太原市六層以下混凝土砌塊建筑應(yīng)用介紹

　　混凝土砌塊建筑在國外已有百年的歷史, 但在國內(nèi)僅有30 多年的發(fā)展史。隨著我國建材產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整, 國家進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)粘土磚的限制使用, 砌塊已成為取代粘土磚的環(huán)保節(jié)能型墻體材料之一。這種墻體材料有很多優(yōu)點(diǎn), 與粘土磚相比, 不毀田、節(jié)能利廢、自重輕、整體性能好、施工速度快、綜合造價(jià)低。本文僅以太原理工大學(xué)的學(xué)生公寓示范樓為例展開分析。

1 混凝土砌塊建筑推廣應(yīng)用現(xiàn)狀分析

　　混凝土砌塊建筑可分為約束砌體結(jié)構(gòu)和配筋砌體結(jié)構(gòu)兩種體系, 前者是我國目前有些地區(qū)應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式, 類似于多層磚混結(jié)構(gòu),在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 將原磚混結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱換成芯柱, 在門窗洞口邊緣增加芯柱, 最后再按照本地區(qū)的實(shí)際情況在適當(dāng)位置將芯柱加密及采取其他措施。后者主要用于高層建筑和強(qiáng)地震區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 目前只有幾幢試點(diǎn)高層建筑應(yīng)用, 而且設(shè)計(jì)、施工也缺乏經(jīng)驗(yàn), 故應(yīng)用較少。墻改10 多年來, 砌塊建筑在我國取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益, 在全國各地興建了許多多層砌塊建筑。在上海、沈陽等地方還建成10 層以上的試點(diǎn)高層砌塊建筑, 為砌塊在高層建筑中的應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　砌塊建筑在山西省剛剛起步, 主要問題是多年來沒有一套關(guān)于設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的完整作法。太原市墻改辦作為新型墻材推廣應(yīng)用的管理部門, 于2005 年聯(lián)合各大設(shè)計(jì)院、高校的專家、學(xué)者專門成立了“太原市新型承重墻材的推廣應(yīng)用課題組”, 主要針對(duì)承重混凝土砌塊建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范, 施工規(guī)程進(jìn)行研究、開發(fā), 制定適合山西省推廣應(yīng)用的地方標(biāo)準(zhǔn), 解決各種新型環(huán)保墻材的生產(chǎn)與應(yīng)用脫節(jié)的問題, 力爭在短期內(nèi)使山西省在這方面有飛躍式發(fā)展, 促進(jìn)山西省“墻改禁實(shí)”政策的真正落實(shí)。目前,山西省由太原理工大學(xué)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的兩幢6 層學(xué)生公寓樓作為太原市的混凝土砌塊建筑試點(diǎn)工程已竣工。該建筑使用了太原福星斯達(dá)現(xiàn)代建材有限公司和太原獅頭水泥廠生產(chǎn)的混凝土小型空心砌塊。該砌塊主規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm,空心率為47%, 建筑主體結(jié)構(gòu)為約束砌體結(jié)構(gòu), 墻體的保溫形式采用夾芯復(fù)合墻體保溫。通過實(shí)踐證明, 從施工工藝方面比較優(yōu)于傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu), 施工速度快, 一幢建筑面積為11000m2 的公寓樓僅用3 個(gè)月就已完成。成本略高于磚混結(jié)構(gòu), 主要原因是目前太原市的砌塊由于一時(shí)推廣不開, 造成積壓、企業(yè)運(yùn)行成本加大, 出廠價(jià)格相應(yīng)增高。

2 混凝土砌塊建筑設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的問題

　　混凝土小型空心砌塊與粘土磚很大的區(qū)別在于干縮性較大, 即隨著水分的流失, 其體積收縮較大, 容易造成墻體開裂。因此在施工時(shí)要嚴(yán)格控制砌塊的相對(duì)含水率, 禁止使用養(yǎng)護(hù)期不足或淋過雨的濕砌塊。

　　混凝土砌塊的砌筑砂漿要求不同于一般的粘土磚房屋。粘土磚在砌筑前要充分吸水, 鋪砌后磚塊不僅不吸取砂漿中的水分, 還會(huì)適量的向砂漿中滲入水分, 對(duì)于砂漿的凝結(jié)、強(qiáng)度生長有利。砌塊墻則不同, 為避免砌塊墻體失水收縮, 砌塊塊材在砌筑前是不允許吸水的, 從鋪砂漿開始, 砌縫砂漿內(nèi)的水分會(huì)不斷被砌塊吸收。因此, 砌塊砌筑砂漿應(yīng)具有更高的要求。砌筑砂漿不但要滿足其設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求, 而且對(duì)它的稠度、保水性等都有不同的要求。砌筑砂漿一般采用混合砂漿, 它的和易性和保水性較好?；旌仙皾{能保持砂漿中的水分不蒸發(fā)或少蒸發(fā), 且含水率高, 有利于水泥的水化, 也能滿足砌塊的吸水要求, 有利于砂漿黏附在砌塊上。

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　　混凝土砌塊結(jié)構(gòu)中還有一個(gè)重要的組成部分是芯柱。芯柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C15, 這主要是考慮到滿足混凝土與芯柱鋼筋的握裹力, 但也不易太高, 太高會(huì)使砌塊砌體的受力變得復(fù)雜。芯柱混凝土主要用于灌實(shí)砌塊的孔, 由于砌塊孔的尺寸比較小, 且表面凹凸不平, 不宜灌實(shí), 因此要求芯柱混凝土必須是大流動(dòng)性的, 其塌落度宜控制在200～250mm 左右。在設(shè)計(jì)中, 芯柱應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程設(shè)置。以太原理工大7 號(hào)學(xué)生公寓樓為例, 該公寓樓為6 層, 抗震設(shè)防烈度為8 度。-0.050 以上的墻體, 除采用芯柱外, 還設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱代替部分芯柱; 構(gòu)造柱每側(cè)邊的芯柱在緊鄰構(gòu)造柱的一個(gè)砌塊豎孔中設(shè)置; 洞口( 或盡端) 側(cè)邊的芯柱在緊鄰洞口( 或盡端) 的第一個(gè)砌塊孔洞中設(shè)置; 墻體交接處設(shè)置芯柱; 無洞墻肢內(nèi)分布的芯柱按等距離布置。各層構(gòu)造柱、芯柱的混凝土強(qiáng)度為Cb20。構(gòu)造柱縱筋直徑采用Ф14; 每個(gè)芯柱的插筋采用1Ф14。構(gòu)造柱的縱向鋼筋均錨入基礎(chǔ)混凝土板底, 芯柱的鋼筋均錨入室外地坪下500mm 處或下部墻梁內(nèi)。

　　由于砌體砌塊單塊體積大, 灰縫面積小, 砌體的抗拉、抗剪度低, 僅為粘土磚砌體的1/3 和1/2, 為提高混凝土砌塊砌體的強(qiáng)度和防止砌塊墻體的收縮, 在水平灰縫中每隔400～600mm 應(yīng)設(shè)置一道水平鋼筋拉結(jié)網(wǎng)片, 網(wǎng)片一般采用Ф4 冷撥鋼絲焊接制成。在太原理工大學(xué)生公寓樓的具體設(shè)計(jì)中, 地面以上墻體, 在芯柱與墻體、構(gòu)造柱與墻體、墻體與墻體交接處, 沿墻高每隔400mm, 設(shè)置Ф4 點(diǎn)焊鋼筋網(wǎng)片, 每邊伸入墻內(nèi)1m 或墻洞邊緣; 地面以上墻體, 保溫外墻的兩葉墻之間的連接采用經(jīng)防腐處理的Ф4 通常拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片, 網(wǎng)片橫向筋水平間距400mm, 沿高度網(wǎng)片間距400mm。由于網(wǎng)片是保證砌體質(zhì)量的重要手段, 網(wǎng)片的耐久性是關(guān)系到整個(gè)建筑的耐久性的重要因素之一, 因此, 網(wǎng)片的質(zhì)量至關(guān)重要, 尤其是對(duì)于夾芯復(fù)合墻, 網(wǎng)片是保證外葉墻體穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在。

　　砌塊材料的本身保溫性較差, 190mm 厚標(biāo)準(zhǔn)塊墻體僅相當(dāng)于150mm 厚粘土磚墻的保溫性能, 達(dá)不到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)居住建筑外墻的絕熱性指標(biāo)的要求, 為了保證居住建筑有較好的室內(nèi)熱環(huán)境和節(jié)約建筑能耗, 根據(jù)我國住宅建筑必須達(dá)到50%
的要求, 砌塊建筑必須有專門的保溫隔熱措施。目前常用的保溫結(jié)構(gòu)形式有: 內(nèi)保溫、外保溫、夾芯復(fù)合墻體保溫。太原理工大學(xué)的學(xué)生公寓樓就是采用夾芯復(fù)合墻體保溫, 這種保溫結(jié)構(gòu)隔熱和防滲漏的性能優(yōu)越。具體作法是: 雙層墻的內(nèi)葉采用190mm
厚砌塊承重, 外葉采用90mm 厚劈裂裝飾砌塊, 中部為60mm 厚聚苯板夾心保溫層( 室內(nèi)地面以下為灌孔混凝土填實(shí)) , 兩葉之間采用鋼筋網(wǎng)片拉結(jié), 保證外葉墻體的整體穩(wěn)定性。由于雙層墻體的保護(hù), 保溫材料不受外界環(huán)境的影響, 保溫效果和耐久性好
并且可靠。比較同樣保溫隔熱效果和耐久性的內(nèi)、外保溫方式, 其綜合造價(jià)和長期效益更合理。

3 砌塊建筑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　( 1) 施工工藝簡便, 縮短建設(shè)周期。與粘土磚相比, 砌塊體積為粘土磚的幾倍, 砌筑速度加快, 同時(shí)芯柱的應(yīng)用大大減少了模板用量, 建設(shè)工期明顯縮短。

　　( 2) 裝飾手段豐富、外立面美觀。采用裝飾砌塊建成的建筑, 外墻質(zhì)地堅(jiān)固耐用, 顏色持久, 省去了普通外墻裝飾或噴涂等工序, 從而避免了外墻皮若干年后脫落、褪色等弊端。太原理工大學(xué)學(xué)生公寓樓就是采用裝飾砌塊砌筑的外墻。

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　　( 3) 降低每平方米造價(jià)。從產(chǎn)品本身造價(jià)上, 雖然砌塊比粘土實(shí)心磚要高一些, 但是由于砌塊容重小, 建筑重量與磚混相比可降低1/3 左右, 基礎(chǔ)造價(jià)降低了。而且由于砌塊尺寸規(guī)格大, 與實(shí)心粘土磚相比可節(jié)省人工和砂漿費(fèi)用。所以綜合下來, 砌筑每平方米砌塊墻體的造價(jià)降低了, 一般可降低10%左右。再則由于砌塊建筑便于采用夾芯復(fù)合墻體保溫, 這種保溫結(jié)構(gòu)的綜合造價(jià)均低于其他保溫形式。根據(jù)太原理工大學(xué)生公寓樓綜合造價(jià)核算, 該砌塊建筑每平方米造價(jià)基本與實(shí)心粘土磚持平, 且使用面積增加3%～5%。

4 結(jié)論

　　混凝土砌塊的應(yīng)用在我國乃至山西省都處于發(fā)展時(shí)期, 隨著砌塊生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的不斷改進(jìn)和成本的降低及砌塊設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)的不斷成熟和業(yè)主的認(rèn)可和接受, 混凝土砌塊建筑將會(huì)有更大的發(fā)展空間, 混凝土砌塊的結(jié)構(gòu)形式, 越來越受到人們的關(guān)注。通過綜合比較、施工實(shí)踐, 也容易被更多的建筑商所接受。筆者作為太原市墻改辦工程部的一名技術(shù)人員, 通過這幾年來驗(yàn)收工程的實(shí)踐, 親身感受到了混凝土砌塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。本人相信, 隨著太原城區(qū)“禁實(shí)”和“禁粘”工作的不斷推進(jìn), 混凝土砌塊建筑必將嶄露頭角, 并一定能在全市大力推崇建筑節(jié)能的工作戰(zhàn)略中, 發(fā)揮更好的作用。