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, 國家進一步加強了對粘土磚的限制使用, 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, 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、綜合造價低。本文僅以太原理工大學的學生公寓示范樓為例展開分析。

1 混凝土砌塊建筑推廣應用現(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)設計時, 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)的實際情況在適當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地震區(qū)的結(jié)構(gòu)設計, 目前只有幾幢試點高層建筑應用, 而且設計、施工也缺乏經(jīng)驗, 故應用較少。墻改10 多年來, 砌塊建筑在我國取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益, 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 層以上的試點高層砌塊建筑, 為砌塊在高層建筑中的應用積累了豐富的經(jīng)驗。

　　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于設計、施工、驗收的完整作法。太原市墻改辦作為新型墻材推廣應用的管理部門, 于2005 年聯(lián)合各大設計院、高校的專家、學者專門成立了“太原市新型承重墻材的推廣應用課題組”, 主要針對承重混凝土砌塊建筑的設計規(guī)范, 施工規(guī)程進行研究、開發(fā), 制定適合山西省推廣應用的地方標準, 解決各種新型環(huán)保墻材的生產(chǎn)與應用脫節(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, 促進山西省“墻改禁實”政策的真正落實。目前,山西省由太原理工大學設計院設計的兩幢6 層學生公寓樓作為太原市的混凝土砌塊建筑試點工程已竣工。該建筑使用了太原福星斯達現(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合墻體保溫。通過實踐證明, 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推廣不開, 造成積壓、企業(yè)運行成本加大, 出廠價格相應增高。

2 混凝土砌塊建筑設計、施工中應注意的問題

　　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。因此在施工時要嚴格控制砌塊的相對含水率, 禁止使用養(yǎng)護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, 還會適量的向砂漿中滲入水分, 對于砂漿的凝結(jié)、強度生長有利。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)的水分會不斷被砌塊吸收。因此, 砌塊砌筑砂漿應具有更高的要求。砌筑砂漿不但要滿足其設計強度要求, 而且對它的稠度、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)中還有一個重要的組成部分是芯柱。芯柱的混凝土強度等級不宜低于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, 太高會使砌塊砌體的受力變得復雜。芯柱混凝土主要用于灌實砌塊的孔, 由于砌塊孔的尺寸比較小, 且表面凹凸不平, 不宜灌實, 因此要求芯柱混凝土必須是大流動性的, 其塌落度宜控制在200～250mm 左右。在設計中, 芯柱應嚴格按照設計規(guī)范和技術規(guī)程設置。以太原理工大7 號學生公寓樓為例, 該公寓樓為6 層, 抗震設防烈度為8 度。-0.050 以上的墻體, 除采用芯柱外, 還設置鋼筋混凝土構(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)造柱的一個砌塊豎孔中設置; 洞口( 或盡端) 側(cè)邊的芯柱在緊鄰洞口( 或盡端) 的第一個砌塊孔洞中設置; 墻體交接處設置芯柱; 無洞墻肢內(nèi)分布的芯柱按等距離布置。各層構(gòu)造柱、芯柱的混凝土強度為Cb20。構(gòu)造柱縱筋直徑采用Ф14; 每個芯柱的插筋采用1Ф14。構(gòu)造柱的縱向鋼筋均錨入基礎混凝土板底, 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度和防止砌塊墻體的收縮, 在水平灰縫中每隔400～600mm 應設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。在太原理工大學生公寓樓的具體設計中, 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, 設置Ф4 點焊鋼筋網(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)片的耐久性是關系到整個建筑的耐久性的重要因素之一, 因此, 網(wǎng)片的質(zhì)量至關重要, 尤其是對于夾芯復合墻, 網(wǎng)片是保證外葉墻體穩(wěn)定性的關鍵所在。

　　砌塊材料的本身保溫性較差, 190mm 厚標準塊墻體僅相當于150mm 厚粘土磚墻的保溫性能, 達不到國家有關標準、規(guī)范對居住建筑外墻的絕熱性指標的要求, 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、夾芯復合墻體保溫。太原理工大學的學生公寓樓就是采用夾芯復合墻體保溫, 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) , 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, 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, 其綜合造價和長期效益更合理。

3 砌塊建筑的技術經(jīng)濟分析

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

　　( 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。太原理工大學學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。從產(chǎn)品本身造價上, 雖然砌塊比粘土實心磚要高一些, 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, 基礎造價降低了。而且由于砌塊尺寸規(guī)格大, 與實心粘土磚相比可節(jié)省人工和砂漿費用。所以綜合下來, 砌筑每平方米砌塊墻體的造價降低了, 一般可降低10%左右。再則由于砌塊建筑便于采用夾芯復合墻體保溫, 這種保溫結(jié)構(gòu)的綜合造價均低于其他保溫形式。根據(jù)太原理工大學生公寓樓綜合造價核算, 該砌塊建筑每平方米造價基本與實心粘土磚持平, 且使用面積增加3%～5%。

4 結(jié)論

　　混凝土砌塊的應用在我國乃至山西省都處于發(fā)展時期, 隨著砌塊生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的不斷改進和成本的降低及砌塊設計施工經(jīng)驗的不斷成熟和業(yè)主的認可和接受, 混凝土砌塊建筑將會有更大的發(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注。通過綜合比較、施工實踐, 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人員, 通過這幾年來驗收工程的實踐, 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”和“禁粘”工作的不斷推進, 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。