我国新型墙体材料现状与趋势
我国新型墙体材料现状与趋势
李湘洲长春理工大学西校区
1 概述
实施建材工业可持续发展战略, 必须用新型墙体材料代替旧的、落后的材料, 必须节能、节土、节运和保护环境。另一方面, 建筑业的革新和进步, 建筑施工的现代化, 住宅建筑不断向轻、美、优方面的发展, 也都要求建材工业提供足够的新型墙体材料与之相适应。
根据原国家建材局制定的发展规划, 新型墙体材料占全部墙体材料的比例, 2000 年为20%, 2010年要达到40%, 2030 年要达到60%。其发展的重点包括以下几个方面:
(1) 重点推广5000 万块以上规模的空心砖企业, 大力推广机械化轮窑、隧道窑和新型辊道窑, 努力研究推广高掺量废渣砖(如高掺量压制成型烧结粉煤灰
砖)、全煤矸石烧结空心砖、烧结黏土空心砖等新工艺、新装备。
(2)建筑砌块的发展重点是向产品的系列化、装饰化发展, 推广年产5 万!以上规模的生产线, 实现产品的机械化、自动化生产, 解决好配套的施工应用技术。
(3) 加气混凝土制品重点发展年产10~20 万规模的生产线, 开发新型、大型机械化切割机, 改善发泡成型技术。
(4)轻质板材重点要抓好纸面石膏板的发展, 完善纸面石膏板生产工艺的开发, 解决好护面纸胶粘及配套技术。重点推广年产800 万"以上规模的生产线, 解决好在民用住宅中的推广应用问题。
(5)积极发展蒸压纤维水泥加压板、纤维增强硅酸钙板、GRC 板等轻质板材, 提高现代化装备水平,提高产品的装饰水平, 努力扩大其在墙体材料中的应用比例。
(6)开发各种轻板组合的轻质复合墙板, 这是墙体材料革新的发展方向。要按照不同地区、不同建筑的节能要求, 开发和完善轻质复合墙体(墙板)的成套技术, 提高生产和施工装备的技术水平。
2 我国新型墙体的发展现状
近十多年来, 我国的新型墙体的研制与开发得到了蓬勃的发展, 随着新型建筑材料的不断发展, 许多新型墙体在我国也应运而生。按照我国目前新型墙体的结构构造, 可以分为以下四类: ①建筑砌块类; ②轻质板材类; ③干式复合墙体; ④湿式复合墙体。
2.1 建筑砌块类
建筑砌块是指比建筑砖体大又比大板尺寸小的块状建筑制品, 是我国墙体
材料中很有发展前途的一个大类, 包括若干品种。其特点是不用黏土作原材料, 有些品种砌块可以综合利用工业废渣, 生产工艺不复杂, 容易生产, 建厂投资相对较少, 砌筑墙体也较为方便。
建筑砌块种类很多, 按照块体尺寸分, 有小型砌块和中型砌块, 按照块形分, 有
空心砌块和密集砌块; 按照原料分有混凝土砌块、硅酸盐砌块、加气混凝土砌块、灰砂砌块以及石膏砌块等。其中较为常用的是混凝土小型空心砌块, 目前产量约为各类砌块的80%以上。由于建筑砌块具有的节能、保温、节约耕地等优点, 近年来其发展速度较快。应当重视的是, 虽然目前建筑砌块的产量增长速度较快, 但我国的砌块工业与发达国家相比还存在着一定差距, 砌块生产工艺以及装备
的落后, 砌块品种单一, 规格较少; 而且建筑砌块的砌筑, 还受到建筑高度、整体性能、块间密封、变形等方面的约束和制约。
2.2 轻质
轻质板材是近年来新兴的轻质墙体形式, 包括的品种很多, 其特点是重量轻, 生产综合耗能较低,有些轻质板材能综合利用工业废渣, 施工安装方便,它在使用中的特点是用量少, 施工速度较快, 在现代化房屋建筑是不可缺少的。种类主要根据板质材料分类, 目前国内有纸面石膏板、纤维石膏板、植物纤维轻板(包括稻草板、麻屑板、蔗渣板等)、纤维水泥板(包括石棉水泥板、水泥刨花板、玻璃纤
维增强水泥板即GRC 板等)以及轻骨料混凝土板材。
轻质板材, 可以说在某些方面反映了一个国家的建材工业水平和房屋建筑水平。在我国, 建厂投资较大, 规模化程度不是很高, 而且有关轻质板材相应的设计规范和要求相对还不是很完善, 但其仍然在我国有着广阔的前景。
2.3 干式复合墙体
复合墙体是前景广阔的新型墙体结构类型, 在近年来得到了迅猛的发展。特点是墙体结构材料和保温材料合二为一, 组成新型复合墙体结构。可以充分发挥各层材料的特长, 采用高效保温隔热材料,达到重量轻、强度高、保温、隔声、防火等目的, 与传统的三七实心砖墙相比, 传热系数降低一半, 是今后建筑围护结
构的发展方向。
复合墙体的种类很多, 在我国常用的有隔热夹心板墙体、纤维增强聚苯乙烯
复合保温墙体、混凝土岩棉复合墙体、钢丝网岩棉复合墙体、钢丝网泡沫塑料复合墙体、泰柏板等。
2.3.1 隔热夹心板复合墙体
隔热夹心板复合墙体是由二层金属薄板或其他面层材料, 与泡沫塑料芯材构成。外层由结实的高密度涂层钢板或装饰木板构成, 芯材是一种低密度聚苯乙烯泡沫塑料板, 使用热固性胶将涂层钢板和聚苯乙烯泡沫塑料粘结在一起, 用途十分广泛。这种
夹心板轻质、高强, 集围护、隔热、防水、装修于一体。
2.3.2 纤维增强聚苯乙烯复合保温墙体
由冶金部建筑研究院研制的纤维增强聚苯乙烯复合保温墙体, 是由基层、保温层、纤维增强层和饰面组成。具有减弱结构温度应力变化, 防止外墙节点产生热桥, 避免局部结露, 有利于房间内的热稳定等外墙外侧保温的优点, 节能效果明显, 前景广阔。
干式复合墙体的墙板是在工厂里面预制好的,在施工现场安装, 速度较快,
但其板与板、板与结构柱、梁的连接构造部分还不十分成熟, 预制连接件较多, 无法适应多变的设计要求等, 在这些方面, 还有待完善。
2.4 湿式复合墙体
湿式复合墙体与干式复合墙体的区别是墙体在施工现场浇筑, 其特点仍是
墙体结构材料和保温材料合二为一, 组成新型复合墙体结构。干式复合墙体的墙板是在工厂里面预制好的,在施工现场安装; 而湿式复合墙体是现场支模, 现场
浇筑轻骨料混凝土或者发泡填充物, 而且有的墙体模板可以免拆, 直接作为墙体的外层, 简单方便, 施工速度很快, 而且整体性能优越, 有效地减少了热桥产生。
湿式复合墙体适应性很广, 性能优越, 在国外发展迅速, 在我国也都得到了重视和发展。
3 发展趋势
3.1 发展满足建筑功能要求的产品
3.1.1 发展轻质内隔墙板和外墙复合板
这是推进住宅产业现代化, 提高住宅部件生产效率和施工效率的需要。板材规格尺寸工整, 易于成型, 便于机械化生产, 生产效率高; 加上板材尺寸大、模块大、整体性好, 可以装配式安装, 施工效率也高。每人1 个工日平均可安装22～26!墙面, 是砌筑砖施工效率的6～7 倍, 是砌块施工效率的2 倍以上;加上板材墙面平整光滑, 可减少砌筑砂浆和抹面砂浆, 节约原材料至少50%, 提高施工效率至少2 倍以上。当前, 积极发展优质板材既是框轻结构、轻钢框架结构等新型建筑结构体系发展的需要, 也是我国板材产品调整结构的需要。但是, 目前我国板材产品尚存在诸多问题, 轻板质量不尽如人意, 外墙复合板尚属空白。
3.1.2 发展高掺量的蒸压高性能粉煤灰砖
墙体材料行业发展粉煤灰制品历来是粉煤灰利用的主要途径。然而发展高掺量的粉煤灰烧结制品,会排放大量SO2 和温室气体, 对大气造成污染。在当前环保利废、控制大气污染要求越来越严格的形势下, 积极利用工业废渣生产蒸压制品, 是墙材革新的重要任务。尤其是发展高掺量的高性能粉煤灰蒸压制品, 它不但吃灰量大, 而且可避免粉煤灰燃烧排放SO2 和温室气体的二次空气污染, 同时产品具有高强度、低收缩等优良性能。
3.1.3 发展多排孔保温复合砌块及各种轻混凝土砌块随着节能建筑在我国普遍广泛地推开, 发展多排孔的保温复合砌块成为当务之急。因此, 因地制宜开发承重与保温复合、装饰与保温复合等多排孔砌块及各种轻混凝土砌块已势在必行。此外, 我国混凝土砌块厂配块品种普遍较少, 为适应各种建筑体系和建筑部位的需要, 开发各种用途、各种形状的配块产品, 也是不可缺少的。例如满足建筑模数要求的各种辅助砌块及各种功能要求的专用砌块, 如过梁砌块、圈梁砌块、门窗砌块、控制缝砌块, 用于楼板、屋面板的平面砌块等。
3.1.4 开发多孔砖、空心砖新品种, 改善和提高空心砖的建筑功能我国空心砖的质量、功能和档次与国外相差很远, 与我国住宅产业推进现代化, 提升房屋建筑功能的要求也相差很远。无论空心砖的孔洞率、孔型、孔结构、孔的分布以及强度和吸水率都有诸多需要改善和提高之处, 例如我国承重多孔砖多数为圆孔, 孔洞率为25%的尚难以普遍达到。而国外空心砖的孔洞率为40%～47%, 有的甚至达到53%, 强度可达25~35MPa。国外空心砖和多孔砖都普遍用作带饰面的清水墙, 而我国几乎是普遍达不到这一要求。因此, 要积极研究和开发提高现有空心砖和多孔砖质量和功能的系列产品, 例如为提高保温性能, 应当开发孔型为错位排列的横排长条孔或菱形孔, 孔径只有8～10mm 的空心砖; 为提高受力和抗震性能, 孔型采用人字孔或丁字孔的多孔砖; 为适应我国建筑节能标准广泛推行, 急需开发大尺寸的烧结空心砌块,保温砌块; 为提高现有房屋综合功能和综合经
济效益, 要研究和开发高密度、低吸水率的清水墙饰面砖等。总之, 要尽快研究和开发集承重和保温、承重和装饰、保温和装饰于一体的空心砖和多孔砖, 以全面提高我国空心砖的档次和水平。
3.2 提高产品标准水平
产品标准是墙材质量的基础, 也是保证。以产品标准为手段, 同样可以调整产品结构, 引导产品发展方向。近年, 有的用户反映某些新型墙材产品存在质量问题, 后经调查发现, 这些产品的技术性能指标均已达到国家标准或行业标准的要求, 这说明问题出现并不是生产质量问题, 而是标准存在问题, 是产品标准定得过低, 达不到建筑功能需求, 不能满足住户的要求。
例如: 轻质隔墙板, 用户普遍反映有裂缝、隔音效果很差, 有的还反映内装饰导致内墙侧面经常出现垮坍现象。调查发现, 我国轻质内隔墙板标准规定的面密度数值都偏低, 而且标准中只规定上限, 没有规定下限, 也就是说面密度越低越好, 这显然不合理也不科学。面密度指标定得过低, 势必要求多掺加粉煤灰和膨胀珍珠岩, 这不但降低强度, 而且干缩值大, 容易产生收缩裂缝, 导致产品质量低劣。生产厂家反映不易做到, 住户意见也很大。
又如: 多孔砖标准, 有的指标定得过低, 不但使多孔砖的质量档次上不去,
难以保证建筑功能要求,而且影响国外先进技术的引进, 影响行业技术进步,误认为国内多孔砖质量差不多了, 已达到国家标准要求, 无需提高技术水平和产品质量了。实际上, 这是满足国内一般建筑的、低档次产品的要求, 与高档次产品和先进技术的要求相差甚远。例如, 孔洞尺寸规定过大, 圆孔直径不大于22mm,非圆孔内切直径不大于15mm,都不太符合保温隔热要求; 尺寸允许偏差虽然比原标准要求严格1 倍(90mm 厚误差±2mm), 但仍然不适应墙面要求(2m 长±2mm);
吸水率指标国外已普遍小于8%, 有的甚至达到不大于4%, 而我国标准却规定不大于23%。
要知道现在水泥标准已与国际接轨了, 而墙材产品标准还相差很远很远! 在市场经济条件下, 企业最终靠质量和信誉赢得市场份额, 应当鼓励大企业先走一步,
各地墙改办可以与当地质检部门共同协作, 通过生产技术考核, 产品质量认证,
推荐一批企业标准高的产品, 取信于市场, 帮助他们扩大市场份额, 成为免检的信得过产品, 在社会上广为宣传, 扩大影响。使人们认识到只有通过提高产品标准, 才能普遍提高我国新墙材产品档次和水平, 有效竭止和淘汰落后产品和技术, 杜绝低劣产品充斥建筑市场。从而不断推进墙材行业科技进步, 提高墙材行业的整体水平。