全新的建筑體系 — 德國灰砂磚大砌塊技術(shù)

賴世成 井治學(xué)

(1德國lSOCOM建筑設(shè)計(jì)院 2德國拉斯科(北京)技術(shù)公司)

1 德國灰砂磚大砌塊的發(fā)展背景:

作為全世界發(fā)展灰砂磚水平最先進(jìn)的德國，早在1854年前德國的萊比錫用木制的杠桿壓力機(jī)成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)在世界上首先生產(chǎn)了灰砂磚。1908年德國頒布了世界上第一個(gè)灰砂磚產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。之后經(jīng)過數(shù)次的技術(shù)革新，目前德國現(xiàn)有生產(chǎn)灰砂磚的工廠300多家。20世紀(jì)七十年代，在德國薩爾州DIFFERTEN市建立最早的一個(gè)生產(chǎn)灰砂磚砌塊工廠，采用高壓高溫蒸壓技術(shù)生產(chǎn)灰砂磚砌塊，目前在德國各地有53個(gè)廠生產(chǎn)。在追求更高的施工效率，更簡便的施工方法和更優(yōu)質(zhì)的建筑性能的建筑技術(shù)方面，近幾十年來，德國不斷發(fā)展完善大型灰砂大砌塊技術(shù)，形成了完整的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工等核心技術(shù)體系，大型灰砂磚砌塊技術(shù)在德國，荷蘭，瑞士、比利時(shí)，盧森堡等發(fā)達(dá)廣泛使用。目前德國生產(chǎn)大型砌塊的工廠有17家。

2 德國灰砂磚大砌塊基本性能:

2.1 灰砂磚大砌塊尺寸及精度

圖1:標(biāo)準(zhǔn)大砌塊尺寸及精度

2.2 灰砂磚大砌塊密度

灰砂大砌塊密度控制在1800Kg/m3，2000Kg/m3，2200Kg/m3三個(gè)級別上，以下是長高尺寸為(1m*0.625m)的灰砂大砌塊自重表:

圖2 一塊大砌塊自重表(kg)

2.3 灰砂磚大砌塊及砌筑的性能

2.3.1力學(xué)性能:

根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn)［DIN EN 772-1］測定砌塊的抗壓強(qiáng)度，以15cm的立方體砌塊為標(biāo)準(zhǔn)來測定。生產(chǎn)過程中德國灰砂磚大砌塊被控制在四種強(qiáng)度級別上，分別為SFK12，SFK16，SFK20和SFK28。

圖3 德國和中國國家標(biāo)準(zhǔn)對比

通過對比各國的國家標(biāo)準(zhǔn)，德國灰砂磚大砌塊達(dá)到國內(nèi)MU30的抗壓級別，完全可以應(yīng)用在承重墻體及絕大部分建筑部件上。大砌塊砌筑的抗壓強(qiáng)度，N/mm2

圖4 德國大砌塊砌筑的抗壓強(qiáng)度

2.3.2耐火性能:

在1095攝氏度的高溫下，能耐火3小時(shí)，達(dá)到歐洲最高耐火級別，屬于不易燃燒建材。

2.3.3隔音性能:

因?yàn)榛疑按u大砌塊的密度大，相對的隔音性能就比較突出，以下是常見建材的隔音性能對比。(注明:隔音系數(shù)越大，隔音效果越好。)

圖5 常見建材的隔音性能對比

3 灰砂磚大砌塊砌筑技術(shù)流程:

灰砂磚大砌塊砌筑技術(shù)，一切為了更簡便，更高效，更環(huán)保的施工，預(yù)制程度要比傳統(tǒng)模式要高，所需的砌塊都要在工廠里制作，盡可能減少在施工現(xiàn)場二次處理砌塊的情況。

灰砂磚大砌塊砌筑技術(shù)流程和傳統(tǒng)建筑實(shí)施流程不一樣，對于大砌塊的生產(chǎn)和施工，準(zhǔn)確的砌塊圖紙都是不可或缺的，其核心技術(shù)在于砌塊設(shè)計(jì)。

德國灰砂磚大砌塊砌筑技術(shù)流程有以下四個(gè)階段(以德國lsocom公司為例):

(1)建筑設(shè)計(jì)階段:建筑設(shè)計(jì)單位根據(jù)甲方要求出建筑施工圖紙;

(2)砌塊設(shè)計(jì)階段:砌塊設(shè)計(jì)單位根據(jù)設(shè)計(jì)單位的建筑施工圖紙繪制砌筑墻圖，并經(jīng)過建筑設(shè)計(jì)單位審定;

(3)砌塊生產(chǎn)階段:砌塊工廠根據(jù)砌筑墻圖的要求進(jìn)行生產(chǎn)，根據(jù)墻號打包所需的砌塊，并運(yùn)送到工地;

(4)砌筑施工階段:施工單位根據(jù)建筑施工圖紙和砌筑墻圖進(jìn)行施工

注:在德國，砌筑設(shè)計(jì)單位(如德國lsocom公司)是獨(dú)立于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)單位的，專門對于大型砌塊的砌筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制圖紙，考慮到圖紙的準(zhǔn)確，繪制出來的砌筑圖紙需要發(fā)回給傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)單位進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)審圖。審圖結(jié)束，發(fā)給砌筑設(shè)計(jì)院，之后砌塊工廠按需進(jìn)行生產(chǎn)。如下圖。某一面砌筑墻的圖紙。在圖紙中要標(biāo)明每一塊砌塊的位置，這就包括標(biāo)準(zhǔn)大砌塊(白色的)和配合大砌塊(帶字母的)，門窗的開口預(yù)留位置，門楣的大小等。這些所需砌塊大小和數(shù)目都會(huì)發(fā)到砌塊工廠。

圖6 大砌塊砌筑圖紙

砌塊工廠通過更換模具按需進(jìn)行生產(chǎn)，并根據(jù)砌筑墻圖紙上配合砌塊的序號進(jìn)行標(biāo)記。工廠應(yīng)用工程軟件，合理分類打包配合砌塊，便于運(yùn)輸工人快速找到所需砌塊，并按照工程施工進(jìn)度來運(yùn)輸砌塊。

圖7 工廠生產(chǎn)車間，砌塊分類打包

在施工中，砌塊被吊車擺放在待砌墻體前，便于施工工人準(zhǔn)確高效搭砌。通常工人兩兩為一組，按照施工圖紙和砌筑墻圖，一個(gè)位控制小吊車裝吊所需砌塊，一個(gè)涂抹砂漿和擺放砌塊。

圖8 工人涂抹砂漿，擺砌砌塊施工現(xiàn)場

4 德國灰砂磚大砌塊技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢:

砌塊性能方面:

(一)抗壓性:達(dá)到國內(nèi)MU25，MU30抗壓級別

(二)隔音性:優(yōu)于粘土磚，也優(yōu)于加氣混凝土砌塊，能比普通粘土磚降低3-4個(gè)分貝

(三)防火性:達(dá)到歐洲一級防火標(biāo)準(zhǔn)

(四)保溫性:對于保溫砌塊，特制一種保溫性能優(yōu)質(zhì)的墊層小砌塊，導(dǎo)熱系數(shù)能達(dá)到0.035W/(M.K)，可以用在結(jié)構(gòu)熱橋上，減少熱量損失。墻體外部會(huì)設(shè)置一層外保溫材料。

(五)干縮值遠(yuǎn)低于國內(nèi)同類砌塊。德國大砌塊干縮值為0.30mm/m

(六)抗震性:生產(chǎn)方面:

(一)使用的原材料簡單易得，只需要石灰和砂子，無需任何添加劑

(二)生產(chǎn)設(shè)備全自動(dòng)化，功能包括進(jìn)料，壓磚，切割，傳送，蒸壓，分類包裝，一系列的自動(dòng)化功能，生產(chǎn)的砌塊根據(jù)電腦操控。工廠里只需要5個(gè)生產(chǎn)線工人，2-3個(gè)運(yùn)輸工人。

(三)生產(chǎn)工藝高，任何尺寸的砌塊都能工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)精度高，精度在1-2毫米之間，生產(chǎn)中墻體管道孔在工廠里已經(jīng)預(yù)留好，無需再施工現(xiàn)場切割。

砌塊施工方面:

(一)施工用施工人工少、效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低。施工工參用專用的小型吊車，機(jī)動(dòng)靈活、方通常施工一組隊(duì)建筑工人為兩人，一位工人控制小型吊車運(yùn)送砌塊，一位工人砌墻。按照國內(nèi)建造定額，1m3的灰砂磚標(biāo)準(zhǔn)磚(240*115*53)砌磚墻需要15小時(shí)，而大砌塊(1000*115*625)，只需要兩小時(shí)。也就是說單從建造效率上，大砌塊砌筑是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)磚七倍以上。

(二)施工砌筑使用砂漿少，砌筑施工材料成本低

(三)施工無需腳手架，安全性高，降低建造成本。

(四)砌筑施工精度高，墻體表面平整。

(五)針對德國被動(dòng)房而設(shè)計(jì)生產(chǎn)，更適合中國小城鎮(zhèn)建設(shè)和新農(nóng)村改造。是燒結(jié)磚、粘土磚和所有非承重墻材的替代材料。