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2017年谈谈“烧结砖”

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发表于 2017-3-8 15:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

    烧结砖属于墙体材料是为建筑工程服务的,其一切技术性能都必须服从建筑的需要,否则,就没有市场。

    我国幅员辽阔,各地气象条件、地理环境、人文习俗、建筑风格迥异,如果跑到内蒙古去修建藏式民居,肯定不受欢迎,而把漠河的建筑搬到海南岛同样无人青睐。摩天大楼不可能建在边远山区,大城市中的平房也屈指可数。

    在框架结构的高层建筑中,烧结砖不需要有多大的承重功能,而在中低层的砖混结构和带构造柱的砖混结构中,砖又主要用于承重。

    就在同一幢建筑的不同部位,对砖的要求也不尽相同。承重墙用的砖,主要考虑抗压强度,在冬冷夏热地区,用于外墙时还要求砖具有一定的保温性能。如果是清水墙还应要求砖的外形规范、色泽一致,或有1~2个装饰表面。

    在非承重墙只要有隔离功能,对砖的抗压强度要求不高,当外墙是非承重墙时,也可能对砖的保温性能、外形尺寸、色泽、装饰功能有某些要求。

    在全框架结构或带剪力墙的框架结构中,墙体被称为“填充墙”,砖基本不承重,对抗压强度要求很低但作为外墙使用时,有时也要考虑其保温及装饰功能。对于只有隔离作用的非承重墙,如厨房、卫生间的隔墙还可以选用外形尺寸为240×240×90mm的高孔洞率的空心砖。抹面后墙的厚度只有100mm,不仅减轻了墙体重量,降低了造价,也给用户留下了较多的使用面积。

    在建筑工程中烧结砖与建筑用砂、石子一样被称为“大堆材料”,运输费用高销售半径十分有限,从而被称为“地方建筑材料”。

    例如:在黄土高原,制砖的原料只有黏土且储量十分丰富,不可能从贵州、四川把页岩运去制砖。在产煤地区,煤矸石资源丰富,又“自带热量,煤矸石烧结砖就大有可为”。在边远山区,人口少,砖的用量不大就只能就地取材、就地生产、就地销售,甚至“打一枪换一个地方”,不可能建大型砖厂。在地震多发地区,人们最重视的是建筑物和砖的强度,在地质结构相对平稳而冬冷夏热地区,人们偏重的则是砖的保温性能。

    作清水墙时要特别关注砖的外形尺寸,色泽一致,作带有抹灰墙面时则无此要求。作承重墙时,要求砖必须有足够的抗压强度——10Mpa以上,而在框架结构中仅起隔离作用的填充墙的空心砖,抗压强度有3.5Mpa就算合格。砌筑外墙时,要求砖必须具备保温性能,而砌筑内隔墙的砖则无此要求。作装饰外墙时,砖至少有1~2个面具有完整的装饰表面,作铺地砖则要求砖有更好的抗压强度……。

    就拿普通烧结实心砖的外形尺寸来说早在上个世纪五十年代的国家标准中就明确定为240×115×53mm半个多世纪过去了,有的地方通用的实心砖有的远小于这一尺寸,有的则是比规定尺寸大一倍的“连二砖”符合国标尺寸的砖反而无人问津!

    总的来说,烧结砖应该向节能、节土、利废、轻型大块的方向发展。但宜根据具体情况,各有轻重。

    节能:绝不仅指烧结砖的生产节能,更重要的是使用节能,即具有较高保温隔热性能的自保温砖。

    节土、利废:在有条件的地区,大力发展烧结页岩砖,煤矸石砖和掺入粉煤灰等工业废渣的烧结砖,就是在黏土资源十分丰富的黄土高原,也应大力推广,使用多孔砖、空心砖。

    轻型:是指在保证砖的强度等使用条件的前提下,尽可能减轻砖的密度,以减轻建筑物基础、梁、柱的负担。

    据统计,墙体重量约占建筑物总重的一半。烧结普通实心黏土墙的密度约1600kg/m3,而相同原料的孔洞率为25%的多孔砖的密度才1200kg/m3左右,孔洞率为50%的空心砖更只有800kg/m3,现在已经有了密度为500~600kg/m3的烧结空心页岩砖,用它们作墙体材料时建筑物自重将下降25%~40%。

    四川省凉山州设计院是西南地区最早采用空心砖作框架结构填充墙的设计单位,上世纪80年代该院修建的综合楼全部采用烧结空心砖作填充墙,据其统计,同样的框架结构建筑物当采用烧结空心砖时比采用烧结普通实心砖,由于梁、柱荷载减轻,减少钢材总量足可抵消该建筑物全部楼面和屋面所必须使用的钢材之和。从地震对墙体的损坏和模拟试验都表明,灰缝是墙体的薄弱环节。

    当采用烧结普通砖砌1m高的墙时有17条水平灰缝,当采用KP1型多孔砖时只有10条水平灰缝,当采用外形尺寸为240×240×200mm的空心砖时更只有5条灰缝,其水平灰缝分别减少37.5%和68.75%,不仅墙体的薄弱环节减少了,建筑物的抗震性能提高了,还减少了水泥砂浆的用量,减轻了砌墙工人的劳动强度,提高施工效率。但决不是砖的单块体积越大越好,在手工砌砖的条件下,单手拿砖时单砖重不宜大于5kg;双手拿砖时也以小于15kg/块较好。

    建筑物对保温性有要求的主要是外墙及门窗。就外墙来说,最好是墙体材料本身就具有能满足保温隔热性能,这样,不仅能降低建筑造价缩短工期,且具有自保温性能的墙体材料,可以和建筑物长期共存,不必中途维修。

    墙体材料的保温性能以其导热系数来表示,单位是W/m·k,导热系数越大,其传热能力也越大,保温性能也越差。几种常用墙体材料的导热系数见表1。

    几种常有墙体材料的导热系数 表1


    静止的空气是极好的保温材料。棉花、羽绒之所以保温是因为在其纤维的缝隙中贮有不能流动的空气,用旧了已经板结的棉絮缝隙被压实了,其中的静止的空气没有了,所以不暖和,弹松了以后恢复了一些纤维中的缝隙,有了静止的空气,又有些暖和了。烧结多孔砖、空心砖以其四壁和肋合理地组合承受压力,以其孔洞中的空气阻止热流传递,所以其导热系数小于实心砖。

    必须明确的是:砖的四壁和肋在承受荷重的同时,也构成热量的传递通道(热桥),其中,直通的壁和肋是热流的快速通道。曲折的肋,延长了热流通过的路径,减缓了热量的传递,同时窄的壁和肋,通过热量的能力也越小。

    因此,从保温的角度来说希望这些热流通道越窄好,越曲折、路径越长也越好。砖的四壁是承受压力的主力军,不能太薄,而且也只能是直的,因此要想提高砖的保温性能只能在肋和被其包围的孔型和孔的排列上做文章。

    实践和实验都证明,在多孔砖中圆形孔的保温性能最差,规则而错位排列的矩(条)形孔最好,当矩(条)形孔的孔宽等于或小于12mm时更好,这是因为圆形孔热流通道最短,而错位排列的矩(条)形孔的热流通道因曲折迂回而变长,以及空气在12mm及以下宽的窄缝中基本静止不动。

    必须说明的是墙体的保温性能都不如所有烧结砖的保温性能,这是因为砌砖用的水泥砂浆的导热系数为0.93W/m·k,是烧结实心砖的1.15倍,在墙体上为热流通过提供了数不清的“高速公路”,而单块砖的体积越小,墙上的灰缝越多,热量传递也越快。

    因此,加大砖的体积是有效地提高墙体保温性能的方法之一。例如,用普通实心砖砌1m高的墙有17条水平灰缝,而用外形尺寸为240×115×90mm的KP1型多孔砖时,只有10条水平灰缝;用外形尺寸为240×240×200的空心砖时更只有5条灰缝,分别为实心砖灰缝的62.5%和31.5%,不仅使热流通道的“高速路”分别减少了37.5%和68.5%,保温性能自然提高了,同时还节约了31.5%和68.5%的水泥砂浆。不仅如此,地震的惨痛教训和模拟试验都证明,墙体的灰缝是墙体强度的薄弱环节,几乎墙体都是沿灰缝断裂的,单块砖的体积变大了,砌筑灰缝少了,墙体的安全性也提高了,何乐而不为呢!

    必须说明的是,错位排列的矩(条)型以多孔砖只有在沿孔的短边的方向的导热系数才小,因为在这个方向上除砖的两边以外,其余热量都要经过曲折迂回而较薄的肋进行传递,跑不动。而在沿孔的长边的方向上全是直达通道,传热要快得多,因此在生产错位排列的矩(条)形孔的自保温砖时,一定要使其沿矩(条)形孔短边的砖的长度恰好等于墙体的砌筑宽度,而使孔的长边在砌筑时平行于墙面,以充分发挥其自保温的能力。

    在框架结构中,外墙不承重,只有围护作用,应使用非承重的烧结自保温空心砖,其密度可以小于800kg/m3,以减轻墙体重量。由于空心砖的孔洞率大,孔洞也大,可以在孔中填充阻燃型的保温材料如:蛭石、陶粒、岩棉等,尽管稍贵一点但其导热系数可以降到0.4W/m·k比自保温的多孔砖的导热系数还小0.14W/m·k,只有烧结普通实心砖的48%,保温效果好多了。对于顶层屋面,目前已知的隔热保温措施有:屋面平铺1至2层烧结空心砖;屋顶贮水喂养热带鱼;屋顶绿化、种菜。

    对于建筑物的外墙都有一个美观的要求,当不另加装饰时必须做“清水墙”这就要求砖至少有1至2个表面光洁、色泽一致,尺寸规范在古建筑中多为清水墙的外墙,给了人们一个回归自然的美的感受。

    现在,多在外墙上另购装饰砖或其他装饰材料,不仅增加了建筑造价,也不安全,君不见外墙上面的瓷砖掉下来打伤人、打死人,早已不是新闻。就算没有打伤人,百米高楼上掉了几块装饰砖不补吧,不好看,补吧劳民伤财。

    如果把装饰层直接做在砖的1至2个表面上,墙砌好了,外装饰也同步完工,且和建筑物同生共死,不更好吗?

    我国秦皇岛晨砻和北京龙泉,早在本世纪初就生产出不同花色的外墙装饰砖产品远销日本、韩国、东南亚。

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