吉林省混凝土砌块发展回顾与展望

( 1.长春星宇集团, 长春130061; 2.吉林省墙改办, 长春130061)

　　【摘要】通过对吉林省混凝土砌块及砌块建筑的发展历史及现状的调查, 对如何推进吉林省墙体材料革新工作, 积极发展砌块建筑, 提出相关建议。

　　【关键词】吉林省; 混凝土砌块; 砌块建筑; 墙体材料革新; 建议

1 吉林省概况

　　吉林省位于祖国东北, 地域面积19.18万km2, 人口2728万, 辖长春、吉林、四平、辽源、通化、白山、松原、白城8个市及延边朝鲜族自治州( 图1) 。

　　吉林省地处严寒地区, 以长春市为例, 年平均温度4.9℃, 冬季采暖室外计算温度- 23℃,极端最低温度- 36.5℃, 采暖期长达174d。

2 吉林省砌块建筑回顾

　　2.1 起步阶段( 1978～1990年)

　　吉林省东部山区蕴藏着极为丰富的火山渣和浮石。1978年就开始研究利用这些天然资源生产混凝土空心砌块;1981年建造了2万多m2火山渣混凝土小型空心砌块试点工程( 图2) ;截止1990年, 全省各地砌块建筑面积累计已达50余万m2。

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图2 辉南火山渣砌块住宅( 1981)

　　该阶段砌块的主要集料为火山渣和浮石。火山渣砌块的主规格尺寸为290mm×290mm×190mm, 四排孔; 浮石砌块的主规格尺寸是490mm×240mm×190mm, 两排孔; 还有其它块型。

　　该阶段的砌块建筑均为低层或多层, 以低层为主, 绝大多数为居住建筑, 也有少量办公楼、食堂等。其结构形式有: 砌块承重、现浇混凝土或黏土砖内墙承重、外墙采用轻集料砌块围护等。

　　由于缺乏相应的技术标准和实践经验, 该阶段的砌块建筑工程大部分都出现了不同程度的墙体裂缝和渗水等质量问题, 有的还比较严重。

　　2.2 停滞阶段( 1991～1995年)

　　由于前阶段砌块建筑出现了不同程度的质量问题, 加之其建设成本比传统的砖混结构略高, 故砌块建筑没有推广开来。

　　2.3 复苏阶段( 1996～2000年)

　　1996年建设部在全国实施“住宅产业现代化试点”, 长春星宇集团是试点的载体企业。住宅产业现代化试点的技术发展要点之一是墙体材料革新。为此, 星宇集团投资建设了混凝土小型空心砌块等生产线, 并开发建设了10.5万m2砌块承重结构的多层住宅小区———星宇小区( 图3) 。目前仍是吉林省规模最大、时间最早的砌块建筑小区。

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图3 长春星宇砌块住宅小区( 1998)

　　但从全省看, 该阶段砌块建筑发展仍较缓慢,采用砌块承重结构的建筑仍很少, 采用轻集料砌块做填充墙的建筑有所发展, 但总量不多。

　　2.4 发展阶段( 2001～2005年)

　　随着国家“禁实”措施逐步贯彻到位, 住宅逐步由多层向中高层、高层发展。其大量的填充墙体材料需求, 使轻集料混凝土空心砌块得到较快的发展。全省各地陆续投资新建了一批砌块生产线, 其中长春市数量最多。生产的砌块主要为炉渣、焦渣、陶粒等轻集料填充型砌块, 其块型以单排孔、主规格390mm×190mm×190mm为主。承重型砌块产量很少。

　　这阶段砌块填充墙类建筑发展较快, 全省近年每年的总量约500万m2, 约占全省房屋建设总量的三分之一; 砌块承重类建筑仍然很少。大中城市发展较快, 小城市发展较慢。多数砌块生产厂家的设备简陋, 技术落后; 手工作坊式生产, 粗放式管理;产品的品种单一, 质量不高。砌块建筑仍存在不同程度的墙体裂缝和外墙渗水等工程质量问题。

3 砌块建筑现状

　　3.1 混凝土砌块基本情况

　　3.1.1 混凝土砌块生产情况

　　据不完全统计, 吉林省混凝土砌块生产企业已达183家, 其中引进国外设备的有6家以上。全省砌块年设计生产能力已达到218万m3, 实际年总产量127万m3, 其中绝大多数为用于填充墙的轻集料砌块, 极少量为用于承重结构的砌块。详情见表1。

　　3.1.2 主要技术指标

　　据吉林省墙改办对全省56 家砌块生产企业2003～2004年砌块主要技术指标的调查, 各地生产砌块的主要技术指标基本都能满足国家有关产品标准的要求, 但有部分产品的密度等级偏高, 而其强度等级偏低, 达不到《规范》对砌块技术指标的要求。调查结果见表2。

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　　3.1.3 砌块生产存在的主要问题

　　1) 砌块生产设备简陋。据调查, 目前全省有60%以上砌块生产企业的设备为单班生产能力在1万m3以下的简易成型机, 其激振力小, 振动加速度低, 很难保证产品质量。

　　2) 砌块产品密实度差, 强度不高, 质量不稳定。绝大多数砌块的强度在1.5MPa～2.5MPa之间。由于砌块强度低、质量差, 必然导致砌块建筑出现质量问题。

　　3) 混凝土砌块多以产品标准为检验依据, 不按建筑规范的要求进行检测和使用, 而产品标准又低于建筑规范的要求, 因此使混凝土砌块的质量长期得不到提高。

图4 施工中的吉林省首例配筋砌块砌体剪力墙结构试点工程

　　3.2 砌块建筑基本情况

　　3.2.1 填充墙类砌块建筑

　　近年来, 轻集料砌块做填充墙的砌块建筑发展较快。据不完全统计, 2004年全省房屋建设总面积约1628万m2, 其中填充墙类砌块建筑已达到504万m2, 约占总面积的31%; 由于地域的差异和经济发展的不平衡, 绝大部分集中在长春市, 约占总量的71%。详见表3。

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　　3.2.2 承重类砌块建筑

　　采用砌块作为承重结构的砌块建筑数量仍很少, 仅在长春、白城、白山等地有少量工程,全省总量不过几万平方米。

　　3.2.3 墙体构造

　　住宅建筑为达到建筑节能50%标准, 大多数工程的外墙采用聚苯板或挤塑板等保温材料与砌块复合, 做外墙外保温或夹芯保温。公共建筑外墙有的做法与居住建筑相同, 也有的工程仅采用轻集料砌块做外墙。内隔墙采用190mm或90mm厚轻集料砌块。

　　3.2.4 砌块建筑存在的主要工程质量问题

　　1) 墙体裂缝。填充墙类砌块建筑, 大部分都出现不同程度的墙体裂缝。尤其是混凝土梁、柱与砌块填充墙界面处的裂缝更为普遍。

　　2) 外墙渗水。由于外墙裂缝、窗周边密封不严、外饰面施工质量缺陷等种种原因, 导致外墙渗水,污染内墙, 影响正常使用。此类质量问题也较普遍。

　　3) 室内结露。由于设计、材料或施工的问题, 在外墙混凝土构件处、窗洞口周边、檐口及山墙等部位形成“冷桥”, 造成冬季室内结露, 严重者结霜。

　　4) 墙面“长毛”。由于节能建筑围护结构的气密性较传统建筑大大提高, 如室内不能经常通风,空气湿度会加大, 加之有的外墙渗水、室内结露等因素, 墙面湿度也很大, 霉菌极易繁殖, 导致墙面“长毛”。

4 砌块建筑发展展望

　　4.1 充分认识砌块建筑的比较优势

　　与其它墙体材料建筑体系相比, 砌块建筑的特点决定了其自身优势, 只有充分认识到这一点, 才能使我们真正认识到发展砌块建筑的重要意义, 并明确其发展方向。

　　———国内外经验和多年的实践证明, 混凝土小型空心砌块的生产原料资源丰富, 可就地取材, 不破坏耕地, 可利用工业废渣, 有利于保护环境; 其生产设备相对简单、生产能耗低, 且具有自重轻、强度高、施工快的优点, 其它新型墙体材料都无法与之相比。

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　　———砌块建筑具有广泛的适用范围。砌块建筑不仅适用于城市, 也适用于农村; 不仅适用于居住建筑, 也适用于公共建筑和工业建筑; 不仅适用于低层和多层建筑, 还适用于中高层和高层建筑。其它结构体系, 如钢筋混凝土结构、钢结构、木结构等都没有这样广泛的适用范围。

　　———砌块建筑与传统砖混结构的施工工艺类似, 所需施工机械设备基本相同, 易于推广应用。

　　———低层、多层砌块建筑与采用煤矸石烧结多孔砖、粉煤灰烧结多孔砖、灰砂砖等新型承重墙体材料的建筑体系相比, 可提高施工速度30%以上, 节省砌筑砂浆60%左右, 可增加有效使用面积5%左右。

　　———中高层、高层配筋砌块砌体剪力墙结构体系与钢筋混凝土框架、短肢剪力墙、剪力墙结构体系相比, 在量大面广的居住建筑或类似建筑的技术经济、综合性能指标等方面, 前者优于后者。

　　1) 配筋砌块砌体剪力墙结构体系具有砌体结构无需支模、施工方便、工期短等优点, 又弥补了无筋砌体强度低、延性差的缺点, 还具有与钢筋混凝土结构类似的抗震性能和应用范围。配筋砌块砌体剪力墙结构与钢筋混凝土结构相比可降低工程造价10%～20%, 节省钢材30%以上, 施工期缩短25%以上, 其经济效益明显。

　　2) 钢筋混凝土框架结构体系不适用于居住建筑,其较大的梁、柱棱角不仅占用室内使用空间,不利于布置家具, 也不利于室内装修。

　　3) 钢筋混凝土短肢剪力墙或剪力墙结构体系虽然不出现梁、柱棱角, 但该结构体系施工模板量较大、工序较多、工期较长。

　　———砌块建筑出现的质量问题是阻碍其发展的主要原因之一。经过几十年的理论研究与工程实践, 国家现已发布了一系列有关规范、规程及标准图集等; 各地也都积累了大量实践经验; 只要严格执行标准、规范, 严格工程管理, 砌块建筑的质量问题是可以解决的。

　　4.2 进一步建立和健全政策法规体系和技术标准体系

　　———建立和健全有关政策法规体系是发展砌块建筑的关键。近年来, 国家和吉林省已发布的关于墙体材料革新等方面的政策法规有十余项。但这些政策法规还应加大惩罚和激励力度,采取最有效的经济手段。

　　———要尽快建立起国家与地方相结合的砌块建筑技术标准体系, 这是发展砌块建筑的技术保证。国家有关砌块建筑的技术标准、规范、规程及标准图集等, 有些做法在严寒地区不适用, 如: 节能建筑的外墙采用夹芯保温做法和挑檐、女儿墙、窗洞口等部位的构造等, 都存在严重“冷桥”; 应结合吉林省严寒地区的具体情况, 制定有关砌块建筑的地方技术规程和标准图集等, 以利于砌块建筑的推广。

　　4.3 充分利用好地方资源

　　发展砌块建筑, 产品是基础。吉林省具有十分丰富的砌块生产原料资源, 生产砌块的主要原料水泥、砂、石及其它集料, 其产量或储量足以满足砌块生产的需要。吉林省河流众多,遍布全省, 其中蕴藏着无法计量的河砂及卵石, 可为砌块生产提供充足的集料原料; 东部山区及中部的丘陵地带, 分布着难以统计的采石厂, 可供应生产承重型砌块所需的碎石; 延边、白山、通化一带有数十个火山渣和浮石矿, 储量超过10亿m3, 火山渣和浮石是良好的、天然的砌块轻集料。长春的德惠、农安和松源的前郭等地页岩资源丰富, 可发展页岩陶粒砌块。

　　吉林省工业产生的冶炼废渣、粉煤灰、炉渣、煤矸石及尾矿等固体废弃物每年可达1600万t以上, 现综合利用率尚不足50%。这些废弃物大多数经加工都可作为砌块生产的原料, 且成本不高。各地应发挥地方的资源优势, 生产适宜的砌块产品, 重点是发展承重型砌块。

　　4.4 提高行业整体水平, 逐步淘汰落后设备, 大力发展中型砌块生产企业, 培育一定数量的大型砌块生产企业

　　各地应根据发展需要, 对现有的小型砌块生产企业进行更新改造, 使其成为年产量达4万m3以上的中型砌块生产企业。这样既节省投资, 又可快速见效。应考虑生产中等强度等级(MU10) 的承重砌块, 用于多层以下的承重砌块建筑。大中型城市应有计划地发展一定数量的生产10万m3以上或更大规模的大型砌块生产企业。应可生产高强度等级( ≥MU15) 的承重砌块, 用于中高层和高层配筋砌块建筑。

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　　4.5 发展适宜的砌块结构体系

　　吉林省各地的资源条件、经济条件及建筑业发展水平等都有所不同, 应根据本地的具体情况, 发展适宜的砌块结构体系。对于住宅建筑, 大中城市应重点发展中高层和高层配筋砌块砌体剪力墙结构体系, 小城市和乡镇应重点发展低层和多层砌块承重结构体系。

　　4.6 应大力推广和进一步研究的几项主要砌块建筑应用技术

　　4.6.1 推广外墙外保温建筑节能应用技术

　　1) 吉林省地处严寒地区, 按国家现行建筑节能50%标准要求, 围护结构外墙要采用砌块和聚苯板、挤塑板、聚氨酯或保温砂浆等高效保温材料复合墙体。实践证明, 在复合外墙的外保温、夹芯保温和内保温等几种形式中, 外保温是最好的, 其它形式都存在较严重的“冷桥”问题, 不适用于吉林省。

　　2) 外墙外保温做法不仅可以最大限度地减少“冷桥”, 还能大幅度地减小砌块墙体的昼夜温差及季节温差, 进而减小因温度变化而造成墙体开裂的可能性。

　　4.6.2 大力推广配筋砌块砌体剪力墙结构体系

　　吉林省首例配筋砌块砌体剪力墙结构小高层住宅, 由长春星宇集团开发建设。该工程为12层, 建筑面积11400m2, 现主体工程已完工。该工程也是由吉林建工学院、长春星宇集团及中国建研院等单位共同承担的吉林省科技厅科研课题的试点工程 。实践证明: 配筋砌块砌体剪力墙结构体系具有较好的技术经济指标, 与其它结构体系相比, 具有力学性能好、施工速度快、工程造价低等明显的优势。

　　4.6.3 推广大开间砌块住宅

　　大开间砌块住宅的跨度做到6m～8m, 或更大一些;采用现浇空心楼板, 基本达到每户一板; 并实行菜单式装修。住户可根据家庭人口结构及使用的要求, 任意分隔室内空间, 满足个性需求; 具有适应性、灵活性、可改性, 还可根据家庭人口变化, 重新改变室内分隔。

　　4.6.4 进一步研究砌块建筑配套应用技术

　　1) 砌块承重结构对砌筑砂浆和芯柱混凝土有特殊要求。砌筑砂浆要求粘结性高、流动性低、和易性好、保水性强、强度增长快; 芯柱混凝土要求高流动性、低收缩率和高强度。要进一步研究其有关应用技术。

　　2) 砌筑砂浆和芯柱混凝土是保证承重砌块墙体质量的关键。它的组成包括多种外加剂, 应是工厂化生产、商品化供应。

5 结束语

　　1) 发展砌块建筑是落实国家有关“墙改、禁实、节能、省地、利废、环保”等产业政策的战略选择。

　　2) 吉林省具有十分丰富的砌块生产原料资源;已有一定数量的砌块生产企业; 还有20多年的混凝土砌块生产和砌块建筑的建设经验; 已具有一定的发展砌块建筑的基础。

　　3) 只要提高对发展砌块建筑重要意义的认识,建立和健全有关政策法规体系和技术标准体系, 提高砌块的产品质量, 扩大砌块的生产规模, 完善砌块建筑应用技术, 提高砌块建筑的质量, 吉林省的砌块建筑就一定能够得到健康、快速的发展。

　　[本文的调研工作得到了长春市墙改办王洋副主任, 原吉林市建研院曹林祥总工及白城市建委冷有春主任等同志的大力支持, 在此表示感谢。]