淺析混凝土小型空心砌塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要 混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)在國(guó)外的發(fā)展已有100多年的歷史，在國(guó)內(nèi)由于僅有十余年的研究時(shí)間，設(shè)計(jì)與施工都存在許多尚待解決的問(wèn)題。研究、開(kāi)發(fā)和推廣砼小型空心砌塊是墻體材料改革的主要途徑之一，可獲得節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，有利于推動(dòng)工業(yè)化住宅建筑的發(fā)展，是對(duì)磚混建筑改革的重要方面。砼小型空心砌塊具有使用靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，無(wú)論在嚴(yán)寒或溫帶地區(qū)，地震區(qū)或非地震區(qū)，都能適應(yīng)低層、多層、甚至高層建筑的質(zhì)量要求。為此，本文論述了小型空心砌快結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵字 混凝土砌塊；設(shè)計(jì)；施工；質(zhì)量

砌塊建筑在我國(guó)還是個(gè)較新的建筑結(jié)構(gòu)體系。我國(guó)自50年代起開(kāi)始研制、生產(chǎn)、應(yīng)用各類小型空心砌塊，取得了很大成就，但是也存在很多問(wèn)題，以致于今天砼小型空心砌塊也沒(méi)有在廣大的城鄉(xiāng)得到普遍推廣應(yīng)用。

一、混凝土小型空心砌塊砌體工程的要求

(一)主控項(xiàng)目：

1、砌塊強(qiáng)度等級(jí)符合設(shè)計(jì)要求。檢查和驗(yàn)收：檢查出廠合格證、試驗(yàn)報(bào)告、批量，符合設(shè)計(jì)要求為合格。

2、砂漿強(qiáng)度等級(jí)符合設(shè)計(jì)要求，要有配合比報(bào)告，計(jì)量配制，在試塊強(qiáng)度未出來(lái)之前，先將試塊編號(hào)填寫(xiě)，出來(lái)后核對(duì)。并在分項(xiàng)工程中，按批進(jìn)行評(píng)定，符合要求為合格。

3、墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫墻交接處應(yīng)同時(shí)砌筑。臨時(shí)間斷處應(yīng)砌成斜槎，斜槎水平投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于高度的2/3。

4、水平灰縫的砂漿飽滿度不低于90％，按凈面積計(jì)算。用百格網(wǎng)檢查，每批不少于3處，每處檢測(cè)3塊小砌塊，取其平均值。

5、豎向灰縫不低于80％，豎縫凹槽填滿砂漿，不出現(xiàn)瞎縫或透縫。

6、軸線位置偏移10mm，檢查全部承重墻，不大于10mm。

7、層高垂直度，選質(zhì)量較差的抽查，不少于6處，不大于5mm。經(jīng)緯儀、吊線和尺量檢查。

(二)一般項(xiàng)目：

1、水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度，宜為10mm，以8～12mm為限。每個(gè)檢驗(yàn)批不少于3處，用尺量小砌塊5皮高度的砌體，檢查2mm砌體長(zhǎng)度的豎向灰縫折算。

2、基礎(chǔ)頂面和樓面標(biāo)高，±15mm，用水平儀和尺檢測(cè)。

3、表面平整度，清水墻5mm，混水墻8mm，用2米靠尺及塞尺測(cè)量。

4、門窗洞口高寬(后塞口)±5mm，尺量檢查。

5、窗口偏移20mm，吊線或經(jīng)緯儀檢查。

6、水平灰縫平直度，拉10mm小線尺量檢查。

二、小型空心砌塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、建筑及節(jié)能設(shè)計(jì)

常用的標(biāo)準(zhǔn)砌塊實(shí)際尺寸為390mm(長(zhǎng))×190mm(寬)×190mm(高)，加10mm灰縫后的標(biāo)志尺寸為400mm×200mm×200mm。因此該種砌塊的合理模數(shù)應(yīng)為2M(M=100mm)，即墻段的平面尺寸及豎向尺寸應(yīng)為200mm的倍數(shù)，對(duì)于清水砌塊建筑更是如此。這樣可以減少異型砌塊的用量及施工現(xiàn)場(chǎng)切割工作量，簡(jiǎn)化了材料的生產(chǎn)及施工操作，提高工效，降低成本。當(dāng)不能滿足上述要求時(shí)，水平和豎向可采用nM模數(shù)。當(dāng)采用90mm高度砌塊時(shí)，應(yīng)對(duì)此處的砌體強(qiáng)度進(jìn)行折減，或用灌孔混凝土將孔灌實(shí)。

對(duì)可能安裝空調(diào)機(jī)、熱水器、抽油煙機(jī)等重物的砌塊墻體，指定位置并把該范圍內(nèi)的空心砌塊用混凝土灌實(shí)。在用戶手冊(cè)中指明灌實(shí)砌塊的具體位置，告知用戶關(guān)于砌塊建筑使用與維護(hù)的須知內(nèi)容。

在砌塊住宅建筑的門廳和樓梯間內(nèi)，應(yīng)安排好豎向水、電管線用的管道井以及各種表盒的位置，并保證表盒安裝后的樓梯及通道的尺寸符合有關(guān)規(guī)范要求。當(dāng)需要在墻片上開(kāi)邊長(zhǎng)≥500mm的洞時(shí)，在開(kāi)洞墻片設(shè)芯柱和鋼筋混凝土帶，形成封閉框架式的墻體，其抗裂能力可提高33％—100％。

墻體內(nèi)部不應(yīng)設(shè)置各種帶有壓力的水、暖、燃?xì)夂驼羝芫€。電線管應(yīng)在墻體內(nèi)上下貫通的砌塊孔洞中設(shè)置，不得在墻體內(nèi)水平設(shè)置。等等。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗裂措施

因砌塊建筑對(duì)地基不均勻沉降較為敏感，故應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)整體剛度。可在基礎(chǔ)底板處設(shè)一素混凝土梁，其寬度可比砌塊墻體稍寬，這樣即可以將墻體傳下的線荷載擴(kuò)散在較大范圍，使基礎(chǔ)底板受力均勻，又可使砌塊從同一水平高度開(kāi)始砌筑，減少所用砌塊規(guī)格的數(shù)量。在樓、屋蓋處的所有縱橫墻上設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，不得采用槽形小砌塊作模，圈梁設(shè)在同一水平，并交圈閉合。圈梁的截面高度宜為塊高的倍數(shù)，且不宜小于200mm。圈粱的配筋不宜少于4φ12，箍筋φ6@200(當(dāng)圈梁兼作過(guò)梁時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加密箍筋)。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C2O。

在多層砌塊建筑中，混凝土砌塊墻體門窗洞口的過(guò)梁，當(dāng)采用預(yù)制和支座處局部現(xiàn)澆的構(gòu)件時(shí)，不僅可提高施工速度，而且也能保證工程質(zhì)量，預(yù)制部分過(guò)梁混凝土的長(zhǎng)度≥洞凈寬加80mm，兩端部甩出鋼筋的長(zhǎng)度≥150mm。為增強(qiáng)預(yù)制過(guò)梁與砌體交接處的抗裂能力，宜將甩筋端部的箍筋焊接，否則甩筋錨固長(zhǎng)度應(yīng)≥30d，且≥300mm，其截面及配筋按單體設(shè)計(jì)。所用混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于C2O。

從結(jié)構(gòu)受力的角度，對(duì)端部為構(gòu)造柱其間為芯柱的墻與壘芯柱墻進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，證明前者的變形能力、抗剪能力較后者有所改善。因此對(duì)于橫墻較少房屋，應(yīng)在外墻四角、大房間四角設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱加強(qiáng)。構(gòu)造柱處墻體應(yīng)砌成馬牙槎，構(gòu)造柱兩側(cè)的砌塊孔洞亦應(yīng)用混凝土灌實(shí)。在其他部位采用芯柱，芯柱之間、芯柱與構(gòu)造柱之間的距離，應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，但不宜大干2m。

采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)采用橫墻承重，且坡屋面為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板時(shí)，在屋脊處應(yīng)設(shè)通長(zhǎng)分隔縫。

三、混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中存在的幾個(gè)主要問(wèn)題：

1、防裂抗?jié)B問(wèn)題仍未得到根本性的解決：由于溫度和濕度的變化、砌體的碳化收縮和基礎(chǔ)沉降等原因，引起建筑砌塊墻體的位移，砌體收縮被抑制時(shí)，墻體就會(huì)逐漸產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度、超過(guò)砌體和砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度或超過(guò)水平灰縫的抗剪強(qiáng)度，墻體就會(huì)產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而造成墻面滲水。此外，由于溫差應(yīng)力導(dǎo)致剛性屋面砌塊房屋頂層墻體出現(xiàn)裂縫產(chǎn)生滲漏；砌塊墻體水平和豎向灰縫達(dá)不到規(guī)范要求的砂漿飽滿度而產(chǎn)生滲漏。

現(xiàn)有的解決途徑有許多，如：提高屋頂保溫隔熱性能、控制施工中勾縫和砌筑的質(zhì)量、限制砌塊的含水率、配制抗裂鋼筋、在墻體中設(shè)置泄水孔等。但由于設(shè)計(jì)施工人員對(duì)砼小型空心砌塊結(jié)構(gòu)的性能不十分了解，在設(shè)計(jì)與施工中普遍存在一些誤區(qū)，急需有相關(guān)的設(shè)計(jì)指南和施工規(guī)程做指導(dǎo)，許多設(shè)計(jì)施工技術(shù)有待進(jìn)一步研究與細(xì)化，滲漏問(wèn)題依然是住宅使用中急需解決的重要問(wèn)題之一。

2、熱工性能需要改進(jìn)：?jiǎn)闻趴灼鰤K墻(內(nèi)外各抹20厚水泥砂漿)的熱阻值是0.21m2·K/w，雙排孔砌塊墻(內(nèi)外各抹20厚水泥砂漿)的熱阻值是0.24 m2·K/W，砼小型空心砌塊壁薄，墻體厚度小，因而保溫隔熱性能不好；另外，由于抗震構(gòu)造的要求，芯柱灌孔面積占?jí)w面積的較大比例，灌孔后墻體導(dǎo)熱系數(shù)增大，形成熱橋，邊角容易結(jié)露，砌塊墻體的實(shí)測(cè)熱阻小于理論熱阻和實(shí)驗(yàn)熱阻。因此，小型砼空心砌塊墻體的保溫隔熱性能遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)家有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)居住建筑外墻的絕熱性指標(biāo)。

采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)實(shí)施的項(xiàng)目，工程質(zhì)量都大有提高，安全和使用功能得到保證。