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[摘要]空心砖具有良好的使用功能。它能满足建筑设计所要求的强度,且具有良好的保温性能。从空心砖的力学性能、保温性能以及其节能性讨论空心砖的优势和发展必然性。
[关键词]空心砖 力学性能 保温性能 节能性 发展趋势
中图分类号:TU4文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0920112-01
一、引言
墙体材料在建筑工程中具有极其重要的地位,其量大面广,占房建材料的70%。目前全国墙体材料总用量约相当于每年6千多亿块标准砖,估计到2010年社会需求会达到8千多亿块。长期以来,实心黏土砖在我国墙体材料产品构成中占有统治地位。针对生产与使用实心黏土砖存在毁田取土、高能耗及环境污染等问题,大力发展与推广使用节能、节土、利废、多功能、有利于环保等要求的新型墙体材料已迫在眉睫,其中空心砖就属于新型墙体材料的一个品种。空心砖和实心砖相比,可节省大量的土地用土和烧砖燃料,减轻运输重量;减轻制砖和砌筑时的劳动强度,加快施工进度;减轻建筑物自重,加高建筑层数,降低造价。而空心砖的保温性能和力学性能又是影响其推广应用的关键所在。
二、影响空心砖保温性能的因素
(一)空心砖材料的密度
空心砖的材料密度越小(即材料中空隙度越大),其导热系数越小,其保温性能越好。不同空心砖的密度(见表1)。
(二)空心砖的孔型
在空心砖外壁和内壁厚度相同的条件下,不同的孔型对空心砖的导热系数影响较大,其中矩形孔的导热系数最小,其余依次为菱型、方型、圆型(见表2)。
(三)空心砖的孔洞率
一般空心砖的导热系数与其孔洞率成反比。孔洞率越大,其导热系数越小,保温性能也越好。
(四)空心砖的孔洞的大小及排列
在同样孔洞率空心砖中,小型孔洞较大型孔洞的空心砖的导热系数低,其保温隔热效果好。空心砖的孔洞排列在同样孔洞率的条件下,孔洞多排排列(小孔、多排)的导热系数比单排排列(大孔、单排)的低(见表3)。
三、影响空心砖力学性能的因素
(一)空心砖的孔洞率
1.当空心砖的孔洞率小于35%时,垂直孔空心砖的抗压强度相当于实心砖。当孔洞率为35%-40%时,对抗压强度仅有轻微影响因为孔洞率的增加,使挤出砖坯的压力增加,从而使空心砖的内外壁密度增加,补偿了。由于增加孔洞率而减少的抗压强度,当孔洞率为40%-50%时,砌筑后的墙体强度会有所下降。
2.空心砖的抗折强度一般是随着孔洞率的增加而降低的,空心砖的厚度较大时,对抗折强度影响大,但使孔洞互相错开排列可以增强其抗折强度。
(二)空心砖的孔洞方向
空心砖垂直于孔洞方向的强度较平行于孔洞方向的强度低60%-80%(这就是承重空心砖的孔洞大多为竖直孔;而非承重空心砖的孔洞大多为水平孔的原因)。故承重空心砖在使用时应注意使孔洞的方向垂直于地面。
(三)空心砖的外壁壁厚
一般来说,在同样孔洞率的条件下,小孔、多孔空心砖比大孔、少孔空心砖的抗压强度和抗折强度高。如,当大孔、少孔的承重空心砖孔洞外壁壁厚小于20mm-25mm时,其强度显著下降;而多孔、小孔承重空心砖外壁壁厚分别为为20mm、15mm、12mm时,其强度基本一致。为保证空心砖具有良好的力学性能,小孔、多孔的空心砖的外壁壁厚可以薄一些;而大孔、少孔的空心砖的外壁厚度则要厚一些。
四、空心砖的利废性
生产空心砖可以用很多种工业废料如:粉煤灰、电石渣、煤矸石、煤渣等既节省了能源又保护了环境。利用上述废料生产的空心砖,性能可以满足承重墙体与非承重墙体的要求;孔洞率达到25%以上,具有保温性能,产品资经济效益好。
利用粉煤灰、电石渣生产空心砖还可以实现创收:以生产规模为5000万块/年粉煤灰砖进行投资预测,该项目劳动定员为135人。经济效益分析:
1.产品原材料成本:非承重砖0.0663元/块,46元/m3,承重砖:0.173元/块,121元/m3;
2.产品生产综合成本按分别为0.09元/块与0.20元/块;
3.产品综合市场价分别按0.18元/块与0.25元/块;
4.该产品利用粉煤灰、电石渣及煤渣在75%以上,按免税产品计算,年利润达350万元。
五、新型墙体材料的发展
建材行业中新型墙体材料工业属年幼行业,但其特点是量大面广。这里提示墙材企业应清醒的认识到,企业要生存就必须不断的发展才能在激烈的市场竞争中站住脚。发展的方面:一是规模的发展;二是提高产品质量;三是不断的提高企业产品的技术含量;四是不断的规范企业管理工作。其目的是使企业不断达到升华,促进行业的进步。
从使用观点看,烧结制品可能会是主要墙体材料,从我国实际出发,煤矸石、页岩、粉煤灰、各种尾矿粉、江河淤泥土、荒丘地等,都是烧结砖原料,全国各地也都有这类烧结砖厂。从环保观点看,烧结砖会消耗大量煤炭石油等不可再生资源,而且大部分烧结厂规模小,能源利用率低,污染严重。所以,烧结制品应向大规模、高环保迈进;利用核能烧结或许是以后烧结制品的走向。从建筑节能方向情况看,需要提高孔洞率,向大块、高强度等功能方面发展。此外据有关资料报道,我国在墙材烧结制品方面,先后曾引进10余条生产线,在促进我国砖瓦工业进步方面,取得了很大成绩。
六、总结
综上所述,空心砖比实心砖优越。而且,使用空心砖后对用户、建筑业和建材三方均有利可图。因此,国家倡导推广和发展空心砖产品,在政策上视为新型建筑材料,给予优惠贷欲和减免增值税的政策。同时为保护国土资源,使用空心砖功在当代,利在千秋有着历史性的意义。空心砖质轻、强度高适合未来空间紧张的城市高层建筑;保温性适合北方寒冷地区;隔音降噪性能好、环保、无污染,是框架结构建筑物的理想填充材料。空心砖在将来的建筑将占有不可或缺的一席之地。
参考文献:
[1]胡晓波,新型建筑材料[M].长沙:长沙铁道学院出版,1999.
[2]许宏胜,影响空心砖保温和力学性能的因素[J].建材工业信息,2005,(6).
[3]张维波,新型墙体材料发展的展望[J].辽宁建材,2003,(1).
[4]熊健,浅谈空心砖发展的必然趋势[J].黑龙江科技信息,2007,(15).
[5]袁绪文,利用粉煤灰、电石渣生产空心砖[J].粉煤灰综合利用,2006,(5).
[6]王继唐,空心砖与空心砖节能建筑[J].建材工业信息,2000,(3).
作者简介:
常红航(1988-),男,汉族,河南省封丘县人,中南大学土木建筑学院本科在读;何铁明(1986-),男,汉族,黑龙江省明水县人,中南大学土木建筑学院本科在读。
[关键词]空心砖 力学性能 保温性能 节能性 发展趋势
中图分类号:TU4文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0920112-01
一、引言
墙体材料在建筑工程中具有极其重要的地位,其量大面广,占房建材料的70%。目前全国墙体材料总用量约相当于每年6千多亿块标准砖,估计到2010年社会需求会达到8千多亿块。长期以来,实心黏土砖在我国墙体材料产品构成中占有统治地位。针对生产与使用实心黏土砖存在毁田取土、高能耗及环境污染等问题,大力发展与推广使用节能、节土、利废、多功能、有利于环保等要求的新型墙体材料已迫在眉睫,其中空心砖就属于新型墙体材料的一个品种。空心砖和实心砖相比,可节省大量的土地用土和烧砖燃料,减轻运输重量;减轻制砖和砌筑时的劳动强度,加快施工进度;减轻建筑物自重,加高建筑层数,降低造价。而空心砖的保温性能和力学性能又是影响其推广应用的关键所在。
二、影响空心砖保温性能的因素
(一)空心砖材料的密度
空心砖的材料密度越小(即材料中空隙度越大),其导热系数越小,其保温性能越好。不同空心砖的密度(见表1)。
(二)空心砖的孔型
在空心砖外壁和内壁厚度相同的条件下,不同的孔型对空心砖的导热系数影响较大,其中矩形孔的导热系数最小,其余依次为菱型、方型、圆型(见表2)。
(三)空心砖的孔洞率
一般空心砖的导热系数与其孔洞率成反比。孔洞率越大,其导热系数越小,保温性能也越好。
(四)空心砖的孔洞的大小及排列
在同样孔洞率空心砖中,小型孔洞较大型孔洞的空心砖的导热系数低,其保温隔热效果好。空心砖的孔洞排列在同样孔洞率的条件下,孔洞多排排列(小孔、多排)的导热系数比单排排列(大孔、单排)的低(见表3)。
三、影响空心砖力学性能的因素
(一)空心砖的孔洞率
1.当空心砖的孔洞率小于35%时,垂直孔空心砖的抗压强度相当于实心砖。当孔洞率为35%-40%时,对抗压强度仅有轻微影响因为孔洞率的增加,使挤出砖坯的压力增加,从而使空心砖的内外壁密度增加,补偿了。由于增加孔洞率而减少的抗压强度,当孔洞率为40%-50%时,砌筑后的墙体强度会有所下降。
2.空心砖的抗折强度一般是随着孔洞率的增加而降低的,空心砖的厚度较大时,对抗折强度影响大,但使孔洞互相错开排列可以增强其抗折强度。
(二)空心砖的孔洞方向
空心砖垂直于孔洞方向的强度较平行于孔洞方向的强度低60%-80%(这就是承重空心砖的孔洞大多为竖直孔;而非承重空心砖的孔洞大多为水平孔的原因)。故承重空心砖在使用时应注意使孔洞的方向垂直于地面。
(三)空心砖的外壁壁厚
一般来说,在同样孔洞率的条件下,小孔、多孔空心砖比大孔、少孔空心砖的抗压强度和抗折强度高。如,当大孔、少孔的承重空心砖孔洞外壁壁厚小于20mm-25mm时,其强度显著下降;而多孔、小孔承重空心砖外壁壁厚分别为为20mm、15mm、12mm时,其强度基本一致。为保证空心砖具有良好的力学性能,小孔、多孔的空心砖的外壁壁厚可以薄一些;而大孔、少孔的空心砖的外壁厚度则要厚一些。
四、空心砖的利废性
生产空心砖可以用很多种工业废料如:粉煤灰、电石渣、煤矸石、煤渣等既节省了能源又保护了环境。利用上述废料生产的空心砖,性能可以满足承重墙体与非承重墙体的要求;孔洞率达到25%以上,具有保温性能,产品资经济效益好。
利用粉煤灰、电石渣生产空心砖还可以实现创收:以生产规模为5000万块/年粉煤灰砖进行投资预测,该项目劳动定员为135人。经济效益分析:
1.产品原材料成本:非承重砖0.0663元/块,46元/m3,承重砖:0.173元/块,121元/m3;
2.产品生产综合成本按分别为0.09元/块与0.20元/块;
3.产品综合市场价分别按0.18元/块与0.25元/块;
4.该产品利用粉煤灰、电石渣及煤渣在75%以上,按免税产品计算,年利润达350万元。
五、新型墙体材料的发展
建材行业中新型墙体材料工业属年幼行业,但其特点是量大面广。这里提示墙材企业应清醒的认识到,企业要生存就必须不断的发展才能在激烈的市场竞争中站住脚。发展的方面:一是规模的发展;二是提高产品质量;三是不断的提高企业产品的技术含量;四是不断的规范企业管理工作。其目的是使企业不断达到升华,促进行业的进步。
从使用观点看,烧结制品可能会是主要墙体材料,从我国实际出发,煤矸石、页岩、粉煤灰、各种尾矿粉、江河淤泥土、荒丘地等,都是烧结砖原料,全国各地也都有这类烧结砖厂。从环保观点看,烧结砖会消耗大量煤炭石油等不可再生资源,而且大部分烧结厂规模小,能源利用率低,污染严重。所以,烧结制品应向大规模、高环保迈进;利用核能烧结或许是以后烧结制品的走向。从建筑节能方向情况看,需要提高孔洞率,向大块、高强度等功能方面发展。此外据有关资料报道,我国在墙材烧结制品方面,先后曾引进10余条生产线,在促进我国砖瓦工业进步方面,取得了很大成绩。
六、总结
综上所述,空心砖比实心砖优越。而且,使用空心砖后对用户、建筑业和建材三方均有利可图。因此,国家倡导推广和发展空心砖产品,在政策上视为新型建筑材料,给予优惠贷欲和减免增值税的政策。同时为保护国土资源,使用空心砖功在当代,利在千秋有着历史性的意义。空心砖质轻、强度高适合未来空间紧张的城市高层建筑;保温性适合北方寒冷地区;隔音降噪性能好、环保、无污染,是框架结构建筑物的理想填充材料。空心砖在将来的建筑将占有不可或缺的一席之地。
参考文献:
[1]胡晓波,新型建筑材料[M].长沙:长沙铁道学院出版,1999.
[2]许宏胜,影响空心砖保温和力学性能的因素[J].建材工业信息,2005,(6).
[3]张维波,新型墙体材料发展的展望[J].辽宁建材,2003,(1).
[4]熊健,浅谈空心砖发展的必然趋势[J].黑龙江科技信息,2007,(15).
[5]袁绪文,利用粉煤灰、电石渣生产空心砖[J].粉煤灰综合利用,2006,(5).
[6]王继唐,空心砖与空心砖节能建筑[J].建材工业信息,2000,(3).
作者简介:
常红航(1988-),男,汉族,河南省封丘县人,中南大学土木建筑学院本科在读;何铁明(1986-),男,汉族,黑龙江省明水县人,中南大学土木建筑学院本科在读。