曾 燕
淺析《新型墻體材料產品目錄(2016年本)》中新型墻體材料的發展及其應用
曾 燕
(廣西建設職業技術學院 廣西南寧 530007)
新型墻體材料是區別與傳統燒結磚等而研發和使用的一類墻體材料,是適應社會發展的結果。本文通過對2016年本和2013年本《新型墻體材料產品目錄》對比,整理了新型墻體材料的分類,解讀了結構調整方向,同時對新增的墻體材料的應用做了簡要的分析,提出了新型墻體材料的發展方向。
新型墻體材料;土木工程;應用
傳統的墻體材料是主要以實心黏土燒結磚為主的一類墻體材料,而生產實心黏土磚,每年燒磚耗用約100萬畝土地,其中毀田造磚2萬畝,而我國土地人均資源只有世界人均資源的三分之一;再者,實心粘土磚的年生產能耗達6000萬噸標煤[1],因而以新型墻體材料取代傳統的實心黏土磚勢在必行。為節約有限的土地資源和能源,國家實行了墻體改革政策。近年來在墻體材料工藝和性能上不斷改進的同時,也不斷的嘗試和開發以廢棄資源再利用取代傳統的黏土原料,而派生出多種新型的墻體材料。所以,對新型墻體材料在土木工程中應用分析有重要意義。
隨著墻材行業改革發展和形勢變化的需要,中國建筑材料聯合會同中國磚瓦工業協會等組織在2013年本的基礎上作了進一步修訂、完善,形成了《新型墻體材料產品目錄(2016年本)》和《墻體材料行業結構調整指導目錄(2016年本)》。而我國新型墻體材料種類分類即按照《新型墻體材料產品目錄(2016年本)》分為四大類,分別是板材類、砌塊類、磚類、其它。經整理歸類得到如下表格:

當然,表中的各類墻體材料都應符合相應的國家標準,而新增的為2013年本目錄基礎上新增的幾種新墻材。
《墻體材料行業結構調整指導目錄(2016年本)》作為指導其行業結構發展的依據,也會隨著國家和技術的發展,不斷更新和提出更高的要求。此指導目錄主要依據生產的規模、機械化程度、原料的獲取等方面把新墻材主要分為鼓勵發展、限制、淘汰三大類。如紙面石膏板的產品中,鼓勵類的要求是以工業副產石膏為主要原料,單線年生產規模3000萬平方米及以上生產線,限制類的是單線年生產規模3000萬平方米及以下生產線,淘汰年產2000萬平方米以下的紙面石膏板生產線;鼓勵利用煤矸石、粉煤灰、頁巖、建筑渣土、建筑基坑土、江河湖(渠)海淤泥、污泥、建設用地平整土丘荒坡土等為主要原料生產的各種磚;限制機械化程度較低,單線年生產規模50萬平方米以下的石膏砌塊生產線;淘汰破壞農田、耕地和破壞環境取土燒制的實心粘土磚生產線。
墻體材料的應用歷史長達2000多年,從它的定義可知,墻體材料指用來砌筑墻體結構的塊狀材料,在一般房屋等建筑中起承重、圍護和隔斷的作用[2]。過去,由于很多房屋建筑結構為砌體結構,墻體材料常作為承重墻的主要材料;如今,隨著高層建筑的普及,建筑多為混凝土框架或框減結構,墻體材料不再承擔承重的作用,主要起圍護、隔斷等作用,同時向輕質、高強、環保發展,增加其隔熱、隔音、節能、防火等附加功能。
3.1 墻體板材
從最新的目錄可知,板材類的墻體材料主要分為石膏類墻板、水泥類墻板、建筑用U型玻璃、復合墻板等,隨著技術進步,住宅產業化進程加快,各種新型墻材層出不窮。
石膏類墻板現在應用的比較成熟的有紙面石膏板、石膏空心板。紙面石膏板是以建筑石膏為主要原料,摻入適量添加劑與纖維做板芯,以特制的板紙為護面,經加工制成的板材,它具有質輕、保溫、吸聲、防火等特點,主要用于吊頂、隔墻、內墻貼面、天花板、吸聲板等。厚度為10mm的紙面石膏板其表觀密度只有23kg/m2,可以算得上是輕質板材中質輕之最。我國在70年代末從其他國家引入紙面石膏板生產工藝,發展至今,除了傳統的紙面石膏板,還有在原料中加入一些玻璃纖維而制備的耐火石膏板,其遇火穩定時間可以進一步延長;還有以有機硅防水劑加入到板芯成材過程中而得到的耐水石膏板;變相石膏板[3]是近年研究比較熱門的一種復合石膏板,所謂變相石膏板指的是變相材料與石膏板復合,變相材料是能夠在不同環境溫度下通過吸熱或放熱產生相變化,從而進行能量的儲存或釋放的一類材料,變相石膏板相應的具有很好的儲溫、調溫和控溫性能,可以應用于建筑外墻內壁材料,建筑外墻蓄熱保溫材料,建筑內墻,張維維[4]等人利用變相石膏板填充到混凝土空心砌塊孔洞中,得到變相混凝土砌塊,可以達到炎熱時降低室溫,寒冷時升高室溫,提高墻體材料的蓄熱能力和熱惰性,達到節能環保的目的。但目前,相對于發達國家紙面石膏板人均超過5m2,而我國只有2m2,還是有一定差距,但是在建筑節能的倡導下,建筑石膏用板將會進一步加大推廣和使用力度。
其他類墻板,目前也是朝著比強度高、保溫隔熱性能好等方向發展。我國2012年引進的木絲水泥板就是其中一種比較新型的墻體板材,具有輕質、環保、保溫隔熱性能好、優良的韌性、熱惰性指標高等特點,熱惰性指標達到玻璃幕墻復合墻體和一般巖棉與水泥板的 3倍以上[5]。歐洲早在十幾年前就使用此墻體板材建別墅,近些年也在一些被動式建筑、公用建筑等中有所使用。而今的發展方向是將它作為一種預制墻體,特別適合做框架結構建筑的圍護材料甚至支撐材料,提高了建筑的預制率。
3.2 砌體材料
砌體材料近幾年也發展的比較快,傳統的燒結類砌塊、混凝土空心砌塊作為中高層建筑墻體材料使用廣泛,在一些農村自建房中也有比較多的使用。蒸壓加氣混凝土砌塊是今年來發展比較迅速的一種砌體材料,蒸壓加氣混凝土砌塊相比于粘土砌塊,單位體積重量只有其三分之一,保溫性能提高3-4倍,隔音性能、抗滲性能均優于粘土磚,同時具有很好的可加工性能,所以通常用于建筑物的外填充墻和非承重內隔墻,也可與其它材料組合成為具有保溫隔熱功能的復合墻,但是由于遇水易變性,不宜用于最外層,蒸壓加氣混凝土對配套砂漿的要求也較高。
蒸壓泡沫混凝土,是2016年新型墻體材料目錄中新增的材料,它是采用發泡劑(合成發泡劑、蛋白類發泡劑等)機械制備泡沫,再將泡沫混入到由水泥基膠凝材料、集料、摻合料、外加劑和水拌合的料漿中,形成具有微氣孔結構的料漿,再經澆注成型、蒸壓反應制作成。與蒸壓加氣混凝土不同的是發泡機理不同的是其發泡機理是物理發泡[6],其氣泡分布均勻,且形成的氣孔直徑范圍比較集中,可以減少由于內部結構分布不均勻而出現應力集中現象。我國在2013 年就實施了 GB/T 29062—2012《蒸壓泡沫混凝土磚和砌塊》[7]的標準。標準中說明了蒸壓泡沫混凝土適用于工業與民用建筑、構筑物非承重部位。我國絕大多數應用于建筑節能保溫方面。
3.3 建筑用磚
建筑用磚在2016年新型墻體材料目錄中,并沒有新增材料,還是原來的9種。同時根據其功能用于道路、墻體、圍護結構等方面。
3.4 其他類新型墻體材料
近年,利用各種工業、農業、礦山廢渣、建筑渣土、淤泥、污泥等制備墻材產品也因環保觀念的強化而成為研究的熱門。例如江蘇南京鑫翔公司干化污泥制磚取得了不錯的成效,解決了污泥處置的一大難題,其生產符合國家綠色建筑的發展方向。但在廢舊利用制備墻體材料中,由于一些廢渣、污泥中會存在一些重金屬或放射性核素,一旦使用超標或者放射性核素含量較高的墻體材料建造住宅,會引起室內放射性水平增高,受照劑量也將增加,影響居民身體健康,因而對于廢舊利用制備去趟類新型墻體材料,新增放射性核素限量符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》要求。
新型墻體材料隨著社會和現代建筑的需求,還將不斷更新和改善。將會向著更加環保、節能、高效的方向發展,而墻體材料的產業結構也將順應發展方向的要求隨之調整,相信在國家的調控和科研工作者的創新下,墻體材料發展將不斷持續前進。
[1]2014-2015年我國粘土行業概況及現狀分析[EB/OL]. //http://www.cbtia.com/news/2015/12-8/H104138705.shtml,2015–12–18
[2]《建筑材料》[M],北京:電子工業出版社,2016
[3]劉鳳利、朱教群、馬保國等,相變石膏板制備及其在建筑墻體中應用的研究進展[J],硅酸鹽學報,2016(8)
[4]張維維、程建杰、張源,南京地區夏季復合相變混凝土砌塊運用效果研究[J]. 混凝土與水泥制品, 2015(6)
[5]鐘世云,大型木絲水泥墻板及其應用[J],新型建筑材料,2016(8)
[6]谷亞新、王小萌,淺析泡沫混凝土和蒸壓加氣混凝土[J],混凝土,2015(12)
[7]GB/T 29062—2012蒸壓泡沫混凝土磚和砌塊[S].北京:中國標準出版社,2012
曾燕(1988.7~),女,湖南邵東,廣西建設職業技術學院教師,碩士研究生,研究方向:材料學。
TU52
A
2 文獻標識碼:B
1007-6344(2017)03-0345-02