 家砌塊生產(chǎn)企業(yè)2003～2004年砌塊主要技術(shù)指標(biāo)的調(diào)查, 各地生產(chǎn)砌塊的主要技術(shù)指標(biāo)基本都能滿足國家有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求, 但有部分產(chǎn)品的密度等級偏高, 而其強(qiáng)度等級偏低, 達(dá)不到《規(guī)范》對砌塊技術(shù)指標(biāo)的要求。調(diào)查結(jié)果見表2。

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　　3.1.3 砌塊生產(chǎn)存在的主要問題

　　1) 砌塊生產(chǎn)設(shè)備簡陋。據(jù)調(diào)查, 目前全省有60%以上砌塊生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備為單班生產(chǎn)能力在1萬m3以下的簡易成型機(jī), 其激振力小, 振動(dòng)加速度低, 很難保證產(chǎn)品質(zhì)量。

　　2) 砌塊產(chǎn)品密實(shí)度差, 強(qiáng)度不高, 質(zhì)量不穩(wěn)定。絕大多數(shù)砌塊的強(qiáng)度在1.5MPa～2.5MPa之間。由于砌塊強(qiáng)度低、質(zhì)量差, 必然導(dǎo)致砌塊建筑出現(xiàn)質(zhì)量問題。

　　3) 混凝土砌塊多以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為檢驗(yàn)依據(jù), 不按建筑規(guī)范的要求進(jìn)行檢測和使用, 而產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)又低于建筑規(guī)范的要求, 因此使混凝土砌塊的質(zhì)量長期得不到提高。

圖4 施工中的吉林省首例配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)試點(diǎn)工程

　　3.2 砌塊建筑基本情況

　　3.2.1 填充墻類砌塊建筑

　　近年來, 輕集料砌塊做填充墻的砌塊建筑發(fā)展較快。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 2004年全省房屋建設(shè)總面積約1628萬m2, 其中填充墻類砌塊建筑已達(dá)到504萬m2, 約占總面積的31%; 由于地域的差異和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡, 絕大部分集中在長春市, 約占總量的71%。詳見表3。

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　　3.2.2 承重類砌塊建筑

　　采用砌塊作為承重結(jié)構(gòu)的砌塊建筑數(shù)量仍很少, 僅在長春、白城、白山等地有少量工程,全省總量不過幾萬平方米。

　　3.2.3 墻體構(gòu)造

　　住宅建筑為達(dá)到建筑節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn), 大多數(shù)工程的外墻采用聚苯板或擠塑板等保溫材料與砌塊復(fù)合, 做外墻外保溫或夾芯保溫。公共建筑外墻有的做法與居住建筑相同, 也有的工程僅采用輕集料砌塊做外墻。內(nèi)隔墻采用190mm或90mm厚輕集料砌塊。

　　3.2.4 砌塊建筑存在的主要工程質(zhì)量問題

　　1) 墻體裂縫。填充墻類砌塊建筑, 大部分都出現(xiàn)不同程度的墻體裂縫。尤其是混凝土梁、柱與砌塊填充墻界面處的裂縫更為普遍。

　　2) 外墻滲水。由于外墻裂縫、窗周邊密封不嚴(yán)、外飾面施工質(zhì)量缺陷等種種原因, 導(dǎo)致外墻滲水,污染內(nèi)墻, 影響正常使用。此類質(zhì)量問題也較普遍。

　　3) 室內(nèi)結(jié)露。由于設(shè)計(jì)、材料或施工的問題, 在外墻混凝土構(gòu)件處、窗洞口周邊、檐口及山墻等部位形成“冷橋”, 造成冬季室內(nèi)結(jié)露, 嚴(yán)重者結(jié)霜。

　　4) 墻面“長毛”。由于節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性較傳統(tǒng)建筑大大提高, 如室內(nèi)不能經(jīng)常通風(fēng),空氣濕度會加大, 加之有的外墻滲水、室內(nèi)結(jié)露等因素, 墻面濕度也很大, 霉菌極易繁殖, 導(dǎo)致墻面“長毛”。

4 砌塊建筑發(fā)展展望

　　4.1 充分認(rèn)識砌塊建筑的比較優(yōu)勢

　　與其它墻體材料建筑體系相比, 砌塊建筑的特點(diǎn)決定了其自身優(yōu)勢, 只有充分認(rèn)識到這一點(diǎn), 才能使我們真正認(rèn)識到發(fā)展砌塊建筑的重要意義, 并明確其發(fā)展方向。

　　———國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)和多年的實(shí)踐證明, 混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)原料資源豐富, 可就地取材, 不破壞耕地, 可利用工業(yè)廢渣, 有利于保護(hù)環(huán)境; 其生產(chǎn)設(shè)備相對簡單、生產(chǎn)能耗低, 且具有自重輕、強(qiáng)度高、施工快的優(yōu)點(diǎn), 其它新型墻體材料都無法與之相比。

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　　———砌塊建筑具有廣泛的適用范圍。砌塊建筑不僅適用于城市, 也適用于農(nóng)村; 不僅適用于居住建筑, 也適用于公共建筑和工業(yè)建筑; 不僅適用于低層和多層建筑, 還適用于中高層和高層建筑。其它結(jié)構(gòu)體系, 如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等都沒有這樣廣泛的適用范圍。

　　———砌塊建筑與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)的施工工藝類似, 所需施工機(jī)械設(shè)備基本相同, 易于推廣應(yīng)用。

　　———低層、多層砌塊建筑與采用煤矸石燒結(jié)多孔磚、粉煤灰燒結(jié)多孔磚、灰砂磚等新型承重墻體材料的建筑體系相比, 可提高施工速度30%以上, 節(jié)省砌筑砂漿60%左右, 可增加有效使用面積5%左右。

　　———中高層、高層配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系與鋼筋混凝土框架、短肢剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)體系相比, 在量大面廣的居住建筑或類似建筑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、綜合性能指標(biāo)等方面, 前者優(yōu)于后者。

　　1) 配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有砌體結(jié)構(gòu)無需支模、施工方便、工期短等優(yōu)點(diǎn), 又彌補(bǔ)了無筋砌體強(qiáng)度低、延性差的缺點(diǎn), 還具有與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)類似的抗震性能和應(yīng)用范圍。配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可降低工程造價(jià)10%～20%, 節(jié)省鋼材30%以上, 施工期縮短25%以上, 其經(jīng)濟(jì)效益明顯。

　　2) 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系不適用于居住建筑,其較大的梁、柱棱角不僅占用室內(nèi)使用空間,不利于布置家具, 也不利于室內(nèi)裝修。

　　3) 鋼筋混凝土短肢剪力墻或剪力墻結(jié)構(gòu)體系雖然不出現(xiàn)梁、柱棱角, 但該結(jié)構(gòu)體系施工模板量較大、工序較多、工期較長。

　　———砌塊建筑出現(xiàn)的質(zhì)量問題是阻礙其發(fā)展的主要原因之一。經(jīng)過幾十年的理論研究與工程實(shí)踐, 國家現(xiàn)已發(fā)布了一系列有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)圖集等; 各地也都積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn); 只要嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范, 嚴(yán)格工程管理, 砌塊建筑的質(zhì)量問題是可以解決的。

　　4.2 進(jìn)一步建立和健全政策法規(guī)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

　　———建立和健全有關(guān)政策法規(guī)體系是發(fā)展砌塊建筑的關(guān)鍵。近年來, 國家和吉林省已發(fā)布的關(guān)于墻體材料革新等方面的政策法規(guī)有十余項(xiàng)。但這些政策法規(guī)還應(yīng)加大懲罰和激勵(lì)力度,采取最有效的經(jīng)濟(jì)手段。

　　———要盡快建立起國家與地方相結(jié)合的砌塊建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系, 這是發(fā)展砌塊建筑的技術(shù)保證。國家有關(guān)砌塊建筑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)圖集等, 有些做法在嚴(yán)寒地區(qū)不適用, 如: 節(jié)能建筑的外墻采用夾芯保溫做法和挑檐、女兒墻、窗洞口等部位的構(gòu)造等, 都存在嚴(yán)重“冷橋”; 應(yīng)結(jié)合吉林省嚴(yán)寒地區(qū)的具體情況, 制定有關(guān)砌塊建筑的地方技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)圖集等, 以利于砌塊建筑的推廣。

　　4.3 充分利用好地方資源

　　發(fā)展砌塊建筑, 產(chǎn)品是基礎(chǔ)。吉林省具有十分豐富的砌塊生產(chǎn)原料資源, 生產(chǎn)砌塊的主要原料水泥、砂、石及其它集料, 其產(chǎn)量或儲量足以滿足砌塊生產(chǎn)的需要。吉林省河流眾多,遍布全省, 其中蘊(yùn)藏著無法計(jì)量的河砂及卵石, 可為砌塊生產(chǎn)提供充足的集料原料; 東部山區(qū)及中部的丘陵地帶, 分布著難以統(tǒng)計(jì)的采石廠, 可供應(yīng)生產(chǎn)承重型砌塊所需的碎石; 延邊、白山、通化一帶有數(shù)十個(gè)火山渣和浮石礦, 儲量超過10億m3, 火山渣和浮石是良好的、天然的砌塊輕集料。長春的德惠、農(nóng)安和松源的前郭等地頁巖資源豐富, 可發(fā)展頁巖陶粒砌塊。

　　吉林省工業(yè)產(chǎn)生的冶煉廢渣、粉煤灰、爐渣、煤矸石及尾礦等固體廢棄物每年可達(dá)1600萬t以上, 現(xiàn)綜合利用率尚不足50%。這些廢棄物大多數(shù)經(jīng)加工都可作為砌塊生產(chǎn)的原料, 且成本不高。各地應(yīng)發(fā)揮地方的資源優(yōu)勢, 生產(chǎn)適宜的砌塊產(chǎn)品, 重點(diǎn)是發(fā)展承重型砌塊。

　　4.4 提高行業(yè)整體水平, 逐步淘汰落后設(shè)備, 大力發(fā)展中型砌塊生產(chǎn)企業(yè), 培育一定數(shù)量的大型砌塊生產(chǎn)企業(yè)

　　各地應(yīng)根據(jù)發(fā)展需要, 對現(xiàn)有的小型砌塊生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行更新改造, 使其成為年產(chǎn)量達(dá)4萬m3以上的中型砌塊生產(chǎn)企業(yè)。這樣既節(jié)省投資, 又可快速見效。應(yīng)考慮生產(chǎn)中等強(qiáng)度等級(MU10) 的承重砌塊, 用于多層以下的承重砌塊建筑。大中型城市應(yīng)有計(jì)劃地發(fā)展一定數(shù)量的生產(chǎn)10萬m3以上或更大規(guī)模的大型砌塊生產(chǎn)企業(yè)。應(yīng)可生產(chǎn)高強(qiáng)度等級( ≥MU15) 的承重砌塊, 用于中高層和高層配筋砌塊建筑。

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　　4.5 發(fā)展適宜的砌塊結(jié)構(gòu)體系

　　吉林省各地的資源條件、經(jīng)濟(jì)條件及建筑業(yè)發(fā)展水平等都有所不同, 應(yīng)根據(jù)本地的具體情況, 發(fā)展適宜的砌塊結(jié)構(gòu)體系。對于住宅建筑, 大中城市應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展中高層和高層配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系, 小城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展低層和多層砌塊承重結(jié)構(gòu)體系。

　　4.6 應(yīng)大力推廣和進(jìn)一步研究的幾項(xiàng)主要砌塊建筑應(yīng)用技術(shù)

　　4.6.1 推廣外墻外保溫建筑節(jié)能應(yīng)用技術(shù)

　　1) 吉林省地處嚴(yán)寒地區(qū), 按國家現(xiàn)行建筑節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn)要求, 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻要采用砌塊和聚苯板、擠塑板、聚氨酯或保溫砂漿等高效保溫材料復(fù)合墻體。實(shí)踐證明, 在復(fù)合外墻的外保溫、夾芯保溫和內(nèi)保溫等幾種形式中, 外保溫是最好的, 其它形式都存在較嚴(yán)重的“冷橋”問題, 不適用于吉林省。

　　2) 外墻外保溫做法不僅可以最大限度地減少“冷橋”, 還能大幅度地減小砌塊墻體的晝夜溫差及季節(jié)溫差, 進(jìn)而減小因溫度變化而造成墻體開裂的可能性。

　　4.6.2 大力推廣配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系

　　吉林省首例配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)小高層住宅, 由長春星宇集團(tuán)開發(fā)建設(shè)。該工程為12層, 建筑面積11400m2, 現(xiàn)主體工程已完工。該工程也是由吉林建工學(xué)院、長春星宇集團(tuán)及中國建研院等單位共同承擔(dān)的吉林省科技廳科研課題的試點(diǎn)工程 。實(shí)踐證明: 配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo), 與其它結(jié)構(gòu)體系相比, 具有力學(xué)性能好、施工速度快、工程造價(jià)低等明顯的優(yōu)勢。

　　4.6.3 推廣大開間砌塊住宅

　　大開間砌塊住宅的跨度做到6m～8m, 或更大一些;采用現(xiàn)澆空心樓板, 基本達(dá)到每戶一板; 并實(shí)行菜單式裝修。住戶可根據(jù)家庭人口結(jié)構(gòu)及使用的要求, 任意分隔室內(nèi)空間, 滿足個(gè)性需求; 具有適應(yīng)性、靈活性、可改性, 還可根據(jù)家庭人口變化, 重新改變室內(nèi)分隔。

　　4.6.4 進(jìn)一步研究砌塊建筑配套應(yīng)用技術(shù)

　　1) 砌塊承重結(jié)構(gòu)對砌筑砂漿和芯柱混凝土有特殊要求。砌筑砂漿要求粘結(jié)性高、流動(dòng)性低、和易性好、保水性強(qiáng)、強(qiáng)度增長快; 芯柱混凝土要求高流動(dòng)性、低收縮率和高強(qiáng)度。要進(jìn)一步研究其有關(guān)應(yīng)用技術(shù)。

　　2) 砌筑砂漿和芯柱混凝土是保證承重砌塊墻體質(zhì)量的關(guān)鍵。它的組成包括多種外加劑, 應(yīng)是工廠化生產(chǎn)、商品化供應(yīng)。

5 結(jié)束語

　　1) 發(fā)展砌塊建筑是落實(shí)國家有關(guān)“墻改、禁實(shí)、節(jié)能、省地、利廢、環(huán)?！钡犬a(chǎn)業(yè)政策的戰(zhàn)略選擇。

　　2) 吉林省具有十分豐富的砌塊生產(chǎn)原料資源;已有一定數(shù)量的砌塊生產(chǎn)企業(yè); 還有20多年的混凝土砌塊生產(chǎn)和砌塊建筑的建設(shè)經(jīng)驗(yàn); 已具有一定的發(fā)展砌塊建筑的基礎(chǔ)。

　　3) 只要提高對發(fā)展砌塊建筑重要意義的認(rèn)識,建立和健全有關(guān)政策法規(guī)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系, 提高砌塊的產(chǎn)品質(zhì)量, 擴(kuò)大砌塊的生產(chǎn)規(guī)模, 完善砌塊建筑應(yīng)用技術(shù), 提高砌塊建筑的質(zhì)量, 吉林省的砌塊建筑就一定能夠得到健康、快速的發(fā)展。

　　[本文的調(diào)研工作得到了長春市墻改辦王洋副主任, 原吉林市建研院曹林祥總工及白城市建委冷有春主任等同志的大力支持, 在此表示感謝。]