时间:2022-07-04 20:57:15
序论:在您撰写建筑材料论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
建筑材料检测,最为重要的就是要运用标准的检测方法,只要方法正确和标准,才能使建筑材料检测取得实效。一是在材料性能检测方面,最为重要的就是对建筑材料检测样品的取用必须规范,这样才能使检测数据报告更加准确,因而要开展建筑材料检测过程中,必须按照取样和送检的规定进行,只有确保取样和送检符合规定流程,才能使检测更具真实性和准确性,进而做出准确、科学的检测报告。二是要抓住“代表性取样”这一关键环节,因而取样的部位、取样的多少、检测的方法,都会使建筑材料检测的结果造成重要的影响,这就需要在取样过程中,必须按照国有规定,选择那些具有代表性的建筑材料检测样品,并且要把好样品关,这样才能保证建筑材料检测效果。三是要高度重视建筑材料检测过程中的温度和温度等的影响因素,无论是温度,还是温度,都会对建筑材料检测造成重要的影响,这就需要对建筑材料进行检测过程中,必须严格按照养护标准和检测标准进行检测,只有这样才能使检测结果更具“可比性”。四是高度重视试件尺寸和精度,试件必须要按照标准的尺寸和精度进行材料力学的性能测试,通过质量检测,如果试件的尺寸及形状都符合要求,就说明该试件是标准的试件,但是混凝土抗压强度值会受到其试件的准确度高低而影响检测结果;特别是由于不同的建筑材料具有很大的差异性,比如不同的加荷速度检测具有不同的效果,在常温条件下检测水泥的性能,那么对呢的强度值就会超过其本身的强度值,而造成一定的误差,因而必须注意加荷速度和荷载。
二、建筑材料检测注意事项
对建筑材料的检测,除了要高度重视建筑材料检测的步骤和方法外,还必须对建筑材料中的一些注意事项给予高度重视,这样有利于提高检测的真实性、完善性和有效性。一是要加强对检测人员的教育和培训,使检测人员能够按照规范化、标准化和规定流程进行检测,同时还要提高检测人员的检测技术水平,加大对检测设备的投入力度,提升检测设备的整体水平,这样将有利于更好的开展建筑材料检测。二是要注重处理好建筑材料检测数据,由于建筑材料检测工作受多种因素影响,因而在进行同组试件检测过程中,极易出现检测结果出现很大“离散性”的现象,因而必须对建筑材料的检测进行科学的分析和选择,做好检测结果的取舍,这样能够保证建筑材料检测结果更加准确。三是要给予建筑材料检测以高度的重视,特别是要把好“三证关”,同时还要按照国家有关规定,进一步健全和完善建筑材料检测标准、检测制度、检测机制和检测保障,同时必须选择那些具有资质的检测单位进行检测,这样能够确保检测结果的可靠性。四是要注重检测的“多元化”,采取多种方式对建筑材料进行“综合性”检测,比如对于已经具备生产许可证和安全认证的建筑材料,除了要对“两证”进行检测外,还必须对其外观、数量、指标、性能、规格、型号等进行全面检测,即使“两证”具全的建筑材料,如果不合格,也坚决不能使用。
三、结语
一些建筑企业将细砂替换成粗砂进行取样检测,没有及时调整砂石的含水量,没有严格按照建筑材料检测标准来检验碎石颗粒级配,在建筑其他材料取样过程中,只抽检质量好的,忽视砖材掉角缺棱的问题,并且没有按照建材要求来检测材料的抗压强度,出现材料技术与质量隐患等。
2、提高建筑材料检测有效性的主要措施
2.1控制建筑材料检测的工作细节建筑材料检测过程中要重点对检测工作的细节加强控制,特别对于检测温度和湿度这两个主要细节要加以强化,要根据建筑材料的理化性质,严格控制建筑材料检测工作的温度与湿度变量,提高建筑材料检测的准确性,做到对建筑材料全面地检测,做到对建筑材料检测工作科学性和可靠性的保证。
2.2设置科学的建筑材料检测项目建筑材料检测工作应该突出关键性的检测项目,只有选择适宜的参数才能够确保建筑材料检测的质量,也才能发现建筑材料存在的隐患与问题。由于建筑材料多种多样,必须建立起科学的项目,已达到提高建筑材料检测效率,提升建筑材料检测质量的系统性目标。在具体的建筑材料检测过程中,应该根据国家强制规范和行业材料技术标准,设置合理而科学的检测体系,例如:在水泥检测中应该将细度、标号作为重点项目;在骨料检测中应该将粒径等级、含泥量、理化稳定性作为检测重点,已达到对建设质量、效率的保证。对于特殊的建筑材料应该重点控制检测项目的完整性,使特殊材料的性质和质量保持在技术和设计的需要范围内。
2.3规范进行建筑材料检测和操作规范和严谨是取得高质量建筑材料检测工作的基础,也是决定建筑材料检测工作水平的保障,特别在建筑材料多样和工程结构复杂的今天,必须通过规范和熟练的建筑材料检测,才能够确保对建筑材料质量和性质的准确检测和科学认定。应该建立建筑材料检测工作的责任体系,树立建筑材料检测人员的规范意识,使建筑材料检测人员能够根据设计和压球合理制定建筑材料检测的方案,踏实进行建筑材料检测工作,以做到对建筑材料检测质量的保障。
2.4科学处理建筑材料检测数据建筑材料检测工作具有分散性、专业性的特点,加之建筑材料种类众多,建筑材料检测得到的数据和结果往往具有离散性、复杂性和孤立性的特点,出现建筑材料检测结果偏差是常见的现象,这就需要对建筑材料检测数据的科学处理。应该对偏差进行全面、客观地分析,探寻误差产生的原因,做到对建筑材料检测过程的有效认定,使建筑材料检测结果回归到建筑材料真实的状态和性能,以便建筑施工中采取针对性的措施,避免因建筑材料检测数据而产生的建筑质量问题和安全风险。
3、结语
1.1历史背景分析。建筑具有极强的社会属性,能够充分代表城市肌理和文脉片段。建筑历史是通过传统材料的记录进行呈现的,其从某种程度而言留下了历史印记,具有一定影响和心理暗示。人作为具有情感的高级动物,对传统材料自身具有的亲切属性和自然属性能够直接产生认同感。
1.2发展现状。自改革开放以来,我国科学技术水平迅速发展,建筑行业也迎来蓬勃发展的时期。传统的建筑材料受现代科学技术的影响,自身发生巨大变革,新的建筑理念和技术水平对传统建筑材料赋予了全新的概念和意义,表现手法也由保守向夸张过渡。传统观建筑材料自身具备独特的艺术感染力,无论是空间还是时间都能实现进一步拓展与丰富,美学质量得到有效保证,让人在视角效果上实现美。目前,诸多建筑师认识到现代地域建筑融合地方情感的重要性,不仅能够显示出时代特征,还可以对传统建筑材料进行延续。现代建筑中融合传统建筑材料充分体现了当地人文自然的本质,体现出人文关怀。
1.3研究传统建筑材料的作用及内在本质。所谓传统建筑材料是指传统土木建筑结构所有材料的总称。传统的建筑材料主要有:砖、瓦、沙石、石灰、石膏、菱苦土、水泥、混凝土、木材、竹材等等。现代建筑师们采用传统建筑材料的实例进行分析与探讨。在传统建筑材料和现代建筑材料的运用下,体现建筑魅力,使传统建筑材料的潜能得到极大的发挥。
2新理念在传统观建筑材料中的体现
在全球化的今天,世界各国无论是在经济方面还是文化方面都相互交融,世界文化与传统文化更是无法避免的相互交织。而处于这种世界发展趋势之下,我们应该正确看待传统建筑材料,在当地传统建筑材料的基础之上,将外来的和新的信息和资源进行借鉴。目前,地域性的建筑的建设不仅要考虑利用高科技水平和材料,还需要考虑如何与传统材料有效结合,在保持传统建筑自身属性的基础上实现创新,以顺应时展要求。当前,随着高新技术工艺的水平的提高,为传统建筑材料的发展创造了更多的机会与平台。
2.1传统与当代建筑材料的结合。传统建筑材料的存在方式不仅是单一的材料,通过和当代新材料的结合,赋予传统建筑材料艺术的气息。根据传统材料的不同特性和新型材料相互结合,取其精华,去其槽粕。给现代建筑带来强烈的传统艺术情感,同时也弥补了传统材料的不足。在新型建筑材料的不断发展下,钢节点的采用很好的弥补了木质结构的强度弱的问题,而当代把钢木结合起来作为新的建筑材料,也成为了当代木构的主要特征。如Tarnow小礼拜堂,它位于波兰中部维斯瓦河岸边一个小村庄里,由私人投资修建(这在波兰来说非常罕见)。该教堂是作为地方社区一个冥想和祷告的地方而建,完全由木材搭建,除了有一堵玻璃墙之外没有任何其他的窗户,这堵玻璃幕墙是祭坛的背景,在教堂内部,你可以通过遥望河流和遥远的地平线达到安宁。木构件通过井字状的钢节点把竖向设计得非常精致、巧妙的支撑构件和斜方向的连接件连接在一起,就好像木构件只是简单的靠在一起一样,同时和木柱周围的数目融合在一起,使得整个建筑看起来非常轻盈、迷人。这些新旧材料相互交织在一起,是时间和历史划过的印记,是新旧时代变换的象征,象征着勃勃生机。
2.2传统建筑材料融入现代新技术。新技术的开发与创新,虽然使得各种新材料的不断出现,但是同时也推动的传统建筑材料的进化。每一次的技术改革,都使得建筑形式发生重大的变化,而传统建筑材料在现代建筑中运用与结合,使二者又撞击出了新的灿烂的火花。新技术与传统材料的结合,赋予了传统建筑材料新的生命,使得传统建筑材料的性能得到了改善,使传统建筑材料的使用领域更加广泛,传统材料不再是传统文化的符号,更是现代建筑塑造强烈的艺术表现力。传统建筑材料和新技术的结合,赋予了传统材料的节能塔形,这是传统材料的延续与发展的体现。在芝贝欧文华中心设计中,著名建筑师伦佐•皮亚诺对当地的棚屋的建造技术进行了研究与探索,从中提取出了“编制”这一构筑模式,他把封闭的屋顶面向天空敞开,把外侧的木肋弯曲向上延伸收束,高低起伏变化,并且获得了较抽象的”容器“意向图。它的外形是由计算出的流体力学模拟气流空洞试验决定的,同时达到了自然通风和减少风载荷的目的。
2.3传统建筑材料融合新加工工艺。材料自身不是永不改变的,传统材料自身只有经过进化、改革、变革,才能适应社会的发展,符合当代社会的需求。新型的加工工艺让传统的建筑材料的质感、重量等性能发生变化,使得传统建筑材料的色彩、色泽、光泽、文理,符合当代社会的需求,在当代建筑中占有一席之地。著名建筑师阿道夫•鲁斯,把各式各样的石材运用现代机械经过切割、加工形成面纱的感觉。使其在传统的基础上更具自由行和轻薄感。密斯•凡德罗在巴塞罗那展览馆中见证了薄石表面的可能性。他那介于真实表面和反射表面之间的空间(水池、抛光玛瑙石、大理石、浮动的玻璃和层层叠叠的石灰石隔板),给人以梦幻般的室内空间。同时密斯采用石结构在光、反射和强表面之间,在玻璃的透明性和石板的不透明性之间各种变换。在密斯的作品中石材的颜色和比例都给人呈现出迷人的感觉。石材的使用使建筑自身增加了不少的色彩,令人更加着迷。
3结束语
1.1生态建筑材料的概念
生态建筑材料也称绿色建筑材料、环保建筑材料,是指在原材料的获取、材料的制备、材料的使用和材料的废弃再利用等过程中,对环境产生的负荷最小且对人的健康有益的材料。
1.2生态建筑材料的特点
生态建筑材料的概念来自于生态环境材料,所以其特征主要表现在:首先是节约资源和能源;其次是环境污染小,避免温室效应和破坏臭氧层;再次是容易回收和循环再利用。与传统的建筑材料相比,生态建筑材料具有以下几个显著的特点:(1)原材料的选取尽可能少用天然材料,多用废弃物。(2)采用先进的生产工艺,减少材料生产过程中的能源消耗和污染。(3)在材料生产过程中不添加对人体和环境有害的物质。(4)材料的设计是以提高人的生活质量和改善环境为目的。(5)副产品容易回收和循环利用,环境负荷小。(6)具有地方特色,降低运输能耗。(7)包装材料尽量少。
1.3生态建筑材料的分类
不同的研究者对生态建筑材料的分类不同。有研究者认为可分为:天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材;也有研究者认为在此基础上还应加上利用可再生能源的复合型建材;还有一些研究者认为根据生态建材的性能分为:节能型、利废环保型、安全舒适型、保健型和特殊环境型。
2无机生态建筑材料
2.1生态水泥
水泥是一种重要的建筑材料,当今社会的发展离不开水泥,从工业与民用建筑、公路、铁路到架桥等,这些建筑设施极大地改善了人们的生活。但是水泥行业也给资源、能源以及环境带来了很多负面的影响。每生产1t水泥要消耗大约2t的石灰石,0.4t的标准煤,同时排放约1t的CO2,还有含NOx和SO2的粉尘和烟尘。我国的水泥产量在2013年上半年已高达10.96亿t。据此计算,水泥行业消耗了大量的资源和能源,排放了大量的有害物质,对人类的健康造成了威胁,也带来了巨大的环境负担。但同时我们也应该看到,水泥生产时的高温环境可以安全有效地处理垃圾,且水泥行业可以消耗大量的工业废料,如粉煤灰、矿粉、硅粉、煤矸石、钢渣等。可见水泥行业挑战与机遇共存,发展生态水泥是水泥行业的正确方向。生态水泥是指利用固体废弃物及其焚烧物为原料,应用一定的工艺制成的无公害水泥。生态水泥的生产方式主要有两种:一是提高原材料的利用程度;二是应用科学的方法寻找新的水泥生产原料。
2.1.1高贝利特水泥
高贝利特水泥属于硅酸盐水泥系列,其生产工艺和原材料与硅酸盐水泥大致相同。硅酸盐水泥熟料煅烧过程中的热耗主要包括两个方面:一是碳酸钙的分解;二是高温矿物的生成,主要是阿利特的生成。传统硅酸盐水泥熟料的烧成温度一般为1450℃,其中贝利特的含量为20%~30%;而高贝利特水泥熟料中的贝利特含量为50%~55%,贝利特的烧成温度为1200~1250℃,所以生产高贝利特水泥可以节约大量的燃料,降低CO2、SO2以及NOx的排放。另外,高贝利特水泥原料中钙质原料的含量较低,可减少石灰石的用量,也可选用品质较低的石灰石。高贝利特水泥的3d、7d强度比通用硅酸盐水泥低,但28d强度基本持平,90d强度会超过通用硅酸盐水泥;高贝利特水泥比通用硅酸盐水泥的水化热低,干缩小,抗冻性及抗碳化性好。
2.1.2少熟料和无熟料水泥
少熟料和无熟料水泥是指在水泥中少使用或不使用硅酸盐水泥熟料的一类水泥。我国每年产生大量的工业废渣,如粉煤灰、矿渣、火山灰、硅灰、钢渣、煤矸石以及石灰石粉等。经过国内外学者的研究,采用混合材取代部分水泥熟料已经有了较完善的技术标准。在欧洲,掺混合材的水泥占水泥总产量的一半以上。在我国,掺混合材的水泥的应用也十分广泛。掺混合材不仅节约了能源,使废渣得到了二次利用,而且在某些方面可以改善水泥的性能。少熟料水泥中的混合材通常需要在水泥水化产生的Ca(OH)2的作用下进行二次水化反应,无熟料水泥通常需要添加碱组分来激发水化反应。无熟料水泥方面研究比较多的有碱矿渣水泥、石膏矿渣水泥、钢渣矿渣水泥以及砌筑水泥等。
2.1.3低温再生水泥
我国正大力发展基础建设,这必然会导致建筑垃圾的大量产生,保守估计,我国每年废弃的混凝土要达到近亿吨。国内外学者对废弃混凝土利用途径的研究主要集中在制备再生水泥和再生骨料。低温再生水泥是从废弃混凝土中分离出水泥石粉末,在650~700℃下煅烧所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行业的能耗,而且高效地利用了废弃混凝土。胡曙光等研究发现不同温度下煅烧得到的胶凝材料对水泥水化的影响不同,其中在650℃下煅烧得到的胶凝材料可以加快水泥的水化和改善水泥的凝结硬化性能。
2.2生态陶瓷
2.2.1抗菌陶瓷
微生物可以降解有机物,但是微生物的存在也对人类的生存造成了威胁。1996年,在日本全国范围内爆发的病原性大肠杆菌感染事件,2003年我国发生的非典和近年来的禽流感,这些事件的发生使得抗菌材料越来越受到人们的重视。抗菌陶瓷是陶瓷产品在原有的基础上添加了抗菌新功能的陶瓷材料。抗菌陶瓷根据抗菌剂的种类可以分为3种:金属离子掺杂型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其他抗菌陶瓷。抗菌陶瓷的生产方法有两种:一种是在干燥胚体的表面添加抗菌剂;另一种是在陶瓷所施加的釉中添加抗菌剂。金属离子抗菌剂主要是Ag+和Cu2+,其作用机理是这些金属离子可以固结生物体中的蛋白质。我国有很多学者对TiO2光催化抗菌陶瓷进行了研究,TiO2是一种典型的半导体氧化物,光照射使TiO2表面产生空穴,这种空穴与表面吸附水或OH-发生反应生成•OH。•OH可以氧化大部分的有机物和部分无机物,生成对环境无害的CO2和H2O。其他抗菌陶瓷主要是通过多种抗菌剂复合使用,产生良好的抗菌效果。胡海泉等研究了光触媒系和银系的复合抗菌陶瓷,发现其在黑暗中24h内的杀菌率为100%。
2.2.2陶瓷透水砖
在城市化进程中,水泥混凝土和沥青路面越来越多,这些路面由于透水性差带来了很多问题,如雨天排水不及时易引发事故、雨水进入地下水的渠道受阻使得地下水水位下降。陶瓷透水砖是以工业废料、建筑垃圾及生活垃圾为原料,经过粉碎、压制成型、低温烧成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料,将其应用于城市路面不仅可以缓解城市排水系统的压力,而且可以吸收车辆噪声。吕淑珍等以萤石尾矿和珍珠岩废矿粉为原料制得陶瓷透水砖,该产品完全达到了透水砖的技术指标。殷海荣等利用陶瓷废料、黏土、废玻璃为原料制得陶瓷透水砖,其透水速度可达0.10cm/s,砖的强度可达12.1MPa。
2.3生态玻璃
2.3.1自洁玻璃
自洁玻璃是指表面具有纳米级光催化剂TiO2薄膜,在光照作用下能自发地分解表面大部分有机污染物和部分无机污染物的玻璃。自洁玻璃表面具有超亲水性、亲油性和光催化性。在阳光作用下,TiO2半导体以其特有的强氧化性使污染物分解成相应的无害物质,不会污染环境。刘欣等研究了用矾离子缩短Activ玻璃表面的TiO2薄膜的亲水性光致时间,发现矾离子注入能量为90keV、掺杂浓度为6×106ions/cm2时玻璃的光致亲水性最佳。王承遇等采用溶胶-凝胶法离心镀膜工艺在玻璃表面制备ZnFeO4-TiO2复合膜,试验结果表明,在同样的日照条件下,ZnFeO4-TiO2复合膜自洁玻璃的光催化效率比TiO2膜自洁玻璃高出4倍以上。
2.3.2泡沫玻璃
泡沫玻璃是一种以废玻璃或其他各种富含玻璃相的物质为主要原料,经过粉碎磨细、添加发泡剂等材料,均匀混合形成配合料,再将其放置在特定模具中,经熔融、发泡、退火等工艺加工而成的气孔占体积80%~90%的隔热、隔声材料。与其他无机隔热材料相比,泡沫玻璃具有导热系数小、不燃、不吸水、可锯可钉、强度高等优点。很多学者对泡沫玻璃这种生态材料进行了研究,方荣利等利用粉煤灰研制泡沫玻璃,通过试验得到了各原料的配合比,制得的泡沫玻璃质轻、高强、保温性能好,为粉煤灰的利用开辟了新途径;涂欣等以废玻璃、脱镁硼泥为主要原料,探索了制作泡沫玻璃的最优配合比,并对发泡剂、助溶剂等添加剂的掺量进行了优化,在优化条件下可制得气孔分布均匀的泡沫玻璃。
3结语
1.1木材
在自然界的灾害中,破坏力最大的就是地震,至今依然是无法准确预测。地震不但会导致建筑物倒塌,而且还会造成重大的伤亡事故。全世界每年由于地震灾害死亡的人数可达数万人,引起的财产损失有数千亿元人民币。在统计全球的地震破坏后的案例中,木结构建筑显示出了优越的抗震性能。震灾调查以后,倒塌的建筑中大多数是砖混结构以及框架结构,而木结构为主体的建筑都基本保持完好,基本没有倒塌。这说明了木结构建筑的抗震性能大大高于其它的结构,木结构具有高抗震性能的原因是:木材的质量较轻、建筑的层数一般较少,所以受到的地震作用(惯性力)较小,同时利用木结构各种节点能很好的消耗地震对结构产生的能量,从而保证在大震时木结构建筑物的稳定性以及完整性。即使在大震作用下建筑结构倒塌的最坏情况下,由于木材的质量和硬度比钢材以及混凝土等建筑材料小得多,所以对人们的健康伤害也要小的多。
1.2块材
块材和砂浆组成砌体结构,按照材料分,包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。砌体结构在我国应用很广泛,这是因为它可以就地取材,有较好的保温隔热性能。较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材,砌筑时不需模板及特殊的技术设备,可节约木材。砌体结构的缺点是自重大、体积大,砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间黏结力较弱,因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低。由于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其遭受地震时破坏较重,抗震性能很差,因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施,以提高其延性和抗倒塌能力。此外,砖砌体所用黏土砖用量很大,占用农田土地过多,因此把实心砖改成空心砖,特别发展高孔洞率、高强度、大块的空心砖以节约材料,以及利用工业废料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心砖块代替红砖等都是今后砌体结构的方向。
1.3混凝土
混凝土为主制作的结构称为混凝土结构,包括素混凝结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土材料也是脆性材料的典型。在2008年汶川地震中,震中地区钢筋混凝土房屋破坏严重,特别是2000年以前的混凝土结构建筑,几乎全部倒塌,这些建筑结构破坏有一个共同特征,都是在发生变形处混凝土溃碎,完全丧失了承载强度,钢筋外露,混凝土材料的力学性能完全丧失殆尽,这主要是当时设计和施工原因。2000年后的混凝土结构由于采用了新的抗震标准设计以及施工水平的提高,大多结构没有出现倒塌。从这点来看混凝土材料虽然时脆性的,但通过合理的设计和施工是完全能够满足结构的抗震需求的。
1.4钢材
使用钢材作为建筑结构称为钢结构,钢结构具有以下优点:强度高、强重比大;塑性、韧性好;材质均匀,符合力学假定,安全可靠度高;工厂化生产,工业化程度高,施工速度快。同时,钢结构也具有耐热不耐火、易锈蚀、耐腐性差等缺点。钢结构广泛应用在重型结构及大跨度建筑结构,多层、高层及超高层建筑结构,随着我国钢铁产量的日益增加以及我国用钢政策的调整,钢结构将会更加广泛地应用在各个领域。由于是钢结构建筑具有良好的延展性,属于延性材料,所以可以很好地衰减地震能量,有效地减少地震作用对建筑的破坏。钢结构在进行建筑抗震设计时,应该特别注意强度、稳定以及刚度上满足承载力和正常使用要求后,还要从延性和耗能上提高钢结构的抗震性能,减小地震破坏力,保证大震不倒的设计思想。
2结语
砌块作为一种新型的建筑材料,其产生的经济效益和社会效益已经为人们所知,究其原因,砌块有着粘土砖所不能比的优越性,主要有以下几点:
1.1砌块种类繁多
砌块按照不同的划分形式有很多种类。按照质量和尺寸的大小可分为小砌块、中砌块和大砌块,小型砌块高度在115mm~380mm;中型砌块的高度在380mm~980mm;大型砌块的高度都在980mm以上,常用的砌块是中、小型砌块。砌块按照外形可分为实心的和空心的两种,空心率小于25%的称为实心砌块,空心率大于或等于25%的称为空心砌块。空心砌块又有三种形式,分别为单排方孔、单排圆孔和多排扁孔,其中多排扁孔保温效果较好。根据材料不同又可分为普通混凝土与装饰混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、免蒸加气混凝土砌块、粉煤灰小型空心砌块和石膏砌块。按照砌块在砌筑过程中的位置和作用还可分为主砌块和辅助砌块。注意在选择砌块的时候一定要了解砌块的吸水率,对于长期浸水、经常处于干湿环境交替和冻融循环的部位需选用吸水率小的砌块。目前常用的砌块主要有混凝土砌块、粉煤灰砌块、石膏砌块、复合砌块四大类。
1.2砌块不以土为生产材料,能耗低
与粘土砖相比,砌块不但节约粘土资源,在其成型和养护期间总能耗也比较低,在砌筑过程中砌块的工作量小,节约人工,砂浆用量也少,能真正达到节能环保的要求。
1.3砌块自身重量小
砌块自身重量与粘土砖相比较轻,在材料运输和地基处理上都减少难度,由于自身重量较轻,也提高了结构的抗震性。
1.4使用砌块可方便施工,加快施工进度
由于每平墙体需要的砌块数量比粘土砖数量要少,工人弯腰取块挂灰的次数减少,降低了砌筑的劳动强度,提高了砌筑的施工速度。
1.5使用砌块砌筑墙体可减少公摊面积
砌块在多层和中高层建筑房屋墙体砌筑时可以采用190mm厚的墙,在相同建筑面积条件下可增加有效使用面积,减少公摊。
1.6砌块尺寸精确
加气混凝土砌块表面平整,尺寸精确,容易提高墙面平整度,它可以随便加工,可锯可断,施工便捷。轻集料混凝土小型空心砌块密度较小、热工性能较好。
2砌块在应用推广中面临的问题
从砌块建筑的实际情况来看,砌块建筑存在的主要问题在三个方面:
(1)建筑外墙隔热保温差;
(2)室内二次装修不便;
(3)建筑墙体容易产生裂缝。这三个问题中最容易引起人们关注的就是裂缝问题,因为裂缝问题的普遍存在,在砌块的推广中产生了阻碍,因此必须分析原因采取措施进行防治。砌块导致裂缝产生的原因主要是设计构造问题、砌块本身的质量和砌块施工质量三个方面。
2.1设计构造问题
砌块在作为后砌填充围护结构砌筑时,如果墙体尺寸和砌块尺寸不匹配,很难在砌筑时用砌块全部填满,那么砌体与混凝土框架梁、板、柱等结构连接不紧密,孔隙过大容易造成开裂。如果设计墙厚过小,砌筑砂浆强度过低,也会因为墙体刚度不足造成开裂。
2.2砌块本身原因
砌块与烧结砖相比,由于材料原因,吸水率和干缩值较大,且混凝土干缩时间长,砌块在上墙后还在发生收缩,墙体沿着砌块或灰缝走向发生开裂。
2.3砌筑施工原因
施工造成裂缝原因很多,如在砌筑过程中对砌块的砍凿、使用不同材料的砌块混砌、砌块龄期不足等原因造成的墙体开裂;砌块与柱连接处和施工预留洞口填塞部位处理不当,没有加拉结钢筋;砌块在运输、堆存过程中没有防雨防潮,或雨季施工淋湿砌块,致使砌块上墙时含水率过大,墙体因收缩发生的裂缝;没有在大面积墙面灰缝中设置钢丝网;还有砌块没有错缝对孔搭砌,灰缝不饱满,砂浆和易性差,日砌高度过大等均会造成墙体开裂。还有一个重要的工序———抹灰,砌筑墙体一般都加装饰层,外墙还要粘贴饰面砖,如果砌块墙面基层处理不好,抹灰饰面就会起鼓开裂,甚至脱落。
3防止墙体开裂的措施
(1)墙体施工应该按照结构设计规定,按规范规定间距设置混凝土构造柱,窗台处砌筑缝和墙体洞口开洞处沿砌缝应在水泥砂浆中设置钢筋网片拉通,东、西开间的墙体与各楼层地面连接处应采用钢筋拉接,间距500mm,并进行构造处理,一端埋入墙内,一端埋入现浇板缝内。砌块内的建筑配筋应采用冷拉带肋钢筋。
(2)严格控制砌块上墙含水率,控制日砌高度,控制好灰缝厚度。抹面砂浆应适当提高灰砂比,墙面增挂钢丝网,用于外墙时进行饰面处理或憎水处理。厨房和卫生间墙体既要挂灰也要防水,抹灰层处理不当也易造成渗漏。开洞槽埋管线后,要做好填塞及抹灰面层的处理,避免出现局部开裂。为了减少抹灰层开裂,在不同材料的接台部,新旧砌体连接处及开槽位置,抹灰层钉上钢丝网或加防裂网布。
(3)墙体施工时,砌块端槽应用砂浆堵实,墙体做勾缝处理,提高竖直灰缝的饱满度,外墙基层采用混合砂浆进行粉刷,掺加外加剂,提高外墙抗渗性能。
(4)推广应用多排混凝土小型砌块,既可以提高墙体刚度,解决渗漏水问题,也有利于提高抗裂、抗震性能,还可以解决隔热保温性能差的问题。
(5)保证砌块生产质量,必须保证砌块养护龄期,龄期不到不允许出厂,出厂时必须有出厂合格证和检验报告。
(6)在砌块建筑施工中,砌块排列图是进料和储存计划的依据。对于这种新型材料如果不做详细的砌块排列图,很难对各种砌块的用量做到心中有数,很可能造成在进场的砌块中,有的用不完,有的又不够的情况,既产生浪费,又可能造成质量上的隐患。我国目前所用砌块共有MU3.5、MU5、MU7.5、MU10、MU15和MU20六个等级,因此在现场堆放时应按不同规格强度等级分别堆放,这样不仅取用方便,避免误用混砌,也可防止工人图省事,在施工中将错就错而影响工程质量。
(7)其他措施。解决砌筑所面临问题的措施还有很多,各个单位从管理上也可以采取一定的措施,如积极做好砌块的示范工程,做好样板引路,设计单位要了解实际,深化设计;施工单位精心组织施工,加强现场管理、加强质量监理,改进砌筑的施工工艺和方法,做优质工程;监理单位严格按照标准对工程进行监督、管理。
4结束语
1.1成分接近木材判断农作物秸秆是否能够替代木材用于建筑,首先需要通过考察比对两者之间的成分含量。从表1中可以看出:影响板材性能的主要3大因素——纤维素、木质素和戊聚糖的含量,农作物秸秆与木材以上3项的含量基本相似,尤其是麦秸和蔗渣的纤维素含量非常接近于木材。因此,从理论上说,农作物秸秆是适宜代替木板用作建筑原料的。
1.2承载力强一般秸秆砖可以承受墙体工作面长度500kg/m2荷载(近似等于1000kg/m2),如在建造之前做好预应力处理,秸秆砖作为建筑材料在物理承力方面完全可以胜任。
1.3韧性高秸秆砖受到外界静荷载时,会出现被压扁现象,一旦砖上的荷载被移除时,就会恢复原状。正是由于秸秆砖的这种高度的韧性,作为建筑材料的它对冲击荷载、周期性疲劳破坏有很强的抵抗力,同时也具有良好的抗震性及抵御飓风性能。
1.4隔音效果较好用秸秆制作的隔墙板材自身具有一定的厚度且容重较大,声波衰减较大,隔音效果比较好,并且秸秆砖相比传统的黏土砖密度小,故在一定程度上吸收声音的能力大于传统的黏土砖。
1.5隔热性高秸秆建筑可以达到节能建筑材料的标准,即年耗能量要求不大于15kWh/m2。比如规格200mm厚的秸秆墙板,其保温系数4倍于370mm黏土砖墙。事实上,正是因为秸秆材料出色的隔热性以及低廉的成本,人们常常将农作物秸秆材料制作成诸如隔热层及填充板,被用于保温性能差的房屋的密封隔热。
1.6防潮性好干秸秆本身具有良好的吸湿性能,但为保证秸秆砖的硬度,其含水量应控制在低于15%,并设置防水层,在利用秸秆砖搭建时,为使潮气能够很好地向外扩散,可在内表面设置水蒸气隔离层,外表面处理时应保证水蒸气能够溢出,从而保证秸秆砖的干燥。
1.7防火性高秸秆本身极易燃烧,但是经过高密度压实之后,在其处于室内的面层用泥土抹灰,室外的面层用石灰抹灰之后,其防火等级可达到F90(抗燃烧90min),属于防火性能良好的建筑材料。
1.8防虫防鼠通过一系列的压实和加工后,秸秆板材的密度可达90kg/m3以上,可有效抵抗各种啮齿类动物的破坏,更何况内层外层还有抹灰层(厚度为单边3~6cm)保护,小动物要想突破防线可谓难上加难。这也是即使在年代久远的秸秆建筑中也没有发现虫害和鼠害,同时也没有寄生虫和白蚁存在的重要原因,充分证明了秸秆建筑的强度和结构可靠度是值得信赖的。
2秸秆作为建筑材料的优点
一般而言,作为一种建筑材料的最基本要求有以下几个方面:①技术性能要求。包括材料本身的隔热、隔音、耐潮、防腐以及安全、强度等诸多特性;②工艺性要求。主要指作为材料工艺结构能否符合要求,例如是否便于加工制作,后续维修保养是否方便等等;③经济性要求。主要指材料的价格,包括原材料的成本控制、是否可以批量生产等。除了这3个基本要求之外,还可以从材料是否环保低碳,是否可持续等方面加以考量。
2.1原料丰富每年我国出产秸秆就达到约7亿t,特别是在我国黄海、淮海和长江中下游水稻、小麦秸秆高产地区,是一种可以每年再生的常见资源,原料资源非常丰富,且不受地域限制,从而有效降低了其生产成本。
2.2安全从上述对秸秆物理特性的分析得知,秸秆作为建筑材料,韧性强、承载力大、隔音、防潮、防虫防鼠,内外表面涂抹石灰和泥土的秸秆砖,可以抗燃烧90min。所以,秸秆作为建筑材料的强度和安全性是值得信赖的。
2.3轻质秸秆砖及秸秆板材属于轻质材料,相等面积的秸秆板墙的重量不到黏土砖墙的1/10。据有关方面的统计数据,目前每平方米房屋建筑面积的建筑材料质量约为1200kg左右,如采用秸秆砖和复合墙体材料替代,其质量仅为80kg左右,大大减轻了房屋的整体质量,提高了建筑结构的抗震能力,增加了建筑物的安全系数。而且,建筑材料自重的减少,可以节约运输成本等基础费用,从而降低建筑造价。
2.4标准定型模块我们通常都按照标准的尺寸制造秸秆砖或者秸秆板墙。只有这样,构件加工制作才可工业化,从而降低生产成本。而且,通过这些标准模块,房屋体系的平面及空间可以自由搭建,间隔墙拆装灵活,可按需改变房间数量、大小及功能。此外,还有一个很重要的好处:标准化定型模块后,可以大大缩短工期。据推测,标准件施工比传统施工工期缩短近1/3。
2.5节能秸秆建筑材料的隔热保温性能优良,与传统砖混结构建筑材料相比,其保温系数几倍于黏土砖墙。由于秸秆材料的高隔热性能,使用秸秆材料的建筑每年可大大降低使用过程中的建筑能耗。研究表明:“在环境影响方面,与传统砖混结构房屋相比,使用秸秆材料的建筑总固有能耗改善了1/3,灰色能耗(指基于灰色系统理论,对能源消耗的变化特征、影响程度等因素的数量分析)改善了3/4,二氧化碳足迹改善了2/3,供热需求降低了1/2,制冷需求减少了1/4。”
2.6环保秸秆是一种每年再生的建筑材料,其取之于自然、用之于自然、消化于自然,对环境的破坏、地球的负担相当小。一旦秸秆建筑发生解体,秸秆可以轻易地从其他建筑材料中剥离出来,自行消化,可以说秸秆材料对环境没有负面影响。而且在能耗、温室气体排放等方面,秸秆材料的环保性也远优于砖混结构。
2.7趣味运用秸秆材料自行动手建造房子可谓是最理想的一种方式。它不仅可以节约建造成本,秸秆材料的使用在一定程度上保证了材料的乡土性和原始性,向人们展示了你所建造的“家”的“独一性”,这会给户主一家强烈的“自豪感”——这是我们自己亲手建的房子!对所有参与者来说,这也是一次令人兴奋的互动过程,是一项愉悦的社会体验。
2.8回归自然的心里诉求在很长一段时间里,“大机器制造之美”一直成为人们的审美标准。随着时代的变迁,现在人们开始追求不规则、天然之美,崇尚手工制造以及加工天然建筑材料的技巧。机器生产出来的人工的、平整的表面不再符合这个时代的审美要求。天然建筑材料渐渐重新走进了人类的生活,并且更加展现其独特的魅力。秸秆材料是天然农作物的代表产品,因为其不会对环境造成任何污染,也不会产生有毒有害危害(只要使用得当),完全能够满足人们对自然回归的生理和心理需求,以及低碳环保可持续发展的理念。
3急需解决的问题
3.1原料的收集、运输和贮存问题秸秆是一年生植物,季节性比较强,因而原料的收集、运输和贮存问题比较突出。为了保证一条秸秆板生产线的顺利生产,需要大量的秸秆原料支撑。这就需要原料收集的持续性,为了维持持续的供给,原料收集地域范围的半径不宜过广,否则会大大增加运输时间及运输成本。此外,由于秸秆原料质轻、占地,给运输效率和贮存质量都带来不利影响。国外普遍采用打包形式贮存,将秸秆打成一定尺寸、重量约为1t的方包,便于运输和存放。另一方面,由于秸秆原料易燃、含水率等特性,还要考虑场地及其周围的环境,包括防火和排水等措施,给原料的贮存带来了一定的难度。
3.2社会对新型建材的认知度由于秸杆材料是新出现的产品,故当人们意识到自己的生活环境由秸秆原料建造时,不由自主会产生一种下意识的担忧:“这种材料可靠哇?安不安全啊……”这些疑问都是对新兴事物所产生的正常反应。其实,实践证明:秸秆建筑材料的强度和结构可靠度是值得信赖的,我们大可不必忧虑。可能,这种新型的环保材料得到社会的接受和认可还需要一段过程,这就更加要求社会包括媒体大力、正确的引导,并作好广告宣传工作,慢慢减少广大使用者的疑虑,进而认知并且认同这种新型材料。
3.3控制原料成本,降低产品价格现在市场上无论秸秆砖和秸秆板墙的售价都比传统的土砖、人造板贵50%~300%,因此若想与这些传统的建材相竞争,价格也是最需要解决的问题之一。所以,我们除了通过合理的方式来控制原料成本之外,通过提高工艺技术来降低用料的量也是一个不错的选择。比如制造秸杆板采用异氰酸酯胶黏剂施胶的工艺,由于这种胶价格昂贵,为了控制成本,寻求如何控制和降低施胶量的同时牢度没有弱化的新工艺技术,成为了这一产业持续发展的新课题。
3.4国家及地方政府政策的支持和扶持由于秸秆建材的认知度低,且售价高,与传统的建材相比竞争力弱。但是秸秆是一种由太阳能、土壤中的水和矿物共同作用组成的绿色建筑原料,它零排放、无污染,对环境没有任何的负面影响。因此,国家及地方政府应在政策与资金上给予大力支持和扶持。就如同国家为了大力推进“电动汽车”的发展,科技部拟定了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》条例,促进了这一朝阳产业的发展。所以,秸秆建材的发展,也需要国家政府相关政策的支持和扶持。
3.5积极引进国外先进工艺秸秆建材在我国刚刚起步,特别是配套的工艺水准及生产设备都跟不上形式发展的需要。生产工艺的成熟度缺乏,稳定性弱,国产设备生产能力滞后。因此,应在加强我国自身联合研制开发的同时,多借鉴国外现成的经验,实行“拿来主义”。有能力的企业可以考虑“请进来”的方法,与外商合资建厂,引进先进工艺及设备,充分发挥我国巨大的秸秆资源优势,使秸秆建材生产逐渐形成规模,从而走上一条不断发展创新的良性轨道。
4秸秆在国内外建筑材料中的应用
随着全球低碳理念的崛起,人们的消费、审美理念也在悄然变化,农作物秸秆凭借低碳环保、亲近自然的特性,从石材、塑料等众多主流建筑材料中脱颖而出,成为现代设计材料应用研究中新的尝试点。2010年上海世博会万科馆,极具创意的麦垛建筑造型和麦秸板材外墙材料的创新应用,使得秸秆建筑第一次作为设计的主角为广大国人所熟知并津津乐道(图1)。2010年上海世博会万科馆的昵称是“麦垛”,它选用秸秆板作为结构材料,并以“材料-结构-空间”的推演为基础生成建筑形体。最终实现的设计通过自然材料(秸秆板)、自然采光、自然通风降温这几个方面表达了对自然的尊重,唤起人们接受、欣赏、尊重自然的观念与信心。地震灾害后人们发现:使用混凝土建造的房屋大多出现了坍塌情况,而木质桁架结构的房屋则更富有弹性,其在地震中的安全系数更高。在地震频发的巴基斯坦,人们开始建造“秸秆房屋”,这种建造方法是采用植物秸秆为原材料,把秸秆草砖放在黏土水泥围住的沙砾地基之上,主要作用是隔热而不是作为结构和承重组件;墙壁是用竹子制成的,利用特殊技术复合加工成材,取代钢筋水泥用作建筑物的梁、柱、墙等;房顶是木材制成的,用额外的一层秸秆隔热,上面覆盖着金属(图2)。建成后房子的整体组成更加坚固耐用,轻质节能,冬暖夏凉,更重要的是防震系数高,因为它1m2重量只有3kg左右。
5结语