提要：本文概要地綜述了砼砌塊作為粘土磚的主要替代材料，在節(jié)土節(jié)能和環(huán)境保護方面的重大社會效益；砌塊的建筑及裝飾功能；砌塊結(jié)構(gòu)的體系的分類、應(yīng)用范圍，國內(nèi)外砌塊結(jié)構(gòu)，特別是配筋砌塊結(jié)構(gòu)的發(fā)展和成就；砌塊建筑的優(yōu)越性和技術(shù)經(jīng)濟分析；我國在發(fā)展砌塊建筑配套材料、配套應(yīng)用技術(shù)和配筋砌塊結(jié)構(gòu)體系系列標(biāo)準(zhǔn)的研究編制情況；砌塊生產(chǎn)和配套產(chǎn)品的砌塊產(chǎn)業(yè)鏈等，本文對我國砌塊建筑的健康發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：砌塊 配筋砌體 砌塊配套材料 砌塊配套標(biāo)準(zhǔn)
1 國內(nèi)外砌塊應(yīng)用概況
混凝土砌塊屬于非燒結(jié)性的塊材。它是由膠凝材料、骨料按一定比例經(jīng)機械成型、養(yǎng)護而成的塊材。在材料組成上有以砂石作骨料的混凝土承重空心砌塊；以浮石、火山渣、天然煤矸石為骨料的輕骨料混土砌塊、保溫砌塊、裝飾砌塊、鋪路混凝土砌塊等。如以砌塊的尺寸劃分則有小型混凝土空心砌塊，小型空心砌塊又按厚度劃分為190mm和290mm兩大系列。而每種系列又包括標(biāo)準(zhǔn)砌塊、輔助砌塊等多種形式，由此而組砌成各種各樣的建筑物?？梢姲哑鰤K叫作一種類似“魔方”的建筑材料或“萬能型”的建筑材料并不過分。因為它為建筑師提供了建筑設(shè)計所需的最廣泛的可能性和選擇。砌塊結(jié)構(gòu)是在磚結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，由混凝土取代粘土，它既保留了傳統(tǒng)材料磚結(jié)構(gòu)取材廣泛、施工方便、造價低廉的特點，又具有強度高延性好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，它是唯一融砌體和混凝土性能于一體的一種新型材料。國內(nèi)外的實踐，特別是美國的實踐已經(jīng)證明，砌塊已成為一種最具競爭力的建筑材料之一。
混凝土被發(fā)明和應(yīng)用之后，為拓寬傳統(tǒng)建筑材料(燒結(jié)粘土磚)的應(yīng)用范圍研制出了混凝土空心砌塊。自1897年美國建成第一幢砌塊建筑以來，砌塊結(jié)構(gòu)已經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，至今已成為一個獲得廣泛應(yīng)用、獨具特色的完整的結(jié)構(gòu)體系——配筋混凝土砌塊結(jié)構(gòu)體系。配筋混凝土砌塊結(jié)構(gòu)體系也是始創(chuàng)于美國。美國在 1933年加里福尼亞長灘大地震無筋砌體嚴(yán)重震害，之后推出了配筋混凝土砌塊(配筋砌體)結(jié)構(gòu)體系，建造了大量的多層和高層配筋砌體建筑，如1952年建成的26棟6—13層的美退伍軍人醫(yī)院，1966年在圣地亞哥建成的8層海納雷旅館(位于9度區(qū))和洛杉磯19層公寓等。這些建筑大部分經(jīng)歷了強烈地震的考驗。配筋砌塊建筑表現(xiàn)了良好抗震性能。1990年5月在內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯(7度區(qū))建成了4棟28層配筋砌塊旅館。美國又是配筋砌塊應(yīng)用最廣泛的國家，從60年代至今，已建立了完善的配筋砌體結(jié)構(gòu)系列標(biāo)準(zhǔn)，配筋砌體已成為與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有類似性能和應(yīng)用范圍的結(jié)構(gòu)體系。
以中國為秘書處的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織砌體結(jié)構(gòu)委員會配筋砌體分委員會承擔(dān)了《配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)范》國際標(biāo)準(zhǔn)的起草工作。在總結(jié)美國、歐共體、中國和其它國家配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)的基礎(chǔ)上完成了該標(biāo)準(zhǔn)的起草，為這種結(jié)構(gòu)體系在世界范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用提供了條件。
我國混凝土砌塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用雖然也有30多年的歷史，但由于國情和經(jīng)濟政策等方面的原因，應(yīng)用水平較低(僅限于多層)，應(yīng)用范圍較窄，各地發(fā)展不平衡，砌塊的應(yīng)用數(shù)量，在整個墻體材料總量中所占的比例不足10%。從國外砌塊的發(fā)展和我國近來墻改方向看，砌塊作為粘土磚的首選替代材料已成定局，人們對砌塊和砌塊建筑的質(zhì)量、功能和效益等方面將提出更高的要求。
據(jù)不完全統(tǒng)計，1996年全國砌塊總產(chǎn)量約為2500萬m3，各類砌塊建筑約5000萬m2，近十年混凝土砌塊與砌塊建筑的年遞增都在20%左右，尤以大中城市推廣迅速，以上海推廣砌塊建筑為例，1994年約50萬m2，1995年約100萬m2，1996年約150萬m2。到1999年一季度累計完成砌塊建筑450萬m2。這些砌塊建筑大多是中低層的，至于高層的配筋砌體建筑，也已進行了一些試點工程，如80年代廣西建科院就設(shè)計和建成10~11層砌塊房屋，1997年建成的盤錦市國稅局15層住宅樓，1998年建成的上海18層配筋砌塊住宅。目前作為國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ3-88重大修訂內(nèi)容——配筋砌體部分的試點建筑還有北京首鋼的18層砌塊住宅、遼寧撫順5棟16層砌塊住宅等。各地已興建或正興建現(xiàn)代化的砌塊生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)從數(shù)量和規(guī)模上都是空前的，僅以東北地區(qū)初步統(tǒng)計，這個幾年前很少用砼砌塊的廣大地區(qū)光引進的國外現(xiàn)代化砌塊生產(chǎn)線就達(dá)10條之多，年生產(chǎn)能力可達(dá)50~80萬 m3。以大慶為例，大慶油田從1976年引進美國砌塊生產(chǎn)線起到1999年底，砌塊產(chǎn)量和砌塊建筑逐年大幅度巨增。如1997年的4棟砌塊住宅、1998 年44棟砌塊住宅、1999年的88棟砌塊住宅及2000年計劃的100多棟住宅，連續(xù)幾年累計上百萬m2。遼河油田幾年來建造了20多萬m2的砌塊建筑。特別是大慶油田等骨干砌塊企業(yè)從起初以承重砌塊為主，到現(xiàn)在的多功能裝飾砌塊的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。而利用國產(chǎn)砌塊成型機的中少規(guī)模砌塊廠近1~2年呈更強勁的發(fā)展勢頭，這為我國大面積推廣高質(zhì)量砌塊建筑創(chuàng)造了條件。
但是和國外發(fā)達(dá)國家相比，我國砌塊結(jié)構(gòu)的發(fā)展尚處在初級階段，尚有許多工作要做，如擴大砌塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，增加砌塊的品種和功能，完善和建立砌塊建筑結(jié)構(gòu)的配套技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)等。
2 砌塊結(jié)構(gòu)體系
根據(jù)配筋方式和受力情況，砌塊結(jié)構(gòu)分為以下兩種：約束配筋砌塊結(jié)構(gòu)和均勻配筋砌塊結(jié)構(gòu)。
2.1 約束配筋砌塊結(jié)構(gòu)
系指僅在砌塊墻體的局部配置構(gòu)造鋼筋，如墻體的轉(zhuǎn)角、丁字接頭、十字接頭和墻體較大洞口邊緣設(shè)置豎向鋼筋，并在這些部位設(shè)置一定的拉接網(wǎng)片。構(gòu)造鋼筋顧名思義，僅為構(gòu)造需要，無明確的配筋率要求，但規(guī)范規(guī)定這些部分的豎向鋼筋宜為φ12，構(gòu)造鋼筋的主要作用是作為芯柱將建筑物的砌塊墻體變?yōu)榧s束砌體構(gòu)件，達(dá)到在水平地震作用下有足夠的延性和變形能力，在大震作用下裂而不倒。約束砌體僅用于多層砌塊結(jié)構(gòu)，我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范和混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程規(guī)定，一般情況下，在6、7、8度分別允許層數(shù)為7、6、5層，當(dāng)采取加強構(gòu)造措施后，可在原允許層數(shù)增加一層，即允許層數(shù)為8、7、6層。統(tǒng)計表明，多層住宅房屋是居住建筑中數(shù)量最大的，約占80%～90%，而多層砌塊結(jié)構(gòu)只需中等強度等級的材料：≤MU10 190厚砌塊，≤M10砂漿和C20注芯混凝土，墻體的平均注芯率≤25%。這類砌塊完全可采用國產(chǎn)機械生產(chǎn)，其造價和多層粘土磚房相比具有一定的綜合優(yōu)勢。
2.2 均勻配筋砌塊結(jié)構(gòu)
即通常說的配筋砌塊，這種砌體和鋼筋混土剪力墻一樣，對水平和豎向配筋有最小含鋼率要求，而且在受力模式上也類同于混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，它是利用配筋剪力墻承受結(jié)構(gòu)的豎向和水平作用，是結(jié)構(gòu)的承重和抗側(cè)力構(gòu)件。配筋砌體的注芯率一般大于50%。由于砌體的強度高，延性好，和鋼筋混凝土剪力墻性能十分類似，可用于大開間和高層建筑結(jié)構(gòu)。如美國抗震規(guī)范規(guī)定，配筋砌體的適用范圍同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。我國的研究和計算表明，用配筋砌塊砌體，可建造一定高度的既經(jīng)濟又安全的建筑結(jié)構(gòu)。
對于配筋砌體結(jié)構(gòu)，由于荷載大和抗震要求，其墻體材料要比多層砌塊結(jié)構(gòu)需要較高的等級，即高強材料：MU10～MU20或更高，190～290厚的混凝土砌塊，M10～25砂漿，和C20～35注芯混凝土，并宜按等強的原則，選取砌體的組成材料。
配筋砌體需要的高強材料，特別是高強混凝土砌塊，則需要高質(zhì)量高性能的砌塊成型機械，據(jù)調(diào)查目前國產(chǎn)機的能力尚難生產(chǎn)高強砌塊，為此我國一些大中城市已引進或正在引進國外砌塊成型機械，這些成型機性能好，成型壓力大，生產(chǎn)的砌塊質(zhì)量好，可滿足各種強度等級的要求。生產(chǎn)高強砌塊需要比較高檔的原材料和較多的水泥，砌塊造價比中強砌塊要高一些，據(jù)遼河油田的價格，MU10，每塊2.5元，高強度砌塊每塊3.2元。
3 砌塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性
3.1 多層砌塊建筑——對比對象為粘土磚
粘土磚相比，砌塊建筑的最大優(yōu)勢在于其生產(chǎn)不毀壞耕地和能耗較低，符合國家技術(shù)發(fā)展政策。這是砌塊結(jié)構(gòu)得以發(fā)展的根本前提。
3.1.1 生產(chǎn)不用土，能耗低
粘土磚采用優(yōu)質(zhì)粘土燒結(jié)而成，經(jīng)計算每萬塊粘土磚需取土毀田0.0007～0.01畝，每塊小磚僅燒結(jié)需900kcal，混凝土砌塊包括水泥、成型和蒸氣養(yǎng)護的總耗能，折合成標(biāo)準(zhǔn)磚為429kcal，其能耗不足粘土磚的一半。
如以沈陽為例，現(xiàn)有粘土磚廠322個，年產(chǎn)約20億塊粘土磚，每年僅燒磚能耗約30萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，毀田1480畝。如由砌塊取代粘土磚，每年可省15萬噸標(biāo)煤，省田1480畝。據(jù)資料，北京市1996年生產(chǎn)粘土磚62億塊，全國有上千億塊粘土磚，年毀田達(dá)10萬余畝。
3.1.2 自重輕、有利于地基處理和抗震
混凝土砌塊標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸為390×190×190，空心率46%，重18kg，相當(dāng)9.6塊標(biāo)準(zhǔn)磚，砌塊墻體自重比240和370粘土磚墻分別減輕30%和50%，不僅減輕了基礎(chǔ)的負(fù)載，易于地基處理，減少了施工中的材料運輸量，也增大了結(jié)構(gòu)的地震可靠度。
3.1.3 施工速度快
由于砌筑1m2的小砌塊墻需標(biāo)準(zhǔn)塊12.5塊，而1m2240厚磚墻需用128塊磚，工人砌筑同面積的小砌塊墻時彎腰取塊掛灰的次數(shù)將可減少90%，不僅降低了砌筑的勞動強度，而且可提高砌筑速度30%～100%。
3.1.4 節(jié)省砂漿
小型砌塊的砌筑工作量小，砂漿用量也少。每平方米190厚小型砌塊墻的砂漿用量，僅為粘土磚的20%～30%，即可節(jié)省砌筑砂漿70%以上。另外由于小型砌塊外型比粘土磚做得更規(guī)整，外型尺寸誤差更小，墻面抹灰可減薄或作成清水墻，簡化了抹面工序，使墻面抹灰厚度也較粘磚墻減少25%以上，也使墻的重量有所減輕。
3.1.5 增加使用面積
小型砌塊，對多層及中高層房屋均可采用190厚墻，在同等建筑面積條件下，可增加有效使用面積3%～5%。
3.1.6 關(guān)于多層砌塊建筑實例經(jīng)濟分析
如何客觀和較為確切地評價砌塊建筑的造價，是一項比較復(fù)雜和帶有很強政策性的問題，現(xiàn)只能選擇已有砌塊建筑進行分析?？偟恼f來，因地域、氣候的差異較大，造價差異會有一定出入。下面列出一些砌塊工程的造價分析數(shù)據(jù)。
3.1.6.1 山東建科院6層砌塊試點住宅，建筑面積3560 m2，所有承重圍護墻為190厚混凝土小砌塊，與相同平面的磚混結(jié)構(gòu)房屋進行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟分析，其結(jié)論是：砌塊房屋比磚混房屋增加使用面積4%，節(jié)省造價50312元，相當(dāng)磚混建筑工程直接費的4.5%，每平方米建筑面積節(jié)省14元。
3.1.6.2 上海真南小區(qū)6層砌塊住宅的經(jīng)濟分析結(jié)果是：因砌塊較輕基礎(chǔ)費用每平方米建筑造價下降6.86元，墻體砌筑費下降19.11%，節(jié)省水泥36.04%，減少建筑面積0.8%，增加使用面積221.76m2，為粘土磚使用面積的105.85%，每平米建筑造價可降低20.85元，下降幅度為3.55%。
3.1.6.3 遼寧省本溪8～10層混凝土小砌塊住宅，建于1988年，約計12萬m2，外墻采用290.3排孔煤矸石混凝土小砌塊，內(nèi)墻采用190普通混凝土砌塊。該砌塊住宅與相同層數(shù)的框架結(jié)構(gòu)相比，每平方米造價低60元，施工速度快一倍，與磚混結(jié)構(gòu)相比每個雙室房增加使用面積3 m2，施工速度快50%。
3.1.6.4 盤錦市興隆臺開發(fā)區(qū)4層辦公樓 ，建筑面積3008 m2，原為磚混(內(nèi)墻240，外墻370)后改為混凝土小砌塊墻，內(nèi)外墻均為190厚混凝土砌塊，外墻另加120加氣混凝土外保溫層，該工程總結(jié)的結(jié)論是：砌塊建筑造價較磚混結(jié)構(gòu)略高，約為12元/ m2，砌塊結(jié)構(gòu)較磚混結(jié)構(gòu)增加使用面積51.44 m2，相當(dāng)總建筑面積的102.5%，結(jié)構(gòu)自重減輕較多，對軟土地基處理很有利，施工速度提高1.3倍。
3.1.6.5 大慶油田96-1型北入口單元6層混凝土小砌塊節(jié)能住宅，原為磚混結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)住宅，后由中國建筑東北設(shè)計研究院設(shè)計改為砌塊節(jié)能住宅，作為試點工程，單體建筑面積4287.84m2，共建4棟計17151.36m2，按節(jié)能50%考慮，外墻采用190混凝土砌塊，80厚聚苯和90厚混凝土飾面砌塊夾芯墻，內(nèi)承重均為190厚砌塊，據(jù)該工程的概算指標(biāo)，較磚混節(jié)能型住宅增加使用面積4.4%，造價高出39.5元/ m2。
根據(jù)上述的幾個砌塊房屋的經(jīng)濟分析可知，砌塊結(jié)構(gòu)房屋的經(jīng)濟與否主要取決粘土磚與混凝土砌塊的價差，而這個價差是因地域不同而不同。當(dāng)粘土磚與砌塊的價差小，即粘土磚的價格較高時，如上海等大城市，其工程造價分析的結(jié)論是砌塊建筑比磚混結(jié)構(gòu)便宜，當(dāng)粘土磚與砌塊的差價較大，即粘土磚價格較低，或低得多時，其工程造價分析的結(jié)論必然是砌塊建筑高于磚混建筑。
3.2 高層配筋砌塊建筑——對比對象為鋼筋混凝土
我國的試點工程和國外資料綜合分析表明，配筋砌體結(jié)構(gòu)，比同樣規(guī)?；炷两Y(jié)構(gòu)，可降低工程造價10%～20%，三材用量(鋼材、水泥、木材)減少30% ～50%，施工周期縮短1/4以上。另外配筋砌體還具有明顯的環(huán)境效益等。為什么配筋砌塊結(jié)構(gòu)有如此顯著的經(jīng)濟效益呢?
3.2.1 配筋砌體實際上是預(yù)制裝配整體式剪力墻混凝土結(jié)構(gòu)，空心混凝土砌塊用砂漿砌筑，按要求設(shè)置水平和豎向鋼筋，用注芯混凝土將其粘結(jié)成整體，墻體的施工不需模板和大型吊裝機具，施工程序少。
3.2.2 配筋砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造含鋼率較鋼筋混凝土低得多，約為鋼筋混凝土剪力墻的50%。而一般剪力墻結(jié)構(gòu)多為構(gòu)造配筋，僅這一項就可節(jié)省近50%的鋼筋用量。
這是因為鋼筋混凝土剪力墻的最小含鋼率，除延性要求外，主要考慮在塑性狀態(tài)澆注，為限制在水化過程中產(chǎn)生顯著收縮的需要；而當(dāng)砌體施工時，作為主要部分的砌體塊體，尺寸穩(wěn)定，僅在砌體中加入了塑性的砂漿和注芯混凝土，因此砌體墻可收縮的材料要比混凝土墻少得多，配筋砌體結(jié)構(gòu)的最小配筋率同樣考慮了結(jié)構(gòu)延性要求。
3.2.3 配筋砌體中存在著許多豎向灰縫，類似在鋼筋混凝土剪力墻中設(shè)置數(shù)條豎向縫，增加了結(jié)構(gòu)的變形和耗能能力，因而是一種又剛又柔的良好抗震建筑材料。
中國建筑東北設(shè)計研究院，在對配筋砌體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，于1996年初為遼寧省盤錦市國稅局設(shè)計了一棟15層配筋混凝土砌塊住宅試點工程。該工程地處Ⅲ類場地土，7度設(shè)防，基礎(chǔ)為復(fù)打沉管灌注樁構(gòu)造底板基礎(chǔ)，無地下室，標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積為500m2，總建筑面積為7000 m2，房屋層高3m，建筑物總高46m，墻體除電梯井部分墻體采用C20混凝土外，其余承重墻均用190厚配筋砌塊，墻體材料強度等級從下至上依次為： 1～2層為全注芯混凝土砌體，采用MU20砌塊，M20砂漿，C30注芯混凝土；3～8層為部分注混凝土砌體，采用MU15砌塊，M15砂漿，C25注芯混凝土；9～15層為部分注混凝土砌體，采用MU10砌塊，M10砂漿，C20注芯混凝土，墻體的水平和垂直方向的配筋率均為0.1%，房屋的樓屋蓋均為 C20混凝土。由于本工程和混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)不同之處僅為墻體，故在技術(shù)經(jīng)濟分析時專門就墻體進行了比較，其結(jié)果是：墻體用鋼量9.50kg/ m2，相當(dāng)混凝土剪力墻用鋼量的53%，墻體用鋼量節(jié)省100噸，折合每平方米建筑面積14.28kg，土建造價降低18%，節(jié)約110萬元，施工周期快，平均每層5天，砌筑比粘土磚快1倍，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。
綜合國內(nèi)配筋砌塊試點工程造價分析也表明，配筋砌塊剪力墻比砼框架剪力墻結(jié)構(gòu)有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。配筋砌塊試點工程與砼框架力墻結(jié)構(gòu)經(jīng)濟比較表：
試點材料及費用 廣西11層試點建筑 遼寧省盤錦15層試點建筑 上海18層試點建筑
鋼材節(jié)省 38% 28% 42%
造價節(jié)省 18% 25% 7.4%
4 其它類型砌塊
4.1承重裝飾砌塊
在砌塊應(yīng)用水平很高的西方國家，特別是美國，砌塊不僅作為主要承重結(jié)構(gòu)材料建造各種工業(yè)和民用建筑(包括多層和高層)，而且已成為承重和裝飾建筑制品的龐大的建筑材料產(chǎn)業(yè)。
砌塊的形狀和規(guī)格，完全取決于建筑設(shè)計要求，當(dāng)考慮砌塊的裝飾功能時，砌塊的規(guī)格可以多種多樣，可達(dá)數(shù)百種。
承重砌塊的基本規(guī)格，分為190和290厚兩大系，目前我國主要用190厚系列，它包括標(biāo)準(zhǔn)塊(390×190×190)，輔助塊(290×190×190，190×190×190)，過梁或圈梁塊 (390×190×190，290×190×190，190×190×190)，系梁塊(390×190×190，290×190×190，190× 190×190)；一般圍護或非承重隔墻塊為90厚系列，包括主塊(390×190×190)，輔助塊(290×190×190，190×190× 190)，過梁塊(390×190×190，290×190×190，190×190×190)，以及轉(zhuǎn)角塊等。而作為裝飾混凝土砌塊，其規(guī)格不僅要滿足組砌的要求，還必須在外形色彩上滿足建筑設(shè)計美學(xué)的要求，因此裝飾砌塊的種類繁多，包括劈離砌塊、凸凹砌塊、琢毛砌塊、雕塑砌塊、釉面砌塊、磨面砌塊、紋面砌塊、花格砌塊、仿裝飾石材混凝土，以及多彩鋪地砌塊等等。
采用各種砌塊設(shè)計的砌塊建筑不僅材料質(zhì)感強，表現(xiàn)力豐富，多姿多態(tài)獨具魅力，造價也不高。以房屋外墻而言，當(dāng)采用劈裂塊、凸凹塊，或某些表面加工的砌塊時，其造價也低于貼釉面磚或馬賽克的墻面，而同水洗石、涂料、彈涂等墻面的造價不相上下。由于各種砌塊飾面墻的耐久性好，不起殼，不剝落，不變色，維修費用也可大大減少。采用鋪地砌塊鋪設(shè)地面、路面，與整澆混凝土一次造價大體相當(dāng)或略高，但藝術(shù)效益好。
我國在學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗和結(jié)合我國國情的情況下，已制定出我國裝飾砌塊國家標(biāo)準(zhǔn)《裝飾混凝土砌塊》JC/T641-96，這為我國裝飾砌塊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。
4.2 輕骨料砌塊
輕骨料混凝土是指其密度≤1900kg/m3的混凝土。生產(chǎn)輕骨料混凝土砌塊，是砌塊向輕質(zhì)(大空心率)、節(jié)能、利廢的又一發(fā)展途徑。據(jù)目前應(yīng)用情況，其骨料有人造的，如粘土陶粒，天然的，如火山渣、浮石、煤矸石等，以及利用工業(yè)廢料，如粉煤灰、爐渣、礦渣等。結(jié)合城市的具體情況，可生產(chǎn)粉煤灰爐渣混凝土砌塊，粉煤灰陶?；炷疗鰤K和煤矸石混凝土砌塊等。根據(jù)國內(nèi)的經(jīng)驗，用粉煤灰爐渣生產(chǎn)大空心率(可達(dá)60%)輕質(zhì)混凝土砌塊，粉煤灰爐渣摻量可達(dá)60%左右，塊體容重為900kg/ m3，強度等級可達(dá)MU5.0以上。通過孔型合理設(shè)計，能達(dá)到370～490厚粘土磚的保溫效果。節(jié)能效果比重混凝土砌塊和粘土磚優(yōu)越得多。用粉煤灰陶粒生產(chǎn)中輕和超輕陶粒混凝土空心砌塊，塊體容重為400～799kg/ m3,重量僅為粘土磚的30～40%，抗壓強度可達(dá)2.5～7.5MPa，可作多層房屋承重保溫墻體和各種建筑的非承重保溫墻及隔墻。黑龍江省研制的無砂頁巖陶?；炷量招钠鰤K，已用于黑龍江省科協(xié)服務(wù)樓工程，砌塊容重700kg/ m3，抗壓強度為3.5MPa，300厚空心陶?；炷疗鰤K墻保溫效果優(yōu)于490厚粘土磚墻?？梢姴捎幂p骨料混凝土砌塊確實具有輕質(zhì)、利廢、節(jié)能的綜合優(yōu)勢，是墻體中應(yīng)大力發(fā)展的新品種。
4.3 砌塊節(jié)能墻體
除加氣混凝土砌塊能實現(xiàn)用單一材料在三北地區(qū)達(dá)到節(jié)能規(guī)范的節(jié)能指標(biāo)要求外，其它材料的輕骨料混凝土砌塊，很難實現(xiàn)單一材料墻體達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能墻體的要求。據(jù)國內(nèi)外實踐，砌塊節(jié)能墻體的最佳方式是砌塊夾芯墻，其作法是外墻內(nèi)葉墻為190砌塊，外葉墻為90厚飾面塊，內(nèi)外葉墻間按熱工要求設(shè)置高效保溫層，內(nèi)外葉墻用防腐金屬拉結(jié)件連接。這種構(gòu)造充分發(fā)揮了砌塊承重、裝飾功能和保溫材料的保溫隔熱功能。不作夾芯墻，可在外墻面上作各種保溫層，這和粘土磚外保溫的作法相同。中國建筑東北設(shè)計研究院，利用自己研制的配套材料和技術(shù)，為大油田設(shè)計的6層砌塊節(jié)能住宅，其墻體作法為夾芯墻，按節(jié)能50%考慮，保溫層為80mm厚聚苯板，夾芯墻采用了新型拉接構(gòu)造，最大限度地減少了熱橋。該工程施工速度快，節(jié)能效果好。
5 發(fā)展砌塊建筑應(yīng)具備的條件
5.1 建立完善的砌塊產(chǎn)業(yè)鏈
砌塊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)形成自己一個特有的產(chǎn)業(yè)鏈。這是因為塊型、建筑功能和受力要求，需要適合自身特點的專用材料和配套技術(shù)。
5.1.1 擴建廠建設(shè)
關(guān)于砌塊廠建設(shè)可采取以下幾種途徑：
5.1.1.1 擴建現(xiàn)有砌塊廠，使其規(guī)模達(dá)到中等產(chǎn)量(4萬m3/年)，一般只需新建同等規(guī)模砌塊廠所需投資的1/4，是一條多快好省的辦法。中等規(guī)模砌塊廠的成型機為國產(chǎn)機，完全能生產(chǎn)中等強度等級的混凝土砌塊(≤MU10)，而這種砌塊應(yīng)用量最大。
5.1.1.2 利用現(xiàn)有的粘土磚廠改造為中等規(guī)模混凝土砌塊廠，投資少，一般僅需100～200萬元，購買砌塊機利用原來的廠房和場地，就可達(dá)到年產(chǎn)3.5～4.5萬m3，這比較符合我國一些城市的實際情況。
5.1.1.3 新建一批大中型生產(chǎn)砌塊的骨干企業(yè)。除目前各地已建的和引進的一些砌塊生產(chǎn)廠外，要根據(jù)砌塊建筑發(fā)展需要，新建一批不同規(guī)模的砌塊生產(chǎn)廠，表1列舉幾種不同規(guī)模的生產(chǎn)線裝備及投資概況。
表1 不同規(guī)模砌塊生產(chǎn)線裝備及投資 主要廠名及型號 揚州機械廠
HQC-3 揚州機械廠
HQC-5 南韓·德山
TANJIA-95 美國哥倫比亞
1600型
小時產(chǎn)量(塊/時) 1080 1200 800 1560
年產(chǎn)量(m3/年) 3.5萬 4.5萬 4.0萬 8.0萬
需要用地面積(公頃) 2.0 2.3 2.0 2.6
生產(chǎn)線總裝機電容量(千瓦) 140 155 178 229
基建投資(萬元)
其中：生產(chǎn)線設(shè)備 500
150 600
180 770
340 2520
2020
建廠總投資(萬元) 700-800 800-900 1000-1200 3500-4000
產(chǎn)品適用范圍 各種強度
等級砌塊 普通承重
非承重砌塊 粉煤灰砌塊 高強度砌塊
5.1.2 砌塊建筑專用材料
我國砌塊應(yīng)用的實踐已經(jīng)證明，大孔隙率薄壁大體積的砌塊仍然采用普通粘土磚砌體使用的砌筑砂漿和注芯材料是不合適的，它粘結(jié)性差，強度低，收縮大，使砌塊砌體強度低，整體性差、抗震能力弱，這無疑限制了砌塊建筑的發(fā)展。為此需研制砌塊建筑配套的專用材料，即專用砂漿和注芯混凝土。
所謂砌塊專用砂漿，系指粘結(jié)性高、流動性低、和易性保水性強、強度增長快的砂漿，這種砂漿一般需加外加劑，在國外有專門生產(chǎn)這種砂漿的配料，像水泥那樣成袋供應(yīng)，現(xiàn)場再與其它原料拌成需要的專用砂漿。
所謂專用注芯混凝土，系指高流動性、低收縮和高強度的砌塊注芯混凝土，這三種特性才能保證澆注密實與砌塊內(nèi)壁粘結(jié)好，不產(chǎn)生收縮裂縫和與砌塊匹配的芯柱混凝土強度，才能保證將砌塊、鋼筋粘結(jié)成整體，成為高強度高延性的配筋砌體結(jié)構(gòu)。和專用砂漿相比，注芯混凝土可稱得上是砌塊結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。它的組成包括多種外加劑，其生產(chǎn)是在工廠加工配制，用袋裝供應(yīng)配料現(xiàn)場攪拌，或由工廠供應(yīng)拌成的商品注芯混凝土。
5.1.3 鋼筋與防腐材料
根據(jù)建筑節(jié)能的要求和砌塊建筑的特點，空腔墻中的連接網(wǎng)片或連接件，均需要防腐保護，國外發(fā)達(dá)國家多采用不銹鋼或鍍鋅處理的鋼筋，前者太昂貴，后者易腐蝕，耐久性差，因此需要造價低、防腐能力高、污染小的砌塊用鋼筋的防腐劑或涂料 。這也是與砌塊配套的必要材料。
5.1.4 砌塊建筑的施工機具
砌塊建筑的施工機具主要包括砌塊鋪砂漿器、小直徑混凝土振搗棒、小型注芯混凝土輸送泵、小型鋼筋焊機及注芯砌體混凝土檢測儀等。
混凝土砌塊鋪灰器，是保證鋪筑砂漿質(zhì)量減少砂漿掉落的必備工具，目前均為施工單位自己制作，但效果較差，宜進行定型后批量生產(chǎn)。
小直徑振搗棒，是指振搗棒直徑≤φ30(美國的注芯混凝土振搗棒直徑為φ25)，國內(nèi)這種直徑的振搗棒很少，且質(zhì)量低，需研制質(zhì)量高、耐久性好的小直徑注芯混凝土振搗棒，以解決砌塊空腔內(nèi)狹窄空間混凝土的振搗問題。
目前國內(nèi)的混凝土泵均為大中型的，機身笨重操作不靈活，作為配筋砌塊結(jié)構(gòu)的注芯混凝土量不大，應(yīng)采用小型高效能的混凝土輸送泵，以加快澆注速度，保證注芯混凝土的質(zhì)量，這種小型泵的成本不會很高，其工程造價可能比手工注芯便宜。
研制混凝土砌塊豎向鋼筋焊接機。目前的鋼筋焊接機械均不能勝任這種在小孔洞空間的焊接任務(wù)。需進一步組織力量研制和生產(chǎn)。
注芯砌體混凝土的密實度的檢測，一般可通過設(shè)在下部的操作孔，但因在墻體內(nèi)有時需要設(shè)置各種管線，開關(guān)盒等影響了注芯混凝土均勻性，有必要借助儀器檢測注芯混凝土的內(nèi)部質(zhì)量，這種儀器，也有待開發(fā)研制或在現(xiàn)有混凝土檢測儀表基礎(chǔ)上改進?？梢?，在砌塊大量應(yīng)用的情況下生產(chǎn)砌塊配套材料和機具是必不可少的，它和砌塊生產(chǎn)形成了一種產(chǎn)業(yè)鏈，為砌塊建筑發(fā)展發(fā)揮重要的作用。
5.2 科研與標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)先行
如前所述，砌塊工業(yè)是一個產(chǎn)業(yè)鏈，砌塊及配套材料的生產(chǎn)和應(yīng)用是一項龐大的系統(tǒng)工程，配筋砌塊結(jié)構(gòu)體系在我國是一項新生事物，它的推廣應(yīng)用需要國家主管部門發(fā)揮導(dǎo)向作用，出臺有關(guān)鼓勵高強節(jié)能墻體材料的優(yōu)惠政策，并撥出適量的科研費用，以解決一些關(guān)鍵技術(shù)、材料和設(shè)備，將其發(fā)展應(yīng)用納入國家的技術(shù)發(fā)展政策。
實踐證明，科研和標(biāo)準(zhǔn)是砌塊結(jié)構(gòu)體系發(fā)展的根本，沒有這些條件就無從談起它的推廣和應(yīng)用。但是這種系統(tǒng)工程所包括的研究內(nèi)容和相應(yīng)的規(guī)范系統(tǒng)也是相當(dāng)繁復(fù)的。我國盡管已有多層混凝土小型空心砌塊建筑設(shè)計規(guī)程的基礎(chǔ)，但距配筋砌塊結(jié)構(gòu)體系的要求還有相當(dāng)距離。為此必須開展高強材料(如高強砌塊及塊型)、高性能砂漿和注芯混凝土的基本材料研究，配筋砌體基本力學(xué)性能試驗研究，配筋砌塊結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能研究，配筋砌塊房屋動力性能研究等，并在研究的基礎(chǔ)上編制出有關(guān)砌塊結(jié)構(gòu)的材料標(biāo)準(zhǔn)，配筋砌塊建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工規(guī)范，還必須編制配筋砌塊建筑設(shè)計計算及繪圖軟件，以及配筋砌塊結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)造圖集等。
中國建筑東北設(shè)計研究院作為中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會砌體結(jié)構(gòu)委員會掛靠單位，國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》管理組和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織砌體結(jié)構(gòu)委員會配筋砌體分委員會秘書處，國際標(biāo)準(zhǔn)《配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的主編單位，具備許多有利條件，于1992年向國家建設(shè)部和遼寧省主管部門申請立項開展配筋砌體結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)編制工作，利用全國砌體結(jié)構(gòu)委員會的人材和資源優(yōu)勢，會同幾個主要合作單位，如哈爾濱建筑大學(xué)、沈陽建工學(xué)院、遼寧省建科院、清華大學(xué)、湖南大學(xué)、同濟大學(xué)等。在極有限的政府研究資金情況下，采用新的研究思路，在充分研究國外發(fā)展配筋砌體結(jié)構(gòu)體系經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，特別是在市場經(jīng)濟條件下，必須采用消化、吸收和少量試驗證基礎(chǔ)上引進的方針，經(jīng)歷近7 年的艱辛研究，截止1998年國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ3-88修訂起，已基本完成了該體系系列標(biāo)準(zhǔn)所必須的配套材料和技術(shù)、砌體基本材性、結(jié)構(gòu)性能(含抗震性能)的大量試驗驗證工作和典型試點工程實踐。這些研究成果已被納入國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。在整個研究過程中，作為該體系的牽頭單位——中國建筑東北設(shè)計研究院投入了大量的人力、物力和財力(計近100萬元)，才使該項目堅持至今，我們認(rèn)為這是作為一個國家設(shè)計研究院應(yīng)作的貢獻(xiàn)。
在混凝土砌塊，特別是配筋砌塊中高層結(jié)構(gòu)即將大量推廣應(yīng)用的時刻，國家各級建設(shè)行政主管部門要加大科技投入，選擇一些骨干科研設(shè)計單位，結(jié)合城市的砌塊建筑發(fā)展規(guī)劃，進行各相關(guān)技術(shù)(包括軟件和硬件)的開發(fā)，并形成專業(yè)化技術(shù)產(chǎn)業(yè)，不斷總結(jié)、完善使砌塊建筑的應(yīng)用水平不斷提高。
參考文獻(xiàn) ：
〔1)《配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》ISO/DIS 9652-3
〔2) NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings
1994
〔3〕Structural Euro codes 1.6
〔4〕97’全國砌塊建筑設(shè)計施工技術(shù)研討會論文集 中國建筑砌塊協(xié)會 1997年4月
①苑振芳 男 1939年出生，教授級高級工程師
②劉 斌 男 1968年出生，工程師。
