常紅航　何鐵明

[摘要]空心磚具有良好的使用功能。它能滿足建筑設(shè)計所要求的強度,且具有良好的保溫性能。從空心磚的力學(xué)性能、保溫性能以及其節(jié)能性討論空心磚的優(yōu)勢和發(fā)展必然性。

[關(guān)鍵詞]空心磚 力學(xué)性能 保溫性能 節(jié)能性 發(fā)展趨勢

中圖分類號:TU4文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920112-01

一、引言

墻體材料在建筑工程中具有極其重要的地位,其量大面廣,占房建材料的70%。目前全國墻體材料總用量約相當于每年6千多億塊標準磚,估計到2010年社會需求會達到8千多億塊。長期以來,實心黏土磚在我國墻體材料產(chǎn)品構(gòu)成中占有統(tǒng)治地位。針對生產(chǎn)與使用實心黏土磚存在毀田取土、高能耗及環(huán)境污染等問題,大力發(fā)展與推廣使用節(jié)能、節(jié)土、利廢、多功能、有利于環(huán)保等要求的新型墻體材料已迫在眉睫,其中空心磚就屬于新型墻體材料的一個品種?？招拇u和實心磚相比,可節(jié)省大量的土地用土和燒磚燃料,減輕運輸重量;減輕制磚和砌筑時的勞動強度,加快施工進度;減輕建筑物自重,加高建筑層數(shù),降低造價。而空心磚的保溫性能和力學(xué)性能又是影響其推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

二、影響空心磚保溫性能的因素

(一)空心磚材料的密度

空心磚的材料密度越小(即材料中空隙度越大),其導(dǎo)熱系數(shù)越小,其保溫性能越好。不同空心磚的密度(見表1)。

(二)空心磚的孔型

在空心磚外壁和內(nèi)壁厚度相同的條件下,不同的孔型對空心磚的導(dǎo)熱系數(shù)影響較大,其中矩形孔的導(dǎo)熱系數(shù)最小,其余依次為菱型、方型、圓型(見表2)。

(三)空心磚的孔洞率

一般空心磚的導(dǎo)熱系數(shù)與其孔洞率成反比?？锥绰试酱?其導(dǎo)熱系數(shù)越小,保溫性能也越好。

(四)空心磚的孔洞的大小及排列

在同樣孔洞率空心磚中,小型孔洞較大型孔洞的空心磚的導(dǎo)熱系數(shù)低,其保溫隔熱效果好?？招拇u的孔洞排列在同樣孔洞率的條件下,孔洞多排排列(小孔、多排)的導(dǎo)熱系數(shù)比單排排列(大孔、單排)的低(見表3)。

三、影響空心磚力學(xué)性能的因素

(一)空心磚的孔洞率

1.當空心磚的孔洞率小于35%時,垂直孔空心磚的抗壓強度相當于實心磚。當孔洞率為35%-40%時,對抗壓強度僅有輕微影響因為孔洞率的增加,使擠出磚坯的壓力增加,從而使空心磚的內(nèi)外壁密度增加,補償了。由于增加孔洞率而減少的抗壓強度,當孔洞率為40%-50%時,砌筑后的墻體強度會有所下降。

2.空心磚的抗折強度一般是隨著孔洞率的增加而降低的,空心磚的厚度較大時,對抗折強度影響大,但使孔洞互相錯開排列可以增強其抗折強度。

(二)空心磚的孔洞方向

空心磚垂直于孔洞方向的強度較平行于孔洞方向的強度低60%-80%(這就是承重空心磚的孔洞大多為豎直孔;而非承重空心磚的孔洞大多為水平孔的原因)。故承重空心磚在使用時應(yīng)注意使孔洞的方向垂直于地面。

(三)空心磚的外壁壁厚

一般來說,在同樣孔洞率的條件下,小孔、多孔空心磚比大孔、少孔空心磚的抗壓強度和抗折強度高。如,當大孔、少孔的承重空心磚孔洞外壁壁厚小于20mm-25mm時,其強度顯著下降;而多孔、小孔承重空心磚外壁壁厚分別為為20mm、15mm、12mm時,其強度基本一致。為保證空心磚具有良好的力學(xué)性能,小孔、多孔的空心磚的外壁壁厚可以薄一些;而大孔、少孔的空心磚的外壁厚度則要厚一些。

四、空心磚的利廢性

生產(chǎn)空心磚可以用很多種工業(yè)廢料如:粉煤灰、電石渣、煤矸石、煤渣等既節(jié)省了能源又保護了環(huán)境。利用上述廢料生產(chǎn)的空心磚,性能可以滿足承重墻體與非承重墻體的要求;孔洞率達到25%以上,具有保溫性能,產(chǎn)品資經(jīng)濟效益好。

利用粉煤灰、電石渣生產(chǎn)空心磚還可以實現(xiàn)創(chuàng)收:以生產(chǎn)規(guī)模為5000萬塊/年粉煤灰磚進行投資預(yù)測,該項目勞動定員為135人。經(jīng)濟效益分析:

1.產(chǎn)品原材料成本:非承重磚0.0663元/塊,46元/m3,承重磚:0.173元/塊,121元/m3;

2.產(chǎn)品生產(chǎn)綜合成本按分別為0.09元/塊與0.20元/塊;

3.產(chǎn)品綜合市場價分別按0.18元/塊與0.25元/塊;

4.該產(chǎn)品利用粉煤灰、電石渣及煤渣在75%以上,按免稅產(chǎn)品計算,年利潤達350萬元。

五、新型墻體材料的發(fā)展

建材行業(yè)中新型墻體材料工業(yè)屬年幼行業(yè),但其特點是量大面廣。這里提示墻材企業(yè)應(yīng)清醒的認識到,企業(yè)要生存就必須不斷的發(fā)展才能在激烈的市場競爭中站住腳。發(fā)展的方面:一是規(guī)模的發(fā)展;二是提高產(chǎn)品質(zhì)量;三是不斷的提高企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量;四是不斷的規(guī)范企業(yè)管理工作。其目的是使企業(yè)不斷達到升華,促進行業(yè)的進步。

從使用觀點看,燒結(jié)制品可能會是主要墻體材料,從我國實際出發(fā),煤矸石、頁巖、粉煤灰、各種尾礦粉、江河淤泥土、荒丘地等,都是燒結(jié)磚原料,全國各地也都有這類燒結(jié)磚廠。從環(huán)保觀點看,燒結(jié)磚會消耗大量煤炭石油等不可再生資源,而且大部分燒結(jié)廠規(guī)模小,能源利用率低,污染嚴重。所以,燒結(jié)制品應(yīng)向大規(guī)模、高環(huán)保邁進;利用核能燒結(jié)或許是以后燒結(jié)制品的走向。從建筑節(jié)能方向情況看,需要提高孔洞率,向大塊、高強度等功能方面發(fā)展。此外據(jù)有關(guān)資料報道,我國在墻材燒結(jié)制品方面,先后曾引進10余條生產(chǎn)線,在促進我國磚瓦工業(yè)進步方面,取得了很大成績。

六、總結(jié)

綜上所述,空心磚比實心磚優(yōu)越。而且,使用空心磚后對用戶、建筑業(yè)和建材三方均有利可圖。因此,國家倡導(dǎo)推廣和發(fā)展空心磚產(chǎn)品,在政策上視為新型建筑材料,給予優(yōu)惠貸欲和減免增值稅的政策。同時為保護國土資源,使用空心磚功在當代,利在千秋有著歷史性的意義?？招拇u質(zhì)輕、強度高適合未來空間緊張的城市高層建筑;保溫性適合北方寒冷地區(qū);隔音降噪性能好、環(huán)保、無污染,是框架結(jié)構(gòu)建筑物的理想填充材料。空心磚在將來的建筑將占有不可或缺的一席之地。

參考文獻:

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作者簡介:

常紅航(1988-),男,漢族,河南省封丘縣人,中南大學(xué)土木建筑學(xué)院本科在讀;何鐵明(1986-),男,漢族,黑龍江省明水縣人,中南大學(xué)土木建筑學(xué)院本科在讀。