高性能砂加氣混凝土砌塊研發(fā)革新及推廣應(yīng)用研究

羅克佐

高性能砂加氣混凝土砌塊研發(fā)革新及推廣應(yīng)用研究

羅克佐

近年來，因應(yīng)節(jié)能減排的世界潮流和國家政策，建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化的研究和實(shí)踐逐漸升溫，這些研究和實(shí)踐直接指向傳統(tǒng)工業(yè)向高新科技邁進(jìn)，一些高能耗、高污染、技術(shù)落后的建筑材料將很快革新?lián)Q代，建筑向環(huán)保節(jié)能型、生態(tài)健康型、功能集中型、低成本高性能型的方向發(fā)展勢在必行，建筑結(jié)構(gòu)與建筑節(jié)能一體化已成為行業(yè)主流。湖北省研發(fā)創(chuàng)新的“蒸壓砂加氣混凝土精確砌塊和高性能蒸壓砂加氣混凝土砌塊墻體自保溫系統(tǒng)”和“干法施工技術(shù)”，滿足冬冷夏熱地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并在湖北省內(nèi)工業(yè)與民用建筑工程中進(jìn)行了大量的實(shí)踐應(yīng)用，效果十分顯著。這種墻體自保溫系統(tǒng)是采用自保溫墻體材料干法施工而成。所謂自保溫墻體，指的是無需在砌塊墻體內(nèi)外側(cè)增加保溫措施，單靠砌塊墻體自身的絕緣性能即可使其砌筑的墻體滿足現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的墻體。所謂干法施工，是指在砌筑和抹灰前，砌塊和保溫板表面無需噴水潤濕，直接采用專用粘結(jié)劑砌筑砌塊墻體及墻體表面無需粉基層直接批刮薄層膩?zhàn)拥氖┕すに嚒?/p>

一、問題的提出

1.國內(nèi)外墻體材料革新現(xiàn)狀

（1）國內(nèi)墻體材料革新現(xiàn)狀

墻體材料革新是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的產(chǎn)物，它的主要目的是保護(hù)土地、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能利廢。具體的講就是淘汰落后的工藝和產(chǎn)品，發(fā)展科技含量高、施工效率高的輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱、防火、低碳、節(jié)能、環(huán)保的新型墻體材料，實(shí)現(xiàn)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和環(huán)境保護(hù)、資源綜合利用、可持續(xù)發(fā)展和改善建筑功能，提高建筑工程質(zhì)量的目標(biāo)。1992年國務(wù)院批準(zhǔn)國家建材局等部門關(guān)于加快墻體材料革新和推廣節(jié)能建筑意見的通知（國發(fā)〔1992〕66號(hào)），標(biāo)志著我國墻體革新事業(yè)的正式啟動(dòng)。該通知的出臺(tái)，對我國新型材料的發(fā)展具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用，意義深遠(yuǎn)，我國的墻體材料改革也開始走上了法制化、規(guī)范化的道路。全國30多個(gè)省市分別建立了由政府牽頭，主管部門組成的墻改領(lǐng)導(dǎo)小組和辦公室，設(shè)立了發(fā)展新型墻體材料專項(xiàng)基金。此外，全國各級(jí)墻體材料改革辦公室著力組織新型墻體材料的推廣應(yīng)用，以試點(diǎn)省、市為主，由國家和地方分層組織科研、學(xué)校、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工等單位，對300多項(xiàng)課題進(jìn)行攻關(guān)研究，制定修改了我國最常用的六類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)施工規(guī)范、規(guī)程和圖集，配套地解決了我國常用的23種新型墻體材料生產(chǎn)和應(yīng)用中的技術(shù)問題。新型墻體材料的生產(chǎn)和應(yīng)用已在大、中城市取得進(jìn)展。特別是國家提出170個(gè)城市于2003年6月30日前限時(shí)禁止使用粘土磚的政策后，有力地促進(jìn)了全國新型墻體材料的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年全國新型墻材占?jí)w材料總量的19.6%，2000年為26%，2002年為31.7%，2004年為39.1%，呈逐年遞增的趨勢。

（2）國外墻體材料革新的現(xiàn)狀簡介

各國新墻材料革新都有各自的特點(diǎn)，各自的墻材結(jié)構(gòu)也五花八門。在美國，石膏板和空心砌塊占絕大多數(shù)，而粘土磚、硅酸鹽磚和加氣混凝土占的比重??；在日本，各種輕質(zhì)板材和砌塊占主導(dǎo)地位；在俄羅斯則以各種磚（包括粘土磚和硅酸鹽磚）和混凝土大板墻體為主；在西歐，以各種硅酸鹽制品和輕質(zhì)板材為主；在北歐，由于氣候寒冷，加氣混凝土的產(chǎn)量較大。

盡管各國墻體材料的發(fā)展不盡相同，但是歸納起來，發(fā)達(dá)國家的墻材革新有如下特點(diǎn)：

①發(fā)達(dá)國家粘土磚在墻體材料中比重較小，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年一般在30%以下，其產(chǎn)量趨于平穩(wěn)；

②混凝土及硅酸鹽墻體所占比重較大，各種制品的產(chǎn)品逐年增長；

③輕質(zhì)復(fù)合墻體所占比重也較大，絕大多數(shù)國家輕質(zhì)板材的產(chǎn)量有所增長。

2.高性能砂加氣混凝土砌塊在我國的生產(chǎn)應(yīng)用狀況

（1）高性能砂加氣混凝土砌塊的定義及生產(chǎn)工藝

高性能砂加氣混凝土砌塊屬新型墻體材料的一種，目前我國主要生產(chǎn)蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊和蒸壓砂加氣混凝土砌塊，近幾年來，高性能砂加氣混凝土砌塊經(jīng)過研發(fā)革新，如湖北地區(qū)研發(fā)革新的有：蒸壓砂加氣混凝土精確砌塊和高性能蒸壓砂加氣混凝土砌塊墻體自保溫系統(tǒng)。

高性能砂加氣混凝土砌塊，是以水泥、硅石砂、生石灰、粉煤灰、礦渣等為主要原材料，以鋁粉為發(fā)泡劑，經(jīng)過磨細(xì)攪拌，計(jì)量配料，澆注成型，預(yù)養(yǎng)，切割，蒸壓養(yǎng)護(hù)，成品包裝等工序制成的具有細(xì)密多孔的混凝土塊材。它具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱、吸聲、防火、節(jié)能、環(huán)保、可鋸、可鏤、可刨、可釘加工等特點(diǎn)。主要用于工業(yè)與民用建筑的框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)的內(nèi)外填充墻體，也用于建筑物屋面的保溫和隔熱。

（2）高性能砂加氣混凝土砌塊在我國的生產(chǎn)狀況

目前，全國登記在冊的生產(chǎn)廠家有600多家，生產(chǎn)和銷售達(dá)到3000萬立方米的規(guī)模。但中國高性能砂加氣混凝土砌塊企業(yè)的整體技術(shù)水平還比較低，產(chǎn)品合格率也不高，生產(chǎn)經(jīng)營管理水平也比較低，整個(gè)行業(yè)需要加強(qiáng)技術(shù)改造，淘汰規(guī)模小、生產(chǎn)工藝設(shè)備落后的企業(yè)，提高生產(chǎn)技術(shù)水平與產(chǎn)品應(yīng)用水平。這些企業(yè)中，不乏產(chǎn)量和銷售突出的企業(yè)。

但是，大多數(shù)企業(yè)的年產(chǎn)量都達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)量的70%，因此，就全國范圍看，高性能砂加氣混凝土砌塊行業(yè)還存在資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

（3）高性能砂加氣混凝土砌塊在我國的推廣應(yīng)用狀況

我國高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用的總體情況不容樂觀。在全國具有高性能砂加氣混凝土砌塊生產(chǎn)能力的省、市中，深圳、上海等大城市加氣混凝土的應(yīng)用水平還不高。但是湖北省推廣應(yīng)用加氣混凝土的力度較大，該省、市的高層建筑基本上內(nèi)外墻全部使用加氣混凝土砌塊。

高性能砂加氣混凝土砌塊雖然是一種既符合墻體革新又符合建筑節(jié)能的材料，但是目前在墻體材料中所占的比例還比較低。

3.加強(qiáng)高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用研究的必要性

在2004年2月6日北京召開的加氣混凝土專家論壇上，專家們提出，作為目前新型墻體材料中最值得關(guān)注的一種墻體材料，加氣混凝土的優(yōu)勢還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來，他們呼吁設(shè)計(jì)及施工單位予以關(guān)注。

近些年來，50%實(shí)施建筑節(jié)能的地區(qū)已從北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)擴(kuò)大到南方夏熱冬冷地區(qū)，而加氣混凝土是滿足節(jié)能50%要求的唯一單一材料墻體，加氣混凝土面臨著巨大的市場機(jī)遇。而國際上的加氣混凝土發(fā)展較好的是德國市場。

加氣混凝土的推廣應(yīng)用問題，政策性扶持和引導(dǎo)不夠是主要原因。同時(shí)，過去應(yīng)用中存在空鼓、開裂、剝落等弊病，以及應(yīng)用技術(shù)需要進(jìn)一步完善也是另一原因。一方面，我們?nèi)紩?huì)面臨能源緊缺問題；另一方面，像高性能砂加氣混凝土砌塊這樣節(jié)能的產(chǎn)品不能順利進(jìn)入施工環(huán)節(jié)，包括混凝土精確砌塊和高性能混凝土砌塊不能順利推廣應(yīng)用，這種現(xiàn)象確實(shí)值得研究。

4.研究對象、分析框架和課題研究意義

主要對推廣應(yīng)用高性能砂加氣混凝土砌塊過程中政策、管理、技術(shù)三個(gè)方面問題進(jìn)行研究，以切實(shí)解決上節(jié)提到的問題。

首先利用SWOT分析法找出目前推廣應(yīng)用高性能砂加氣混凝土砌塊的優(yōu)勢和劣勢，再以平行的方式從政策、管理、技術(shù)三個(gè)方面的問題進(jìn)行分析，提出見解和解決方法。政策分析方面，主要引起公共政策客體和利益的討論，提出進(jìn)行利益均衡的必要性，制定能夠讓各方接受的政策；管理方面，根據(jù)系統(tǒng)工程的理論，提出新的管理模式；技術(shù)方面，對目前存在的主要技術(shù)難題進(jìn)行研究，提出解決方案。通過這三個(gè)方面的研究，掃清目前推廣應(yīng)用中的主要障礙。

課題研究的主要意義在于，對扭轉(zhuǎn)目前高性能砂加氣混凝土砌塊叫好不叫座的狀況發(fā)揮作用，提高新材料、新技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用，推進(jìn)墻體革新和建筑節(jié)能工作的進(jìn)程。

二、高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用的技術(shù)研究

1.高性能砂加氣混凝土砌塊產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量現(xiàn)狀

在我國，不同地區(qū)的高性能砂加氣混凝土砌塊質(zhì)量良莠不齊，像上海伊通、湖北神州建材等大企業(yè)，其生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)，管理技術(shù)水平高，科研力量雄厚，因此，產(chǎn)品質(zhì)量相對穩(wěn)定。而一些年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力在10萬平方米/年以下的企業(yè)，產(chǎn)品的質(zhì)量就難以得到保證，這樣的企業(yè)在我國占60%以上。一是產(chǎn)品的尺寸偏差和外觀質(zhì)量問題較多，缺棱掉角和斷裂的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；二是產(chǎn)品在廠里的靜停時(shí)間不充分，產(chǎn)品出廠含水率高；三是一定密度的產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定的要求；四是技術(shù)控制不到位，干燥收縮值過高。

特別值得注意的是，我國很多企業(yè)加氣混凝土砌塊強(qiáng)度級(jí)別普遍偏低，尤其是最低指標(biāo)的合格品強(qiáng)度值過低，500kg/m3容重的優(yōu)等品、一等品均為3.5MPa，合格品僅為2.5MPa；我國標(biāo)準(zhǔn)中雖然規(guī)定有優(yōu)等、一等品和合格品之分，但是在當(dāng)前建筑市場難以做到優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，普遍只追求價(jià)位的情況下，生產(chǎn)廠家絕大多數(shù)只生產(chǎn)銷售最低級(jí)別的合格品加氣混凝土砌塊，目前我國市場上合格品要占70%左右，優(yōu)等品、一等品不到30%。這自然顯得市場上加氣混凝土砌塊的質(zhì)量檔次普遍過低。

高性能砂加氣混凝土砌塊的建筑工程質(zhì)量往往同材料的材質(zhì)、施工工法的正確程度和配套技術(shù)的完善程度成正比。在我國，特別是一些落后地區(qū)，施工技術(shù)水平較差，施工人員的素質(zhì)較低，對新墻材的性能了解不透，應(yīng)用技術(shù)沒有完全掌握，并且施工時(shí)采用粘土磚的施工方法來進(jìn)行新墻材的施工，于是導(dǎo)致工程質(zhì)量問題。而各地基本上都未開發(fā)研究出適合當(dāng)?shù)鼐唧w情況的、過硬的應(yīng)用技術(shù)，因而在施工中出現(xiàn)這樣那樣的問題。當(dāng)前遇到的主要問題是：（1）對高性能砂加氣混凝土砌塊的砌筑和抹灰仍沿用現(xiàn)場攪拌水泥砂漿和混合砂漿的做法，造成粉刷層和墻體粘結(jié)度低，進(jìn)而出現(xiàn)開裂、空鼓甚至剝落等諸多質(zhì)量問題，嚴(yán)重地影響了建筑的表觀質(zhì)量和使用功能；（2）由于材料本身的干燥收縮，以及其本身吸水率大，而吸水速度慢等特點(diǎn)，導(dǎo)致了墻體出現(xiàn)了砌體裂縫。這些問題往往很難得到根治，一方面因?yàn)檠芯康牧α坎粔颍荒苓M(jìn)行專題的課題攻關(guān)；另一方面，就算找到了治理的方法，一些素質(zhì)不過硬的一線施工人員也無法全面貫徹落實(shí)。因此，總體來說，我國的高性能砂加氣混凝土砌塊的砌筑質(zhì)量和抹灰質(zhì)量還有待進(jìn)一步提高。

2.造成高性能砂加氣混凝土砌塊工程質(zhì)量的主要原因

（1）高性能砂加氣混凝土砌塊自身的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)施工工藝不適應(yīng)

加氣混凝土砌塊是細(xì)密多孔結(jié)構(gòu)且是封閉的，這就決定了加氣混凝土砌塊具有兩大特點(diǎn)：吸水速度慢，比粘土磚墻慢3倍左右；吸水量大，飽和吸水率粉煤灰加氣混凝土砌塊高達(dá)35%～40%；砂加氣混凝土砌塊達(dá)15%～20%。傳統(tǒng)的施工方法，一是要求在抹灰前反復(fù)澆水以保證抹灰層水分不被加氣混凝土砌塊吸收。即使施工人員不折不扣地去做了（事實(shí)上施工現(xiàn)場能這樣做的幾乎很少），澆上去的水真正讓加氣混凝土砌塊內(nèi)部吸入的也很少，大部分水流失，少部分水留在加氣混凝土砌塊表面。結(jié)果抹灰后，加氣混凝土砌塊墻上的抹灰層的水分反而被加氣混凝土砌塊吸去而容易產(chǎn)生抹灰層干裂。另外，由于少部分水留在了加氣混凝土砌塊的表面，因水分滲透速度緩慢，故易在抹灰層與墻面粘結(jié)處聚集水分，使墻體含水量不均，造成抹灰面開裂、脫殼。

另外一個(gè)重要原因是干燥收縮。高性能砂加氣混凝土砌塊是干燥收縮值較大的一種材料。由于客觀原因砌塊上墻時(shí)往往含水率過高，而且砌塊截面上含水率分布不均勻，各處收縮值不同，表面收縮值大，內(nèi)部收縮值小，因外變形遞度而產(chǎn)生收縮應(yīng)力，使墻體開裂。因此，建議在加氣混凝土砌塊墻體表面刷一層界面劑。這樣做保證了加氣混凝土砌塊墻體與抹灰層有良好的粘結(jié)力，但對于傳統(tǒng)的濕法施工工藝開裂的問題仍無法解決。

（2）傳統(tǒng)抹灰材料與加氣混凝土材料性能不適應(yīng)

因加氣混凝土砌塊自身的強(qiáng)度和彈性模量較低，與強(qiáng)度和彈性模量高的水泥基砂漿之間容易產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，在冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)時(shí)，會(huì)使抹灰砂漿所受約束力太大而開裂。而且水泥砂漿保水性差，而加氣混凝土砌塊吸水性較強(qiáng)，影響了砂漿的水化，降低了填充墻的抗剪強(qiáng)度及砂漿與砌塊的粘結(jié)強(qiáng)度。加之通常的加氣混凝土砌塊墻體抹灰砂漿一般在現(xiàn)場拌制，而現(xiàn)場稱量多用體積法或經(jīng)驗(yàn)法，計(jì)量誤差大，水泥多時(shí)易開裂，水泥少時(shí)易粉化起皮。另外，水泥/石灰膏中的石灰質(zhì)量（如消化不良）也是導(dǎo)致日后抹灰層開裂的原因。

3.管理部門在解決高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用技術(shù)問題過程中的作用

新墻材在推廣應(yīng)用過程中的許多技術(shù)問題的解決，需要管理部門的積極參與。管理部門在這個(gè)過程中起到橋梁和催化劑的作用。一方面，生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)力量有限，需要社會(huì)的科研機(jī)構(gòu)參與到技術(shù)問題的研究中去，而管理部門可以從中協(xié)調(diào)，降低辦事成本。另一方面，企業(yè)在技術(shù)研究方面往往舍不得投入資金，而各地新墻材有專門的科研資金可以運(yùn)用，也促進(jìn)了高性能砂加氣混凝土砌塊的技術(shù)和研究。

更重要的一點(diǎn)是，管理部門對企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新有監(jiān)督作用。管理部門可以通過以下途徑促進(jìn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新：

（1）通過制定產(chǎn)業(yè)政策，使企業(yè)優(yōu)勝劣汰。國家發(fā)改委曾經(jīng)公布了對高性能砂加氣混凝土砌塊規(guī)模的要求，對年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)不到10萬立方米的生產(chǎn)線進(jìn)行限制。各地新墻辦也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對高性能砂加氣混凝土砌塊企業(yè)設(shè)置門檻，促使企業(yè)上規(guī)模上檔次，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）通過日常的質(zhì)量管理，避免劣質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)入施工現(xiàn)場。各地新墻辦都有質(zhì)量管理的執(zhí)法權(quán)力，可以通過加強(qiáng)對高性能砂加氣混凝土砌塊企業(yè)的質(zhì)量管理和對建筑工地使用高性能砂加氣混凝土砌塊的日常管理，督促企業(yè)生產(chǎn)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的加氣混凝土砌塊，督促施工單位運(yùn)用正確的施工方法進(jìn)行合理施工，避免技術(shù)問題的產(chǎn)生。

三、結(jié)語

通過對高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用過程中出現(xiàn)的典型問題的分析，本文結(jié)合新墻辦工作的實(shí)際，從政策、管理、技術(shù)三個(gè)層面出發(fā)，結(jié)合政策運(yùn)行過程、管理過程、應(yīng)用過程中碰到的問題、尋找出影響高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用的幾大瓶頸，并利用有關(guān)管理學(xué)的基本理論給予研究和解決。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是通過對高性能砂加氣混凝土砌塊推廣應(yīng)用過程中政策客體的利益分析，提出利益均衡的重要性；抓住墻改工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程的重點(diǎn)，研究系統(tǒng)工程的方法在推廣應(yīng)用加氣混凝土砌塊過程中的運(yùn)用；通過對湖北地區(qū)的應(yīng)用實(shí)例，解決高性能砂加氣混凝土砌塊在應(yīng)用中碰到的難題。認(rèn)為我國有條件的地方應(yīng)當(dāng)推廣應(yīng)用高性能砂加氣混凝土砌塊，以適應(yīng)建筑節(jié)能的要求。本文主要得出以下結(jié)論：

1.在政策分析過程中充分考慮各政策客體的利益有利于推廣應(yīng)用高性能砂加氣混凝土砌塊政策的執(zhí)行。

2.在管理過程中應(yīng)當(dāng)注重運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論，并重視部門間的配合和激勵(lì)機(jī)制的運(yùn)用。

3.利用適合的施工方法，通過干法施工工法和薄抹灰技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，可有效地控制砌體裂縫和抹灰層空鼓開裂的質(zhì)量問題，各地應(yīng)當(dāng)研究適合各自砌筑特點(diǎn)的施工方法，并合理采用配套材料。

希望通過對政策、管理、技術(shù)方面的研究，提出對今后推廣應(yīng)用高性能砂加氣混凝土砌塊起到一定的作用的思路和方法，以期待實(shí)踐的進(jìn)一步研發(fā)革新。

（作者單位：黃石揚(yáng)子建安集團(tuán)有限公司）