1 　轻集料混凝土小型空心砌块的现状

1. 1 　我国轻集料混凝土小型空心砌块的发展概况

    近年来随着墙材革新与建筑节能以及高层建筑的发展,轻集料混凝土小型空心砌块(下称轻集料小砌块) ,由于它重量轻、保温性能好、装饰贴面粘贴强度高、设计灵活、施工方便、砌筑速度快、增加使用面积、综合工程造价低等优点,特别在寒冷地区发展速度相当快,从全国来看,据有关资料介绍,迄今为止,全国各省、自治区、直辖市都建有规模大小不等的砌块厂,县镇以上的砌块厂(工场) 逾万,砌块年生产能力总计约7000 万m3 ,其中轻集料小砌块约40 % ,将近3000 万m3 ,各地每年还在新建、改造砌块厂,这个发展速度已成为取代粘土实心砖,与其他墙体材料很有竞争优势的节能墙体材料,特别在高层建筑作外围护结构深受设计、施工使用单位好评,有些地区如哈尔滨等地在高层建筑的外墙,超轻陶粒混凝土小砌块已占主导地位。近年来,随着高强陶粒的发展以及粘土实心砖的禁止使用,有的地区已配制出承重保温陶粒混凝土节能小砌块,应用于多层建筑的工程上,收到了良好的节能和技术经济效果。

1. 2 　轻集料小砌块的种类

    用堆积密度不大于1100kg/ m3 的轻粗集料与轻砂、普通砂或无砂配制成干表观密度不大于1950kg/ m3 轻集料混凝土制作的小砌块称为轻集料混凝土小砌块。轻集料小砌块的分类按轻集料种类分为:人造轻集料(页岩陶粒、粘土陶粒、粉煤灰陶粒、大颗粒膨胀、珍珠岩) 、天然轻集料(浮石、火山渣) 、工业废料轻集料( 自然煤矸石、煤渣等) 配制的混凝土小砌块。按用途分为:保温型、承重保温型、承重型轻集料小砌块。按砌块孔的排列分为:实心、单排孔、多排孔小砌块。

1. 3 　轻集料小砌块的主要技术指标

    参见《轻集料混凝土小型空心砌块》gb/ t15229 - 2002 新标准的要求、《民用建筑节能设计标准》j gj 26 - 95 要求。

2 　存在问题及原因分析

2. 1 　产品质量问题

a. 在陶粒小砌块中大量掺入煤渣

      随着墙改深入发展以及粘土砖的禁止使用,轻集料小砌块厂如雨后春笋发展起来,特别在寒冷地区发展更快,仅就哈尔滨市近几年就拥有50 多家砌块厂, 北京也有70 多个企业,其中陶粒小砌块占80 %以上, 厂家多了就出现竞争,施工单位或使用单位,可以任意挑选,一般不以质量为重,造成相互压价。厂方为了赚钱,原材料采用愈便宜愈好,以获取暴利,从而促使产品质量迅速下降,主要是在陶粒砌块中掺入大量的民用锅炉煤渣,Zui多达80 %以上;煤渣与陶粒每立方米的比价相差约10 倍,由于煤渣特别是北方采暖地区的民用锅炉煤渣燃烧不充分, 含碳量较高, 有的高达36 % ,一般都以焦炭的形式出现,因此吸水率较大,造成小砌块吸水率大都超过15 % ,有的高达35 % ,由于吸水率大,冻胀破坏力大,造成砌块抗冻性差,25 次冻融即出现严重缺棱掉角,强度损失达30 %以上,严重影响产品与工程质量。

2. 2 　小砌块养护不到期即出厂

    有的厂方为了增加产量获取利润,小砌块自然养护7～10 天即出厂,出厂前砌块无一切防雨和排水措施,因此,相对含水率超标,上墙后干缩率大,这是造成墙体开裂的重要原因。

    为了防止砌块裂缝,新标准中调整了Zui大吸水率指标为20 % ,并增加了干缩率指标,明确提出了,陶粒混凝土砌块中,煤渣在陶粒混凝土的掺量不应大于轻粗集料总量的30 % ,从编制组调查的资料来看，不同小砌块集料品种其吸水率、干缩率的平均值除煤渣砌块、非煅烧陶粒砌块的干缩率外,基本都能满足新标准的要求。但煤渣砌块与陶粒砌块相差很大, 平均吸水率大72 % ,平均干缩率大110 % ,这些数据主要从正式检测报告中收集到的,一般都是合格品,从调查中发现,还有一些不合格品没有正式报告,其煤渣砌块吸水率Zui高达35 % ,干缩率更大,因此煤渣掺量过多会直接影响陶粒砌块的吸水率和干缩率,据了解有的单位采取一定措施(煤破碎、过筛、自动喂料、沸腾炉燃烧,煤渣的质量是比较好,可以直接使用,但不能称陶粒混凝土砌块,特别在非采暖地区,没有冻融破坏, 是完全可以应用的) 。

    为了防止砌块上墙干缩裂缝,在有条件的地方砌块养护必须保证28 天才能出厂,一般来讲干燥收缩在28 天内Zui大,以后逐渐减少,但还会产生。为了保险起见,在有条件的地区养护到40 天出厂。大庆地区在地方技术规程中,明确规定普通混凝土小砌块自然养护龄期宜控制在40 天以上;对蒸养砌块出窑后也不应少于20 天出厂是必要的。

2. 3 　缺棱掉角较多,外观质量不良

      有的工厂陶粒粒径太大,超过20mm 级配不合理; 水泥用量较少,保温砌块水泥用量仅80～100kg/ m3 , 抗压强度不达标,直接影响外观质量。

2. 4 　砌块块型不合理

      轻集料混凝土小型空心砌块,由于保温性能好,受到寒冷地区普遍欢迎,其保温性能好,一方面是采用轻集料配制的混凝土,导热系数小,另一方面是采用多排孔小型空心砌块。从gb50176 - 93 民用建筑热工设计规范附表2. 4 也可看出,空气间层厚度为40mm 以上时,热阻值均为0. 18m2•k/ w ,以孔宽180mm 为例, 如改为三个40mm 孔宽,其热阻值为0. 18 ×3 等于0. 54 m2•k/ w ,也就是热阻提高约3 倍。因此说排孔数对小砌块的保温性能有明显的影响。目前黑龙江省一般采用290mm 厚三排孔小砌块,孔宽在50mm 左右。

      但有的厂家为了节省材料,降低重量,不顾保温性能要求,或不懂这个技术要求, 将240mm 厚三排孔宽40mm 的小砌块改为单排孔孔宽为180mm ,从表2 可以看出其保温性能明显下降,当采用390mm ×240mm ×190mm 的煤渣混凝土小砌块三排孔时,其表观密度为936kg/ m3 ,属1000 级,改为单排孔时表观密度为566kg/ m3 ,属600 级,的确重量大幅度下降,按照这个密度等级可以用在高层建筑,但保温性能明显下降,热阻由0. 58 下降到0. 3 m2 •k/ w ,下降48 % , 如将290mm 厚的三排孔页岩陶粒小砌块改为单排孔,热阻值将下降51 % ,由相当红砖两砖半的保温性能,下降到一砖的保温性能,使用这种砌块在哈尔滨就会出现整个墙体结霜和装饰贴面材料脱落的不良后果,因此在寒冷地区必须采取多排孔砌块才能达到热工要求。

3. 5 　有的砌块生产线不适应生产发展的需要

      一般生产外围护结构的轻集料小砌块都是土法生产线简易作坊,工厂没有质量保证体系,产品质量低、离散性大。同时也出现生产不出无砂、少砂轻集料小砌块。

      为了更好的贯彻墙改政策和保证产品质量必须加强对小砌块的质量管理,严把砌块进场关,不合格产品禁止进入施工现场和上墙。产品价格应合理,不得任意压价,影响产品质量;加强对小砌块的行业管理,全面提高企业素质,支持企业上规模、上水平提高砌块产品的科技含量,同时也要改进洋设备的多功能使用性能。

3 　发展趋势和展望

3. 1 　市场需求量预测

     随着墙改的发展,粘土实心砖的禁止使用,展望我国建筑砌块的发展前景,形势喜人。据有关专家预测到2005 年,全国各类砌块总产量将达到9200 万m3 左右,其中轻集料小砌块若按40 %计接近4000 万m3 ,将可取代260 亿块实心粘土砖,每年还将以60 万m3 速度递增。据了解目前全国各地都在新建和扩建陶粒及其混凝土小砌块厂,其中有大庆、江苏金坛、天津、广州、宜昌、襄樊、长春、吉林、鞍山、温州、宁波、石家庄等地;大庆2003 年已建成20 万m3 粉煤灰陶粒生产线, 将用在砌块生产上,广州地区2003 年已达年产10 万m3 砌块厂,近期还将向周边地区发展,黑龙江的鹤岗、庆安、哈尔滨、湖北的宜昌、襄樊以及江苏等地陶粒产量都不低,还有扩大发展的趋势。天然轻集料也随着粘土实心砖的禁止使用,吉林、黑龙江、辽宁、山西等地也即将大批量开发应用在小砌块生产上。随着房产开发的快速发展,将为轻集料小砌块的发展提供有利条件,形势大好。

3. 2 　因地制宜加速发展保温承重轻集料小砌块

      随着墙改的严格要求,禁止使用粘土实心砖的政策摆在我们的面前任务是,在多层建筑中取代粘土实心砖,除了使用普通混凝土砌块外,迫切需要研制开发保温承重的轻集料小砌块,据了解在我国目前的居住建筑中60 %～70 %为多层建筑, 一般不采取框架结构也不采用预制空心楼板内墙承重,而采用整浇楼板,因此外墙砌块必须要承受一部分重量,由此可见,因地制宜大力发展承重保温高强陶粒小砌块,煤矸石小砌块, 浮石火山渣小砌块、次轻混凝土小砌块以及生活垃圾废渣小砌块、建筑垃圾小砌块等轻集料小砌块,资源十分丰富,可以充分利用地方资源、工业废料配制5. 0 级7. 5 级和10. 0 级既承重又保温的良好墙体材料。

3. 3 　轻集料小砌块节能达标的有效途径

      随着国家出台一系列建筑节能的政策,严格要求执行民用建筑设计标准(采暖居住建筑部分) j gj 26 - 96 。特别是建设部第76 号部长令,颁发了《民用建筑节能管理规定》,以及各地主管部门又颁发了民用建筑节能管理规定各地的实施细则,对建设、设计、施工工程质检、建设行政主管部门,对执行节能标准提出了严格要求,对轻集料混凝土小砌块也提了新的要求,为此,各地根据本地的节能标准要求,提出了相应的轻集料小砌块节能达标的有效途径。

a. 单一超轻陶粒混凝土小砌块

      采用单一材料节能达标对严寒地区用在外围护结构,其施工Zui方便、效率高、比较理想,但首先必须生产当地需要的密度等级的超轻陶粒,配制相应的超轻陶粒混凝土小砌块,用它制造单一材料墙体达到外墙节能标准要求,是一条行之有效的途径。

b. 轻集料小砌块外保温复合墙体

     对采用轻集料小砌块外保温墙体可利用小砌本身的保温性能,减少保温层厚度,同时满足住户任意钉排的装修需要以及墙面采暖等优点,在有些寒冷地区比较受欢迎。由于外保温性能好,可减小热桥的影响,是目前应用比较广泛的方法,以前应用这种方法,由于没有国标和行标,仅有企业标准,设计、应用不统一比较混乱,对保证工程质量人们比较关注,也很担心,2003 年建设部发布了《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》jc149 - 2003 行标,对外墙外保温墙体有了统一的标准,对推动外保温墙体的发展将起到促进作用,但对外保温材料的耐久性、可靠性还有一些怀疑,到底粘结剂能使用多少年,对高层建筑使用,如发生质量问题,如何解决,尚需通过实践来逐渐完善。

c. 轻集料小砌块交替组砌夹心苯板

      采用轻集料小砌块复合聚苯板,根据各地节能标准要求,采用不同密度等级的小砌块复合不同厚度的苯板达到节能标准要求。为了不用或少用连接钢筋, 采用砌块交替组砌,可防止水平、垂直无缝产生的“热桥”,可以满足平均传热系数达到节能达标要求。

d. 轻集料小砌块空心内填聚苯板等高效节能材料

      为了充分利用现有生产厂家的生产设备,将砌块空心内填入聚苯板等高效保温材料,以达到节能标准要求,同时还可减薄墙体厚度,增加有效使用面积,为防止垂直灰缝产生的“热桥”影响墙体保温性能,仍采取交替组砌,但水平灰缝必须采取保温砂浆,以保证平均传热系数的要求。

e. 承重保温轻集料小砌块外墙采用填芯和夹心途径达标

      为了保证承重保温轻集料小砌块墙体既能满足砌体强度要求,又能达到节能指标要求,因此采取空心内部分填芯,砌块间的空腔内必须插入苯板交替组砌,既可达标又防止垂直、水平灰缝出现“热桥”,同时排孔上、下采取孔壁相对,普通砂浆砌筑,以保证砌体强度, 经试验和使用实践效果很好。

3. 4 　提高轻集料小砌块的装备水平,扩大生产规模

      随着市场需求的扩大和建筑施工逐渐规范以及新标准和新的技术规程的颁发实施,使用施工质检等单位对轻集料小砌块的质量要求日益严格,对当前单线生产能力规模小、生产装配水平低、技术力量薄弱、产品质量不稳定的小型企业,在大中城市必须进行改造, 扩大规模,完善质量保证体系,若不能改造的小企业要逐渐淘汰,要鼓励发展自动化程度高、配套设施齐全, 单线年生产能力大于2 万m3 的生产线,以产品的质量优、功能多、产量大、生产成本低等优势适应市场的需求。随着我国经济建设的快速发展,墙改各项政策的出台,轻集料小砌块的技术水平、生产规模也必然得到快速的发展。