论建筑材料革命之

摘要：随着全球工业革命的发展，通过高科技术生产的墙体材料在建筑界已广泛应用，从人类最原始使用的草、木到现在的玻璃、钢等材料的应用已十分成熟。目前所应用的蒸压灰砂砖及蒸压加气混凝土砌块两种新型墙体材料是建筑材料革命的产物，它们在各类新型外墙砌筑材料中所占的比重尤为突出，对我国建筑业有着深远的影响。同时随着社会环境的变化，利用材料产品的优良特点，使墙体材料向产业化、生态化、节能化及多功能化等高性能方向发展，力求创造优良的可持续发展的人居环境，正是人类所要追求的。

关键词：墙体材料 蒸压灰砂砖蒸压加气混凝土砌块 节能化 环境

Abstract: With the development of the global industrial revolution, Hi-Tech wall materials in the construction industry have been widely used, from the application of grass and wood in primitive society to glass and steel, the technology has being more matured. Two new wall autoclaved sand-lime brick and autoclaved aerated concrete block are product of building material revolution, they play outstanding roles in all types of exterior masonry materials and influence China’s Architecture profoundly. As the social environment is changing, people will make use of excellent characteristics of building materials to improve wall materials as more industrial, ecological, energy-saving and multi-functional. Furthermore, people will strive to create superior sustainable development living environment which they have pursued for long.

Key words：Wall materials Autoclaved sand-lime brick Autoclaved aerated concrete block Energy saving Environmental Science

中图分类号： TU5 文献标识码： A 文章编号：

一、我国砌筑材料现状及发展：

建筑物是人类为了满足生活及工作需要的栖息和活动之所，而建筑墙体则是围护人身安全及私隐空间的盾牌。墙体的发展从人类最原始生态的草木到现在的玻璃与钢，技术应用已是十分普遍。

然而，每一种新材料的出现都是时展和改革的产物，在材料界中也可以说适者生存，不适应者被淘汰。在上世纪二、三十年代，西方发达国家就已着手墙体材料改革，到21世纪，其新型墙体材料正在向纵深发展，使已广泛应用的新型墙体材料进一步提高生产率、利用工业废渣、节约能耗，使产品系列化与配套化，同时，不断地开发多功能的新型绿色墙体材料［1］。

在我国的民用建筑中，由于技术等原因，早期我国房屋建设主要是以砖混结构为主，需要相应强度的也是应用最广历史最久的烧结普通砖。但此砖的应用，具有毁田制砖、耗能大等因素不利于我国可持续发展的战略目标，在《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》中明确要求：到2010年底，所有城市禁止使用实心粘土砖，积极发展和推广替代实心粘土砖的优质新型墙体材料。目前我国有四百多个城市已经禁止使用实心粘土砖，甚至禁止使用烧结实心砖，取而代之的主要是蒸压灰砂砖（以下简称“灰砂砖”）和蒸压加气混凝土砌块（以下简称“加气混凝土砌块”）两种新型材料为主。这些墙体材料价格低、容重小、质轻、防火性好，可调节室内空气湿度，机械加工性能好，其社会效益、经济效益和综合效益都是非常明显的。

图1. 制砖毁田现象

灰砂砖是1880年德国人威廉・米哈伊尔博士发明，至今已有130多年的生产历史。适用于就地取材，不占用耕地，生产耗能低，砖强度高，外观几何尺寸规整，放射性低，应称得上是环保产品。

我国从1958年开始研究发展灰砂砖,1960年从原东德引进十六孔转盘式压砖机在北京建成灰砂砖生产线,后来研制了八孔转盘式压砖机,大大促进了灰砂砖的发展,使之成为有砂、石灰资源而又缺乏黏土资源地区的主要墙体材料。灰砂砖的产品规格：按国标《GB11945-1999》中规定砖的外形为直角六面体,砖的公称尺寸长度240mm,宽度115mm,高度53mm.生产其他规格尺寸产品,可由用户与生产上协商确定。该产品在我国新农村建设以及城镇保障性住房工程中有着广泛的应用，并且得到良好的效果。

另外，早在三十年代初期，我国开始引进并生产加气混凝土砌块这种新型墙材产品，并广泛使用于上海国际饭店、上海大厦、福州大楼、中国人民银行大楼等高低层建筑中，是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，并且具有环保等优点。国家在《十一五规划》中明确提出：“发展加气混凝土板材和年产10-30万立方米加气混凝土砌块生产线，蒸压养护，机械切割。”［2］

图2.灰砂砖图3.加气混凝土砌块

二、灰砂砖和加气混凝土砌块的特性：

砌筑材料是建筑工程中一类重要的材料。两种砌筑材料互有优势，在民用建筑及工业建筑中有大量的应用。

（一）灰砂砖是以石灰和含硅材料（砂、粉煤灰、炉渣和页岩等）加水搅拌，经压制成型、蒸汽（或蒸压）养护而成，主要原料是砂和石灰。灰砂砖具有强度高、生产原料成本较低等特点，是应用较多的新型墙体材料之一，它适用于各类民用建筑、公用建筑和工业厂房的内、外墙，以及房屋的基础。

1、强度高

灰砂砖作为一种新型材料，因其强度等级接近烧结普通砖以及其外形与烧结普通砖一致而得到广泛的应用。灰砂砖的抗压强度设计值与烧结普通砖的抗压强度设计值相同，不同点是灰砂砖的强度等级没有C30（见表1）；当跨度不小于7.5m的梁下灰砂砖砌体调整系数取0.9，这与烧结普通砖有区别，在施工质量控制等级为B级时，GB50003－2001给出了灰砂砖的抗剪强度设计值与烧结普通砖的抗剪强度设计值，不难看出灰砂砖砌的抗剪强度为烧结普通砖的0.7倍［3］。

表1 几种砌筑材料的强度等级

2、生产原料成本较低

各掺入量可以按要求强度选择配比。另外，它特别适合利用垃圾焚烧后的炉渣、粉煤灰、灰砂、煤矸石、矿渣、等废弃物制造免烧的承重型和非承重型砖体及砌块，掺入量高达70%。

3、灰砂砖干缩值大

灰砂砖出釜以后由于温度、湿度降低和碳化作用，在使用过程中总的趋势是体积发生收缩。在不同地区使用时，由于温度、湿度不同，同样的灰砂砖其平衡的收缩值不同。同时在温度、湿度变化后体积仍然要变化。 与烧结普通砖砌体比较，灰砂砖砌体的收缩值要大得多。（见表2）

表2灰砂砖砌材料的干缩值

4、化学耐久性能强

灰砂砖是在高温、蒸压下进行反应形成的。水化反应比较充分，因此具有稳定的强度和性能。在大气中出釜，前期强度有较多增长，以后不再提高，保持稳定。在潮湿环境和水中长期浸泡，强度亦会增强。MU15以上的灰砂砖在酸碱溶液中浸泡强度变化不大。

5、蓄热能力显著

由于灰砂砖的容量大，隔声性能十分优越；此外灰砂砖属于不可燃的建筑材料。

（二）加气混凝土砌块是以钙质材料（水泥、石灰等）、硅质材料（砂、矿渣、粉煤灰等）以及加气剂等，经配料、搅拌、浇注、发气、切割和蒸压养护而成的多孔硅酸盐砌块。加气混凝土砌块质量轻，表观密度约为粘土砖的1/3，具有保温、隔热、隔音性能好、抗震性强、而火性好、易于加工、施工方便等特点，是应用较广的轻质墙体材料之一。它适用于低层建筑的承重墙、多层建筑的间隔墙和高层框架结构的填充墙，也可用于一般工业建筑的围护墙。

1. 自重轻

加气混凝土砌块一般重量为500-700千克/立方米，只相当于粘土砖和灰砂砖的1/4-1/3，普通混凝土的1/5，是混凝土中较轻的一种（见表3），适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙。使用这种材料，可以使整个建筑的自重比普通砖混结构建筑的自重降低40%以上。［2］

表3 几种砌筑材料自重表

2. 保温隔热性能好

加气混凝土的导热系数一般为0.11-0.18千卡/米0小时0度，仅为粒土砖和灰砂砖的1/4-1/5，（粒土砖的导热系数为0.4-0.58千卡/米o小时o度；灰砂砖的导热系数为0.528千卡/米o小时o度），为普通混凝土的1/6左右。实践证明：20厘米厚的加气混凝土墙体的保温效果就相当于49厘米厚的粘土砖墙体的保温效果，隔热性能也大大优于24厘米砖墙体。这样就大大减薄了墙体的厚度，相应地扩大了建筑物的有效使用面积，节约了建筑材料厚度。

3. 加工性能好

加气混凝土具有很好的加工性能。能锯、能刨、能钉、能铣、能钻，并且能在制造过程中加钢筋，并可用适当的粘结材料粘结。从而给施工带来了很大的方便与灵活性，提高了施工效率，在一定程度上降低了工程造价。

4. 具有一定耐高温性

加气混凝土在温度为600℃以下时，其抗压强度稍有增长，当温度在600℃左右时，其抗压强度接近常温时的抗压强度，所以作为建筑材料的加气混凝土的防火性能达到国家一级防火标准。耐火650℃，为一级耐火材料，90mm厚墙体耐火性能达245分钟，300mm厚墙体耐火性能达520分钟。

5. 隔音性能好

从加气混凝土气孔结构可知，由于加气混凝土的内部结构象面包一样，均匀地分布着大量的封闭气孔，因此具有一般建筑材料所不具有的吸音性能。据检测加气混凝土砌块平均隔量可降低30-50分贝，200mm厚度未粉刷墙体，计权隔音量为44分贝。

6. 适应性强

可根据当地不同原材料，不同条件来量身定造。原材料可选择河砂、粉煤灰、矿砂等多种，因地制宜。并且可以废物利用，有利环保，真正的变废为宝。

三、灰砂砖和加气混凝土砌块的应用：

两种材料各有优点，适用范围有所各异，因此很多工程项目都把两种材料结合起来使用，发挥它们的优势，并非单独采用单一材料来应用。比如在住宅建筑中，利用灰砂砖的强度作用加强墙体防水功能在外墙、厨房、卫生间内隔墙的地方采用灰砂砖，而分户墙、地下室砌体墙、内墙、楼电梯间外墙和剪刀楼梯中间墙的地方采用加气混凝土砌块，主要是利用加气混凝土砌块的隔音、自重轻、抗震性能好的优点。（见表4）

表4两种砌筑材料在建筑各部位的适用情况

建筑材料的应用皆以人为本，服务于人类活动的需求，流行于社会的前列，那么它存在的意义就有它的价值。通常我们应用该材料，在一定程度上是因为它满足了我们功能的需要，适应时展的需求。通过长期的摸索及发展，墙体砌筑材料在今天的应用正向产业化、生态节能化及多功能化等高性能方向发展。

1、产业化：由于加气混凝土的加工性能特别好，那么很大程度上提高企业产业化的水平。就目前的情况来看，预制加气混凝土拼装大板可节省成品堆放场地；节约砌筑人工；减少了湿作业；加快了现场施工进度，提高了施工效率；并且材料单价较低，市场优势明显（见表5）。从建筑业发展趋势看，我国建筑产业转型，向现代建筑业转变的步伐正在加快，走建筑工业化之路，房屋建设由建造向工厂化制造转变，绝大部分建筑产品通过工厂制造，建筑施工作业由以现场湿作业为主转向现场安装为主。

表5两种材料的价格

2、生态节能化：据调查，惠州市多个保障性住房工程项目中，采用了灰砂砖为主。该材料与实心黏土砖相比，可节约生产与建筑使用耗20%。在节能减排方面，据测算2008年由于新型墙体材料较实心粘土砖年生产能耗减少超过1600万吨，直接减少CO2排放近4200万吨，SO2 32万吨［5］。下表为灰砂砖的节能外保温及内保温构造性能对比表：

表6 灰砂砖结合几种节能材料合成的外墙构造性能对比表

3、多功能化：据调查，华南地区目前大部分商品房采用加气混凝土砌块为主，广州市区新型墙体材料应用比例已达到90%以上。新型墙体材料与实心黏土砖相比，可提高施工生产进度，减轻建筑物自重10%-20%，并可改善外墙墙体的隔热、隔音、防火、抗渗性、保温性与抗震性能以内墙体材料的强度、抗冲击、杀菌、防霉、无放射性、作灵活隔断安装与易拆卸等功能。

四、灰砂砖和加气混凝土砌块存在的施工通病及防治措施：

目前，灰砂砖及加气混凝土砌块作为优良的外墙砌筑材料，在施工过程中也存在一些不足之处。通过调查，主要是外墙体渗漏及产生裂缝两种现象，而且是长期普遍存在的现象。它的原因体现在这几个方面：1）生产阶段，砌筑材料产品本身不合格；2）设计阶段，没有针对工程特点进行相应设计；3）施工阶段，施工方技术不足或者节省成本偷工减料等情况；4）管理阶段，管理者没有落实监管工作或者在没有经过相关部门的检验随意更改材料等。而在这几个方面中施工阶段最直接体现工程工艺的一个重要环节。针对这些通病在我国的各省份各地区中都有各自的防治措施及条例规定。

针对中南地区，尤其是广东等南方地区多雨高温气候区的墙体渗漏及开裂问题，在以下几个方面作出一些相应的设计要求及施工技术措施［4］：

1、渗漏现象：

图1.1a

图1.1b

1.2当外墙设置通长窗时，窗下应设钢筋混凝土压顶，压顶配筋见图1.2；压顶下应设置抗裂柱，间距不大于3m，抗裂柱内配不小于4ф12纵筋及ф6@200箍筋；压顶和抗裂柱纵筋搭接、锚固长度不小于500mm。拉结筋设置应符合抗震要求。

图1.2

1.3当外墙采用加气混凝土等新型墙体材料时，应按DBJ15-9-97要求全面挂金属网。

1.4当外墙采用灰砂砖墙体超高超长时，在墙体长度大于5m时，中间部位处必须设置构造柱；墙体高度高于4m时，在墙体半高处应加水平系梁，水平系梁两头应与柱子连接，或在门顶部位（不大于4m）处加置水平梁系。为了防止墙体裂缝，应对相应部位铺设网片：①、凡墙与柱、墙与梁的结合部以及预埋管槽、开沟埋管处，都要铺贴网片；②、网片的宽度应≥400，沿界面缝居中铺设，两侧各≥200；③、网片的钢丝直径应≥1mm；④、网片应放置在底层粉刷层的中间；⑤、如果采用压制的菱形热镀锌钢丝网片，效果更好。

1.5外墙从基体表面开始至饰面层应留分隔缝，间隔宜为3×3m，可预留或后切，金属网、找平层、防水层、饰面层应在相同位置留缝，缝宽不宜大于10mm，也不宜小于5mm，切缝后宜采用空气压缩机具吹除缝内粉沫，嵌填高弹性耐侯胶。

1.6混凝土结构在找平层施工前应凿毛或甩浆，混凝土结构及砌体结构在找平层施工前应充分淋水湿润。

1.7找平层水泥砂浆宜掺防水剂、抗裂剂、减水剂等外加剂。

1.8找平层每层抹灰厚度不大于10mm，抹灰厚度≥35mm时应有挂网等防裂防空鼓措施。

1.9防水层宜用聚合物水泥砂浆。

1.10当建筑长度超过规范设缝要求时，设计及施工应制订专门的抗裂措施，外墙面宜采用高弹性涂料。

2、裂缝现象：

砌筑时，灰砂砖的龄期不得少于28d，加气混凝土砌块的龄期不应少于15d。

2.2砂浆

加气混凝土砌块砌筑砂浆的密度不应大于1800kg/m3，分层度不应大于20mm，粘结强度（剪切）不应小于0.2MPa，收缩率不应大于0.11%。

灰砂砖砌筑砂浆的密度不应小于1800kg/m3，分层度不应大于12mm。施工时所用的砂浆，宜选用配套专用的粘结剂，墙面最好采用抗裂砂浆进行抹灰。

2.3 砌筑方法

非承重砌体应分次砌筑，每次砌筑高度不应超过1.5 m。应待前次砌筑砂浆终凝后，再继续砌筑；日砌筑高度不宜大于2.8m。非承重砌体顶部应预留空隙，再将其补砌顶紧。墙高小于3m时，应待砌体砌筑完毕至少间隔3d后补砌；墙高大于3m时，应待砌体砌筑完毕至少间隔5d后补砌。补砌顶紧可用配套砌块斜顶砌筑，在砌体顶部预留200左右空隙，按下图所示方法砌筑。（见图2.1）

1-砌体转角部位 2-砌体中部

图2.1

五、灰砂砖和加气混凝土砌块的市场前景：

墙体材料是建筑物的主要围护结构材料，占建筑材料总用量70%以上，墙体材料产业现代化水平在很大程度上决定了建筑业的发展水平。

由于我国在新型墙体材料方面还处于起步阶段，很多落后偏远山区在一定程度上得不到落实，可能还存在使用实心粘土砖的情况，因此我们应该加大宣传力度，在城镇化发展过程中，大力推广新型节能墙体材料。下表为2008年我国墙材料产品构成一览表：

表7 2008年我国墙体材料产品构成［5］

从产品结构看，低端烧结制品及以炉渣为轻骨料的轻质混凝土砌块类等低端产品占据主流，而代表墙体材料发展方向的各种轻质和复合墙板所占比例极少。国家在《十二五规划》规划纲要中明确提出：加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平，促进区域协调发展，积极稳妥推进城镇化［6］。目前使用灰砂砖及加气混凝土砌块等新型材料是符合我国国情的，是一种新型的绿色产品，它符合我国推动城镇化建设可持续发展的要求，前景还是相当可观的。

六、结语：

世界上任何事物都有矛盾，它存在于一切事物中，它贯穿于每一事物的始终。在事物的发展过程中，旧的矛盾一解决，新的矛盾就会产生，又开始了新的矛盾运动。追求优良的人居环境，我们并不仅仅停留在使用目前的新型材料，可能更多的去思考去研究完善目前材料的不足，社会是在进步及发展的，因为材料只是社会发展的产物。虽然灰砂砖和加气混凝土砌块材料具备一定的优势，但也存在它们的不足的一面，以砖或砌块为主流的墙体材料产品体系显然不适合现代化建筑业发展要求，墙体材料革命必须无时无刻地进行着。

参考文献

［1］、《浅析我国绿色墙体材料的发展方向和途径》杜婷，湖南城市学

院土木工程学院

［2］、《百度百科》：关于“灰砂砖”及“加气混凝土砌块”墙体材料定义、特点的注释

［3］、《蒸压加气混凝土砌块在建筑中的应用》顾同曾，北京市建筑设计研究院

［4］、《广东省住宅工程质量通病防治技术措施二十条》的通知（粤建管字[2005]60号）

［5］、《“十二五”我国墙体材料产业发展思路》周银芬主任，中国建筑材料工业规划研究院，墙体产业研究咨询部

［6］、《中国“十二五”规划研究》报告