多功能混凝土小型砌塊的研究與應(yīng)用
由中國建筑科學(xué)研究院承擔(dān)研究并完成的“多層新型混凝土砌塊住宅綜合技術(shù)”,是原國家科委和建設(shè)部聯(lián)合下達(dá)的“2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目”中的子專題項(xiàng)目,于1999年2月5日通過了建設(shè)部組織的專家鑒定。該課題是針對解決國內(nèi)砌塊建筑的質(zhì)量通病,從砌塊生產(chǎn)到砌塊建筑設(shè)計(jì)與施工的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),提出解決辦法、推出新產(chǎn)品及其應(yīng)用的相應(yīng)技術(shù)措施。本文僅介紹該課題中有關(guān)多功能混凝土小型砌塊的部分,并包括其保溫性能及施工要點(diǎn)的研究。
1 多功能混凝土小型砌塊及其配套產(chǎn)品的研究
1.1 多功能混凝土小型砌塊
1.1.1 外表面裝飾砌塊 可與普通混凝土小型空心砌塊組成復(fù)合墻。在解決砌塊住宅保溫、隔熱的同時(shí),又是建筑的外裝飾表面,同時(shí)亦是防止砌塊建筑滲、裂的一道防線。它不僅可用于新建住宅,還可作為舊建筑外裝飾的新穎的飾面材料。外形尺寸主系列為390mm×90mm×190mm、390mm×90mm×90mm(長×寬×高)兩種。裝飾面有光面、條紋面、劈裂面3種類型,可以是原色混凝土,也可以是彩色混凝土。另外在裝飾砌塊槽內(nèi)插入聚苯板就形成保溫裝飾砌塊。
1.1.2 帶裝飾面的承重砌塊 帶有各種裝飾面的空心砌塊,可直接用作砌塊住宅的外墻。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為390mm×190mm×190mm,砌筑方法完全同于普通混凝土小型空心承重砌塊,建筑應(yīng)采用內(nèi)保溫方式。裝飾面可分浮雕型、條紋型、劈裂面型3大類,可以是原色混凝土,也可以摻入色漿形成彩色裝飾面。
1.1.3 水泥聚苯小型空心輕質(zhì)砌塊 這種砌塊是利用廢聚苯和水泥制成的空心砌塊,可以改善屋面的保溫隔熱性能,有390mm×190mm×190mm\,390mm×90mm×190mm兩種規(guī)格,前者主要用于平屋面,后者主要用于坡屋面。
1.2 配套產(chǎn)品
1.2.1 砌塊用新型砌筑砂漿 經(jīng)過多種配方的設(shè)計(jì)和對比試驗(yàn),采用摻入砂漿增稠劑的方法配制出具有良好的和易性、流動性、保水性及粘聚性的新型砌筑砂漿,可提高砌塊砌體的砌筑質(zhì)量及抗?jié)B性能。技術(shù)指標(biāo)如下:稠度50~70mm;粘聚性,抹在砌塊立面不掉落;抗壓強(qiáng)度>15MPa;抗剪強(qiáng)度>0.30MPa;抗?jié)B性能>S6;抗凍性能,-20℃凍融循環(huán)25次,強(qiáng)度損失率≯20%,質(zhì)量損失率≯5%。
1.2.2 KS-1型防滲劑 是一種無毒、無臭、不腐、不燃的白色乳液,按水泥重量的2%~3%摻入,在此摻量范圍內(nèi)對強(qiáng)度影響不大。它可用于提高外墻砌塊的防滲性能,也可摻入砌筑砂漿和抹灰砂漿中。其作用為:提高砂漿憎水性,防止毛細(xì)吸水;改善和易性,增加材料密實(shí)度;降低吸水率,減小干縮性;防滲性能穩(wěn)定持久,產(chǎn)品保質(zhì)期長。
2 砌塊墻體及屋面保溫隔熱問題的研究
2.1 裝飾砌塊復(fù)合墻體
一系列試驗(yàn)研究結(jié)果表明,裝飾砌塊與普通砌塊組合的復(fù)合墻體,可滿足夏熱冬冷地區(qū)的保溫、隔熱要求;裝飾砌塊與普通砌塊之間夾設(shè)一定厚度的聚苯乙烯泡沫塑料保溫層,可滿足寒冷地區(qū)的保溫、隔熱和節(jié)能要求。新型復(fù)合墻是遵照現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程,按居住建筑達(dá)到節(jié)能50%設(shè)計(jì)的保溫隔熱建筑構(gòu)造。具體做法如下:
(1)夏熱冬冷地區(qū)采用90mm厚保溫裝飾砌塊加普通190mm厚空心砌塊復(fù)合做法(見圖1)。圖1 第1種組合墻
(2)寒冷地區(qū)使用90mm厚裝飾砌塊加聚苯板加普通190mm厚空心砌塊復(fù)合做法(見圖2);圖2 第2種組合墻
(3)此夏熱冬冷地區(qū)和寒冷地區(qū)也可采用190mm厚承重裝飾砌塊加內(nèi)保溫復(fù)合墻的做法。
新型復(fù)合墻熱工性能指標(biāo)如表1所示。
表1 新型復(fù)合墻體的保溫、隔熱性能
墻體名稱 | 熱阻值 (m2.K/W) | 相當(dāng)于磚墻厚度(mm) | 內(nèi)表面最高溫度(℃) | 相當(dāng)于磚墻厚度(mm) | 與240mm磚墻的差距(℃) |
190mm厚單排孔砌塊外側(cè)扣90mm厚裝飾塊 | 0.35 | 270 | 36.4 | 220 | +0.6 |
190mm厚單排孔砌塊外側(cè)扣90mm厚保溫裝飾塊 | 0.42 | 320 | 35.8 | 240 | 0 |
190mm厚單排孔砌塊加聚苯板,外側(cè)扣90mm厚裝飾塊 | 0.88 | 700 | 35.5 | 250 | -0.3 |
2.2 水泥聚苯空心砌塊保溫屋面
水泥聚苯空心砌塊用于屋面保溫隔熱層,其做法如下:
(1)在夏熱冬冷地區(qū)采用90mm厚水泥聚苯空心砌塊作為坡屋面保溫隔熱層;在寒冷地區(qū)采用90mm厚水泥聚苯空心砌塊,其下再加水泥聚苯板保溫層。水泥聚苯板厚度根據(jù)室外計(jì)算溫度經(jīng)計(jì)算確定。
(2)使用190mm厚水泥聚苯空心砌塊做平屋面的保溫層,通過改變其下部保溫層的厚度,可分別適用于夏熱冬冷地區(qū)或寒冷地區(qū)。
(3)將190mm厚水泥聚苯空心砌塊或混凝土空心砌塊對孔排列,有序的組織通風(fēng),可作為隔熱屋面的通風(fēng)間層。水泥聚苯空心砌塊通風(fēng)屋面熱阻值為1.0(m2.K)/W,相當(dāng)于750mm以上厚磚墻。
3 裝飾砌塊復(fù)合墻體防裂抗?jié)B措施
3.1 防裂措施
防止建筑物兩端墻體開裂應(yīng)采取以下措施:①采用坡屋面、復(fù)合墻,可減少結(jié)構(gòu)溫度變形,利于防裂;②在建筑兩端的開間窗臺部分加設(shè)圈梁一道;③在門窗洞口側(cè)的砌塊墻內(nèi)加設(shè)芯柱;④建筑物兩端墻上及前后檐墻適當(dāng)部位開設(shè)陽臺門或落地門窗。
3.2 抗?jié)B措施
裝飾砌塊復(fù)合墻體在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)采取以下防滲措施:①裝飾砌塊與普通砌塊復(fù)合的外墻,內(nèi)外兩層砌塊砌筑灰縫砂漿均應(yīng)飽滿,隨砌隨勾縫,并應(yīng)在其外表面使用具有防滲性能的砂漿嚴(yán)密勾縫;②使用帶裝飾面承重砌塊,砌筑灰縫砂漿應(yīng)當(dāng)飽滿,豎縫砂漿密實(shí),并應(yīng)在其外表面使用具有防滲性能的勾縫砂漿嚴(yán)密勾縫;③凡用于外墻面的裝飾砌塊的外表面均應(yīng)有良好的抗?jié)B性能;④凡砌塊墻身出屋面的部分,必須采用不少于60mm厚的現(xiàn)澆混凝土壓頂,確保砌塊墻上端內(nèi)孔不滲水;⑤采用復(fù)合外墻時(shí),應(yīng)在每層建筑裝飾砌塊墻的最下一道灰縫處,設(shè)置10mm@600mm的出水孔。
4 裝飾復(fù)合小砌塊住宅設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)
4.1 裝飾砌塊復(fù)合墻體
(1)在砌筑時(shí)普通砌塊應(yīng)盡量使用主砌塊即390mm×190mm×190mm,并應(yīng)對孔、錯縫搭砌,搭接長度最小為100mm。當(dāng)出現(xiàn)兩皮以上通縫時(shí),在通縫間應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片或水平筋。
(2)承重墻的砌塊和砂漿等級應(yīng)按設(shè)計(jì)確定,承重砌塊強(qiáng)度一般不低于MU7.5,混合砂漿不低于M10。對于8度抗震設(shè)防區(qū)6層居民住宅用于1~2層的砌塊強(qiáng)度不應(yīng)低于MU10。
(3)縱橫承重墻均應(yīng)同步砌筑,不宜留后砌縫。非承重墻宜與承重墻同步砌筑,當(dāng)需要后砌時(shí),應(yīng)沿墻高@600mm,配置鋼筋網(wǎng)片或拉結(jié)鋼筋。
(4)應(yīng)按小砌塊排列圖砌筑,按設(shè)計(jì)要求放置鋼筋網(wǎng)片、及時(shí)預(yù)埋暗管線及固定門窗,水、暖、衛(wèi)、電專業(yè)用專用砌塊。
(5)要求采用雙排腳手架施工。
(6)砌筑時(shí)應(yīng)從房屋外墻轉(zhuǎn)角或定位處開始盤角,盤角高度不超過3皮砌塊。墻體搭接嚴(yán)禁留直槎。
(7)對小砌塊砌筑要求隨時(shí)清除表面穢物、毛邊,隨時(shí)勾好灰縫。此外對鋪灰漿,預(yù)埋木磚、鐵件,設(shè)備電氣走管、留洞,現(xiàn)澆樓板、圈梁等以及施工現(xiàn)場防雨措施,各個(gè)施工環(huán)節(jié)在相關(guān)技術(shù)規(guī)范中均作了詳細(xì)的要求,在此不贅述。
裝飾砌塊復(fù)合墻體除應(yīng)遵守普通小砌塊墻體施工要求外,尚應(yīng)注意以下施工問題:①裝飾砌塊的外觀質(zhì)量、尺寸偏差、色差等指標(biāo)應(yīng)符合生產(chǎn)企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,特別要保證抗?jié)B性能;②復(fù)合墻體內(nèi)外側(cè)砌塊應(yīng)同皮砌筑,內(nèi)外側(cè)砌塊的豎縫應(yīng)盡量錯開,第2種復(fù)合墻體中聚苯板豎縫亦應(yīng)與砌塊豎縫盡量錯開,以增強(qiáng)復(fù)合墻體的抗?jié)B性能;③裝飾砌塊與普通砌塊之間應(yīng)放置Ⅰ型拉結(jié)筋,拉結(jié)筋應(yīng)有優(yōu)良的防銹處理,并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求設(shè)置;④裝飾砌塊砌筑時(shí),應(yīng)保持裝飾面清潔,及時(shí)清除灰漿或污物。水平、豎向灰縫應(yīng)平直密實(shí),隨砌隨勾縫,缺灰處應(yīng)補(bǔ)齊,并用防水灰漿勾縫。
4.2 芯柱
(1)芯柱宜采用C20混凝土澆灌,坍落度宜為120mm左右,可摻加微膨脹劑,有條件時(shí)宜采用免振搗自密實(shí)混凝土。芯柱內(nèi)鋼筋要求同各層圈梁和基礎(chǔ)梁連成整體。
(2)芯柱插入鋼筋前應(yīng)由底部U形清掃孔清除雜物,并禁止用水沖洗。
(3)芯柱鋼筋應(yīng)采用月牙紋Ⅱ級鋼從上往下穿入砌塊孔洞,通過清掃口與圈、地梁伸出的插筋焊接或綁扎。
(4)澆灌芯柱混凝土?xí)r,砌體砂漿應(yīng)達(dá)到≥1.0MPa。
(5)芯柱應(yīng)先澆50mm厚與C20混凝土成分相同的水泥砂漿。每澆灌500mm左右高度人工搗實(shí),或每澆灌1000mm左右高度用小直徑振搗棒振實(shí)。澆灌后混凝土面應(yīng)低于最上一皮小砌塊表面50~70mm,使芯柱在此形成銷鍵,能與現(xiàn)澆樓板或圈梁良好咬合。
(6)為檢查芯柱的混凝土飽和度,應(yīng)實(shí)行計(jì)量澆灌,同時(shí)可用小錘錘擊芯柱處砌塊表面,聽聲音鑒別混凝土密實(shí)度。
4.3 圈梁
圈梁應(yīng)設(shè)置在每層縱、橫墻上,并要求同芯柱連成整體。圈梁應(yīng)為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),混凝土強(qiáng)度等級為C20。
4.4 樓梯間
在8度抗震設(shè)防區(qū),頂層樓梯間橫墻和外墻宜沿墻高@600mm設(shè)2φ6通長筋。
4.5 埋件
砌體內(nèi)埋件應(yīng)采用預(yù)埋方式,以保證砌體的整體性。在不宜預(yù)埋的部分,可采用膨脹螺栓,禁止采用鋼釘?shù)热菀滓鹌鰤K碎裂的方法。
5 工程應(yīng)用
(1)1995年9月在江蘇海門市機(jī)床廠,建造1幢65m2的2層試驗(yàn)房屋,采用第1種復(fù)合墻作法。經(jīng)試驗(yàn)測試,這種復(fù)合墻的熱阻值達(dá)到0.42(m2.K)/W,相當(dāng)于320mm厚實(shí)心粘土磚墻的保溫性能,其隔熱性能相當(dāng)于240mm厚磚墻。
(2)上海市御橋小區(qū)2幢多層住宅坡屋面原設(shè)計(jì)采用60mm厚水泥珍珠巖保溫層,后改用90mm厚水泥聚苯空心砌塊,經(jīng)測試熱阻值為0.60(m2.K)/W(原方案為0.39(m2.K)/W),內(nèi)表面最高溫度為36.8℃(原方案為38.2℃),取得了理想的隔熱保溫效果。
(3)1993年在揚(yáng)州念四橋小區(qū)和泰州采用了摻KS-1型防滲劑的裝飾面砌塊建造多層住宅,經(jīng)1998年回訪,未發(fā)現(xiàn)滲漏問題。1995年在海門市機(jī)床廠對一幢嚴(yán)重滲漏的廠房東山墻(墻面約800m2)進(jìn)行改造,采用了山墻外側(cè)后砌摻KS-1型防滲劑的彩色條紋劈裂面裝飾砌塊,經(jīng)3年多至今無墻面滲漏現(xiàn)象。
作者單位:錢力航,男,中國建筑科學(xué)研究院住宅產(chǎn)業(yè)研究設(shè)計(jì)中心,副主任,研究員,北京市北三環(huán)東路30號 100013,電話:(010)64202233—2686
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