我国轻集料小砌块生产应用现状及发展前景

我国轻集料小砌块生产应用现状及发展前景随着我国墙材革新和建设节能工作的为断深入，轻集料混凝土小型空心砌块（以下简称轻集料小砌块）的生产及应用得到迅速发展，在某些城市和地区已成为取代实心黏土砖的主要墙体材料。1轻集料小砌块是最具发展前景的新型墙体材料之一据有关资料介绍，“九五”期间，我国混凝土小砌块总产量约为6000万m3，相当于411亿块标准砖，平均年增长率达到19%。砌块产量占全国墙体材料总量的6%，占新型墙体材料总量的28%。轻集料小砌块产量占混凝土小砌块总产量的比例由30%增加到40%左右，2002年轻集料小砌块产量约为2500万m3。近几年，轻集料小砌块产量增长率大于普通混凝土小砌块，有些城市如沈阳、大连、北京等地，砌块生产以轻集料小砌块为主。“九五”期间，北京市小砌块总销售量为280万m3，其中轻集料小砌块为230.5万m3。轻集料小砌块发展如此之快，主要原因有以下几点：（1）轻集料小砌块具有混凝土小砌块的优点属于砌筑类的墙体材料，能适用于各类建筑物，使用灵活，用途广泛，施工与传统砌砖相似，易于掌握；原料不用黏土，节能节地，符合国家产业政策；生产工艺较简单，与烧结砖等相比，投资少，上马快，机械化程度高，劳动生产率相应较高；砌块建筑抗震性能好，施工速度快，可节省大量砂浆。（2）生产轻集料小砌块可以充分利用地方资源及大量工业废渣我国工业废渣每年生成量和历年积存量巨大，轻集料小砌块的快速发展为大量利用工业废渣创造了极好的应用途径。轻集料小砌块应用的工业废渣除了煤渣、自然煤矸石、粉煤灰外，炉底渣、钢渣、碎石屑、沸腾炉渣等也得到大量应用。1991-2001年，北京市轻集料小砌块生产利用煤渣、粉煤灰等工业废渣约144万t。我国天然轻集料资源丰富，如黑龙江、内蒙古、山西、海南等地的浮石，吉林的火山渣，有的早已情节发应用。我国的陶粒生产近几年发展较快，主要品种有页岩陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒等，2001年全国陶粒总产量为360万m3，其中60%以上用来生产轻集料小砌块。目前采用膨胀珍珠岩生产小砌块发展也相当快。各地生产轻集料小砌块，主要根据当地的资源和建筑设计的要求，就近取材进行生产。如黑龙江省除利用当地生产的陶粒作轻集料外，还利用天然资源浮石；吉林应用火山渣；北京轻集料以陶粒为主；辽宁利用大量煤渣、自然煤矸石作轻集料。（3）轻集料小砌块品种繁多，用户可根据需要选用轻集料小砌块密度等级由500级至1400级共8级，强度等级由MU1.5级至MU10级共6级，规格、孔型可以根据设计需要确定，现有实心、单排孔及多排孔。作为墙体材料，根据其密度和强度等级，可用作低层及多层建筑的承重墙体、框架结构建筑的填充墙，也可用作保温填充墙材。除了用作墙体材料外，还有路面砖、装饰砌块、植草砖、吸声砌块，以及用于高速公路音障、庭院设施、市政建设等。（4）综合经济效益良好轻集料小砌块自重轻、强度高，因此建筑具有良好的抗震性能。同时，轻集料小砌块还具有隔热保温、耐火以及抗冻、耐久等良好性能。2轻集料小砌块的生产与应用2.1轻集料小砌块的生产轻集料小砌块是指用水泥等胶凝材料与轻集料配制的轻集料混凝土生产的小砌块。按所用集料品种，我国轻集料小砌块主要有以下几类：①陶粒砌块，如轻集料页岩陶粒、粉煤灰陶粒等；②浮石（火山渣）砌块；③自燃煤矸石砌块、煤渣砌块、粉煤灰砌块等工业废渣砌块。此外，不少企业采用膨胀珍珠岩作轻集料，或采用两种或两种以上轻集料生产轻集料砌块。在轻集料小砌块生产中，往往掺加粉煤灰等掺合料，或掺早强剂、减水剂、激发剂等外加剂，有利于充分利用工业废渣，减少水泥用量，改善和易性及其他性能。轻集料小砌块的成型设备与普通混凝土小砌块相同，但应注意：激振力太强、震动时间短、拌合物压缩距小的设备不一定适合轻集小砌块的生产。轻集料小砌块所用原材料、配合比及搅拌等生产工艺还应满足轻集料混凝土技术规程的相关要求。2.2轻集料小砌块的性能及质量要求（1）轻集料小砌块的分级轻集料小砌块的等级除了和普通混凝土小砌块一样分强度等级和质量等级外，还要求按密度等级分级。由于轻集料小砌块的强度等级与密度等级范围较大，标准中规定了与强度等级相适应的密度等级范围，见表1。标准中对强度等级为1.5的砌块，要求其密度等级小于600kg/m3，是强调该级别砌块的保温作用，以适应我国寒冷地区保温节能的需要，目前只有性能良好的超轻陶粒能够配制符合上述要求的小砌块。在轻集料小砌块质量检测工作中发现，有的强度等级为1.5的砌块，其密度等级达到1000级、1200级，这样的砌块实际上不能满足使用要求。(2)对原材料的要求影响轻集料小砌块性能的主要因素是原材料轻集料的品种、水泥用量、砌块规格孔型以及成型设备。轻集料的品种和质量对轻集料小砌块的性能影响很大，因此选用符合标准要求的轻集料是生产满足使用要求的轻集料小砌块的前提。《轻集料混凝土小砌块》（GB/T15229-2002）中规定，用于砌块的轻集料要符合轻集料标准的要求；对于煤渣，则要求不仅要满足轻集料标准的要求，而且含碳量不得大于10%；对用于砌块的膨胀珍珠岩，要求其堆积密度不宜低于80kg/m3。（3）关于干缩率及相对含水率轻集料小砌块收缩值较大，这是造成墙体裂缝的主要原因之一。国标对轻集料小砌块提出吸水率、干缩率及相对含水率指标，要求吸水率不大于20%，最大干缩率不得大于0.065%，出厂时砌块必须达到相对含水率相关指标的要求，使砌块在上墙砌筑前完成砌块本身大部分收缩，以防止砌块砌筑后发生收缩裂缝。（4）耐久性除了对加入粉煤灰等火山灰掺合料的小砌块有碳化系数和软化系数要求外，国标对轻集料小砌块的抗冻性提出了较为严格的要求。即使非采暖地区不存在冻融现象，对砌块的抗冻标号也有要求，指标为F15，即把抗冻作为砌块的耐久性指标；对采暖地区，按相对湿度范围，抗冻标号规定为F25和F35。对处于水位变化、干湿循环的砌埠或粉煤灰掺量≥50%的砌块，要求抗冻标号为F50，这是考虑到使用环境条件差、粉煤灰掺量过大的砌块，在应用中往往产生不良后果，所以对抗冻性提出了严格的要求。（5）我国轻集料小砌块强度等级和密度等级目前我国各类轻集料小砌块强度等级和密度等级大致范围见表2。2.3北方地区轻集料小砌块在节能建筑中的应用我国轻集料小砌块产品约有80%用于框架填充墙，用于低、多层建筑承重用轻集料小砌块的发展也较快。为充分发挥轻集料小砌埠的节能作用，现将北方地区建筑中应用轻集料小砌块实现节能达标的有效途径做介绍。主要有以下5种：（1）单一超轻陶粒混凝土小砌块采用单一材料节能达标，施工方便，效率高，比较理想。但首先必须生产符合当地需要的密度等级的超轻陶粒，配制相应的超轻陶粒混凝土小砌块，用其制造单一材料墙体达到外墙节能标准要求。（2）轻集料小砌块外保温复合墙体采用轻集料小砌块外保温墙体可利用小砌块本身的保温性能，减少保温层厚度，为实现节能6.5%创造有利条件，同时也可满足住户任意钉排的装修需要，在有些寒冷地区比较受欢迎。（3）轻集料小砌块交替组砌夹芯笨板根据各地节能标准要求，采用不同密度等级的轻集料小砌块复合不同厚度的笨板达到节能标准要求。为了不用或少用连接钢筋，采用砌块交替组砌，可防止水平、垂直灰缝产生的“热桥”，可以满足平均传热系数，达到节能标准要求。（4）轻集料小砌块空心内填聚笨板等高效节能材料为了充分利用现有生产厂家的生产设备，在砌块空心内填入聚笨板等高效保温材料，以达到节能标准要求，同盟者还可减薄墙体厚度，增加有效使用面积。为防止垂直灰缝产生的“热桥”影响墙体保温性能，应采取交替组砌，但水平灰缝必须采取保温砂浆，以保证平均传热系数的要求。（5）承重保温轻集料小砌块外墙采用填芯和夹芯为了保证承重保温轻集料小砌块墙体即能满足砌体强度要求，又能达到节能指标要求，采取空心内部分填芯，砌块间的空腔内必须插入笨板交替组砌，即可实现节能达标，又能防止垂直、水平灰缝出现“热桥”，同时排孔上、下采取孔壁相对，普通砂浆砌筑，以保证砌体强度。这种做法试验和使用实践效果都很好。3轻集料小砌块生产中存在的问题目前轻集料小砌块的产品质量不尽如人意，生产煤渣等工业废渣小砌块存在的问题更为严重。北京市建工检测中心2001年前后对82组陶粒砌块进行检测，其中强度等级不合格率达到82%。辽宁省工程质量检测中心2002-2003年协同省经贸委、国税局对全省部分城市工业废渣综合利用建筑材料进行检测，其中生产轻集料混凝土小型空心砌块21家，工业废渣斑要是粉煤灰、炉渣、煤矸石、胶渣、废石渣等，产品中废渣的掺加总量平均为60.24%，最高的达到83.15%.。在这21家中，产品强度等级不合格率达到4.8%，抗冻性不合格率达到23.8%（其中密度等级≤600的在不合格产品中占40%），普遍存在强度等级很低、密度等级却特别高的现象（如强度等级1.5级，而密度等级却是1200kb/m3）。目前我国轻集料小砌块存在的主要问题如下：（1）多数轻集料小砌块生产厂起点较低，资金投入少，规模小，成型设备较简陋，不能满足生产工艺的要求，致使产品外观粗糙、规格尺寸超标、缺棱掉角严重、砌块不密实、强度低，达不到标准要求。（2）企业末建立质量保证体系，质量意识淡薄，缺少或没有相关技术人员。绝大部分企业没有检测手段，对原材料不进行最基本的质量控制和检测，不会根据原材料和产品生产情况及时进行配合比调整，原材料无计量设备，养护制度不合理，大部分企业采用自然养护，砌块质量受气候影响较大。企业一般只能根据生产的砌块确定其强度等级和密度等级，而不能根据强度等级的需要配制所需的产品。（3）不少企业为了抢占市场、降低成本、增加利润，不惜牺牲产品质量。有的采取大幅度降低水泥用量，过多掺加粉煤灰；有的陶粒砌块厂家在生产中用大量煤渣取代陶粒，造成产品强度低、耐久性差；有的煤渣砌块厂家采用居民用锅炉煤渣，因燃烧不够充分，煤渣含碳量高，造成砌块吸水率偏大，抗冻性能、软化系数、干缩率等指标不合格。（4）有的砌块企业为了增加产量，扩大销售量，满足施工速度的需求，砌块成型后不到养护龄期即出厂。出厂前砌块堆放处无防雨和排水措施，因此相对含水率超标，强度偏低，砌块上墙后由于收缩造成墙体开裂。4建议和展望（1）强化对现有砌块生产企业的管理，进一步提高产品质量随着市场需求的扩大，建筑施工的逐渐规范以及相关新标准和技术规程的颁发实施，使用、施工、质检等单位对轻集料小砌块的质量要求日趋严格。单线生产规模小、装配水平低、技术力量薄弱、产品质量不稳定的小型企业必须进行改造，扩大规模，完善质量保证体系。对于不能改造、无质量保证体系的小企业要逐渐淘汰。要鼓励发展自动化程度高、配套设施齐全，单线年生产能力至少为5万m3的生产线。建议地方行政主管部门制订相应法规，加大对企业砌块产品及施工现场所用砌块的质量监督力度，严禁不合格产品在工程中应用。对以次充好、为降低成本用大量煤渣取代陶粒生产陶粒砌块等行为予以严肃惩处。（2）加强应用技术的研究增加资金投入，加强应用技术的研究。比如：进一步修改、补充和完善砌块生产和应用的标准、规程、规范和标准图；提供各类设计软件；对各类轻集料小砌块的规格尺寸、孔型进行设计研究；研究解决墙体裂缝的有效措施；研究和规范施工技术和装修技术；建筑节能技术研究等等。（3）因地制宜加速发展保温承重小砌块我国目前的居住建筑中60%-70%为多层建筑，一般不采取框架结构，也不采用预制空心板内墙承重，而采用整浇楼板，因此外墙砌块必须要承受一部分重量，因地制宜大力发展承重保温陶粒小砌块、煤矸石小砌块、浮石火山渣小砌块、次轻混凝土小砌块，以及生活垃圾废渣小砌块、建筑垃圾小砌块等，以适应市场需要。（4）市场需求量预测据有关专家预测，到2005年，全国各类砌块总产量将达到9200万m3左右，其中轻集料小砌块若按40%计算，接近4000万m3，每年还将以60万m3的量递增。据了解，目前全国各地都在新建和扩建陶粒及其混凝土小砌块厂，其中有大庆、江苏金坛、天津、广州、宜昌、襄樊、长春、吉林、鞍山、温州、宁波、石家庄等地。大庆去年已建成20万m3粉煤灰陶粒生产线，将用在砌块生产上。