砌体结构

中国砌体结构发展

辽宁科技大学李斌

摘要:由于当前经济的发展和人口的增长，现在国内高层和超高层的发展非常迅速，但是由于我国建筑砌块与砌块建筑的总量基数较大,加之其自身的一些优势,砌块建筑仍有很大的应用空间。近些年来由于我国建筑行业政策的调整,新型砌块建筑的示范工程及试点小区的不断涌现,砌体结构的发展必将呈现出勃勃生机。

关键词:砌体结构，无筋砌体，配筋砌体，绿色建材

一、我国砌体结构的发展过程

解放后我国砖的产量逐年增长，据统计[1.231980年的全国年产量为1600亿块，1996年增至6200亿块，为世界其它各国砖每年产量的总和。全国基建中采用砌体作墙体材料约占90%左右，在办公、住宅等民用建筑中大量采用砖墙承重。二十世纪50年代这类房屋一般为3-4层，现在已为5-6层，不少城市一般建到7-8层。个别的还达到10层以上。现在每年兴建的城市住宅建筑面积多达一亿平方米以上。中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用墙、柱承重结构，砖石结构还用于建造各种构筑物。我国还积累了在地震区建造砌体结构房屋的宝贵经验。我国绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区，在地震烈度-<6度地区的砌体结构经受了地震的考验;经过设计和构造上的改进和处理，还在7度区和8度区建造了大量的砌体结构房屋。据不完全统计，从二十世纪80年代初至今，10多年间我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积达80多亿平方米。

二、新材料、新技术、新结构的研究与应用

为了响应到2007年底全国全面禁止使用实心粘土砖政策的号召和我国建设节约型社会、发展循环经济的目标以及为确保实现土地资源、能源安全、环境保护的社会效益的实现,传统砌体材料必将为新型墙体材料所替代。我国近些年来以非粘土为原料的新型砌块主要包括用于承重墙体的蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、粉煤灰烧结砖、粉煤灰水浸砖、烧结页岩砖、混凝土小型空心砌块;用于非承重墙体的轻骨料混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、石膏空心砌块、粉煤灰烧结砖、烧结页岩砖、粉煤灰水浸砖等。

随着砌体材料的更新和建筑空间形式的变化,近20年来北京一些单位研究了大开间预应力板墙体系及北京、天津等地也建造了一批内浇外砌体系建筑。上述两种体系的抗侧力构件主要是钢筋混凝土剪力墙。这两种结构的施工周期长,工程造价高,在低烈度设防区推广不够理想。近10多年来,清华大学开展了多层大开间混凝土核心筒、砌体外墙的混合结构的试验研究和小规模试点工程研究,在改进和扩展砌体结构的性能和应用范围方面做了有益的探索。开发的混凝土小型空心砌块大开间支撑体结构在充分利用混凝土小型空心砌块砌体强度高,延性性能好与预应力混凝土空心板配套应用,比内浇外砌大开间体系的技术经济指标又有了明显改善。在上世纪末,配筋砌体结构体系在一些城市进行了试点。配筋砌体(也称均匀配筋砌体)而且在结构体系和受力模式上也类同于混凝土剪力墙结构。可用于大开间和高层建筑结构,且有良好的经济效益。1998年建造的上海园南小区的18层配筋混凝土砌块住宅是我国首幢配筋砌体高层住宅,采用的是剪力墙结构体系。在此基础上,上海市又建造了12层小高层混凝土小砌块配筋砌体住宅,并在结构体系上有了新的突破,采用了短肢剪力墙结构体系,部分填充墙用混凝土小砌块填充。它们是我国中高层、高层砌块建筑试点工程的一部分。试点工程实践表明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益。

三、为了使砌体结构更好的发展，我们还要加强研究，发展新型的节能材料砌体材料。因此有必要开展下列方面的工作。

(一)积极开发节能环保的新型建材

1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念，1992年6月联大巴西里约热内卢环境和发展世界各国首脑会议通过了“21世纪议程”宣言，确认了“可持续发展”的战略方针，其目标是:依环境再生、协调共生、持续自然的原则，尽量减少自然资源的消耗，尽可能对废弃物再利用和净化，保护生态环境，以确保人类社会的可持续发展。近年来发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展，我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机，遵照江泽民同志“经济的发展，必须与人口、环境、资源统筹考虑，决不能走浪费资源和先污染后治理的老路，更不能吃祖宗饭、断子孙路”的指示精神，迅速行动起来，广泛研制“绿色建材”产品，取得了初步成果。

(1)加大限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产力度。如对粘土砖(按19%年生产6000亿块的代价是毁田10万多亩、能耗6000万吨标煤)国家早就出台了减少和限制政策。近年的限制力度越来越大，如北京、上海等在建筑上不准采用粘土实心砖，这间接促进了其它新材料的发展。

(2)大力发展蒸压灰砂废渣制品。这包括钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖及其空心砌块、粉煤灰加气硅墙板等。这些制品我国80年代以前生产量曾达2.5

亿块，吃掉工业废渣几百万吨，但由于种种原因大多数厂家已停产，致使粘土砖生产回潮。今后应加大科研投人，改进工艺，提高产品性能和强度等级，降低成本，向多功能化发展。

(3)利用页岩生产多孔砖。我国页岩资源丰富，分布地域较广。烧结页岩砖具有能耗低、强度高、外观规则等优点，其强度等级可达MU15-MU30，可砌防水墙和中高层建筑。页岩砖在四川、湖北和大连

等地已初步应用。

(4)大力发展废渣轻型硷墙板。这种轻板利用粉煤灰代替部分水泥，骨料为陶粒、矿渣或炉渣等轻骨料，加人玻璃纤维或其它纤维以及其它轻材料墙板，提高砌体施工技术的工业化水平。(5)GRC板的改进与提高。这种板自重轻、防火、防水、施工安装方便。GRC空心条板是大力发展的一种墙体制品，需用先进的生产工艺和装配，以提高板的产量和质量。

(6)蒸压纤维水泥板。我国是世界上第三大粉煤灰生产国，仅电力工业年排灰量达上亿吨，目前利用率仅为40%。粉煤灰经处理后可生产价值更高的墙体材料，如高性能硅砌块、蒸压纤维增强粉煤灰墙等。它具有体积密度低、导热系数小、可加工性强、颜色白净的特点，目前全国产量已达800万M20(})大力推广复合墙板和砌块。目前国内外还没有既满足建筑节能保温隔热，又满足外墙防水、强度的技术要求的单一材料，因此只能用复合技术来满足墙体的多功能要求，如钢丝网水泥夹芯板。目前现场湿作业抹灰后难以克服龟裂现象有待改进。复合砌块墙体材料也是今后的发展向，如采三门峡职业技术学院学报用矿渣空心砖、灰砂砌块、硅空心砌块中的任一种与绝缘材料相复合都可满足外墙的要求，目前已有少量生产。我国在复合墙体材料的应用方面已有一定基础，宜进一步改善和完善配套技术，大力推广，这是墙体材料“绿色化”的主要出路。

(二)发展高强砌体材料

目前我国的砌体材料和发达国家相比，强度低、耐久性差。如粘土砖的抗压强度一般为7.5-15MPa，承重空心砖的孔隙率毛25%。而发达国家的抗压强度一般均达到30--60MPa，且能达到100MPa，承重空心砖的孔洞率可达到40%，体积质

量一般为1.3t/m3，最轻可达0.6kN/m3。根据国外经验和我国的条件，只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进，可显著提高烧结砖的强度和质量。高强度

块材具有比低强度材料高得多的价格优势。根据我国对粘土砖的限制政策，可就地取材、因地制宜，在粘土较多的地区(如西北高原)发展高强度粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙装饰砖、块材等;在少粘土的地区发展高强硷砌块、承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时，研制高强度等级的砌筑砂浆，与高强度块材匹配时需开发高性能砂