浅说墙体材料的变迁与发展.doc

1、 1 东北农业大学毕业说明书浅说墙体材料的变迁与发展入学年级：2010 秋学生姓名：苗辉戟学号：051B20453001所学专业： 建筑工程管理东北农业大学中国哈尔滨2012 年 11 月 2 目 录提要.41 墙 体 材 料 我 国 现 状 .41.1 我 国 是 世界上小块实心粘土砖的”王国.41.2 我国发展新型墙体材料的必要性.41.3 我国新型墙体材料的简单定义.42 国际五大热门新型墙材发展状况及趋势.42.1 国际墙体材料的发展42.1.1、混凝土砌块.52.1.2、纸面石膏板.52.1.3、灰砂砖.52.1.4、加气混凝土.52.1.5、复合轻质板.53 我国墙体材料发展的脚步

2、63.1 传统的墙体材料必须逐步退出建筑行业.63.2 发达国家的发展方向.63.3 我国必须与国际建材发展接轨.63.4 绿色建材”是当今世界各国发展方向 .63.5 我国新型墙体材料的发展的空间74 我国大力发展推广的三大类新型环保墙体材料74.1建筑板材类：.74.1.1 纤维增强硅酸钙板（简称硅酸钙板）74.1.2 玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板（简称 GRC 板）.74.1.3 蒸压加气混凝土板.74.1.4 钢丝网架水泥夹芯板.84.1.5 石膏墙板（含纸面石膏板、石膏空心条板）.84.1.6 金属面夹芯板.84.2.非黏土砖类：.84.2.1 类别.84.2.2 特点.84.3

3、.建筑砌块类：.94.3.1 普通混凝土小型空心砌块；94.3.1.1 混凝土小型空心砌块特点94.3.1.2 混凝土小型空心砌块的优点.94.3.2 轻集料混凝土小型空心砌块；.93 4.3.2.1. 轻集料小砌块的种类94.3.2.2 提高轻集料小砌块的装备水平,扩大生产规模.94.3.3 蒸压加气混凝土砌块；.104.3.4 粉煤灰小型空心砌块.104.3.5 石膏砌块；.104.3.6 资源综合利用的废物所生产的墙体材料产品.104.3.7 预制及现浇混凝土墙体；.10.4.3.8 钢结构和玻璃幕墙105：结束语墙体材料发展前景展望.106 参考文献.114 提要砖的发明在世界建筑史上

4、，无异于活字印刷技术对于文化传播方面的贡献。砖大大提高了建筑的施工效率，降低了对材料的消耗，突破了木头、岩石在建筑体积和建筑地点方面的限制。但随着我们人口数量的急剧增长和人们对于建筑要求的不断提高，其自重大，毁田严重的缺点日益显著地暴露出来。由其在近年来，人们对于新型墙体材料的呼声越来越高。墙 体 材 料 可 以 有 效 减 少 环 境 污 染 ， 节 省 大 量 的 生 产 成 本 ， 增 加 房 屋 使 用 面 积 等 一 系 列优 点 ， 其 中 相 当 一 大 部 分 品 种 属 于 绿 色 建 材 ， 具 有 质 轻 、 隔 热 、 隔 音 、 保 温 等 特 点 。 有些 材 料

5、甚 至 达 到 了 防 火 的 功 能 。1 墙 体 材 料 我 国 现 状 1.1 我 国 是 世界上小块实心粘土砖的”王国因 为 高 层 建 筑 的 普 及 ， 砌 体 结 构 的 建 筑 越 来 越 少 ， 也 就 是 用 “砖 ”做 承 重 墙 的越 来 越 少 ， 大 量 的 “砖 ”改 为 轻 质 、 隔 音 、 保 温 的 仅 起 围 护 作 用 轻 质 “砖 ”或 砌 块 。 我国墙体材料在产品构成,总体工艺水平,产品质量与使用功能等方面均大大落后于工业发达国家.长期以来,小块实心粘土砖在我国墙体材料产品构成中均占着”绝对统治”地位,中国被称为世界上小块实心粘土砖的”王国”,针

6、对生产与使用小块实心粘土砖存在毁地取土,高能耗与严重污染环境等问题,我国必须大力开发与推广节土,节能,利废,多功能,有利于环保并且符合可持续发展要求的各类新形墙体材料。1.2 我国发展新型墙体材料的必要性我国 80 年代中期，小块实心粘土砖在墙体材料中占绝对统治地位。这充分说明了我国墙体材料的落后。因为小块实心粘土砖生产能耗大，自重大，不能用于高层建筑；砌筑劳动生产率低，不能实现机械化；湿作业多，工人劳动强度大，以小块实心粘土砖作墙体材料是难以实现建筑业现代化的。另外，还应当特别指出的是，生产粘土砖会毁坏大量的可耕地。我国是个人口众多的，可耕地面积相对较少的国家，保护耕地关系到子孙后代。墙体材

7、料改革系统工程，主要目标之一就是如何尽量限制小块实心粘土砖的发展，加速采用及开发新型墙体材料并改造建筑物的功能。1.3 我国新型墙体材料的简单定义我国新型墙体材料是一个相对的概念，在不同发展时期其含义不同。从保护耕地，保护环境，节能利废的角度出发，其定义为：主要以非粘土为原料生产的墙体材料。在这类墙体材料中有不少在发达国家已有了四,五十年或更长时间的生产与使用的经验,如纸面石膏板,混凝土空心砖等,但结合我国墙体材料的现况,相对于传统的小块实心粘土砖而言,对我国绝大多数人们来说仍是较为陌生的,为此统称此类墙体材料为新型墙体材料.2 国际五大热门新型墙材发展状况及趋势2.1 国际墙体材料的发展5

8、工业发达国家新型墙体材料已占整个墙体材料的 60%-90%，新建住宅 80%-100%采用高效保温材料，以达到规定的保温隔热标准，各国墙体材料发展情况各不相同，主要有五大类：2.1.1、混凝土砌块在美国和日本，建筑砌块已成为墙体材料的主要产品，分别占墙体材料总量的 34%和33%，欧州国家中，混凝土砌块的用量占墙体材料的比例约在 10%-30%之间。各种规格、品种颜色配套齐全，并制定了完善的混凝土砌块产品标准、应用标准和施工规范等。2.1.2、纸面石膏板美国是纸面石膏板最大生产国，目前年产量已超过 20 亿平方米，日本自上世纪 60 年代以后形成大规模生产，目前年产量为 6 亿平方米，仅次于美

9、国，其他石膏板生产量较大的国家有加拿大、法国、德国、俄罗斯等。在石膏原料方面，近年来，用工业废石膏生产石膏板和石膏砌块发展迅速。2.1.3、灰砂砖产品种类很多，从小型砖到大型砌块，每个生产企业产品规格可达十几种。灰砂砖以空心制品为主，实心砖产量很小。砖的颜色有本色和彩色，能适合各种建筑的不同需要。灰砂砌块均为凹槽连接，具有很好的结构稳定性。除了用于外墙和内隔墙承重与非承重的灰砂砖及砌块外，还有灰砂地面砖、屋面砖、饰面砖和各种异型砖（如 U 型砖、园形砖、承口砖和气孔砖）。此外，还有轻质灰砂砖和灰砂板等。德国是灰砂砖生产和使用量较大的国家，灰砂砖产量较大的国家还有俄罗斯、波兰和其他东欧国家。2.

10、1.4、加气混凝土俄罗斯是加气混凝土生产和用量最大的国家，其次是德国、日本和一些东欧国家。在原料方面，加大了对粉煤灰、炉渣、工业废石膏、废石英砂和高效发泡剂的利用。通过采用新技术、新工艺和高强水泥，提高了加气混凝土的强度，降低了密度，进一步向轻质、高强、多功能方向发展。法国、瑞典和芬兰已将密度小于 300Kg/m3 的产品投入市场，产品具有较低的吸水率和良好的保温性能。2.1.5、复合轻质板国外的轻质板主要是在 70 年以后发展起来的，包括玻璃纤维增强水泥（ GRC）板、石棉水泥板、硅钙板与各种保温材料（岩棉、矿棉、聚苯乙烯泡沫、硬质聚氨酯等）复合而成的复合板，金属面复合板、钢丝网架聚苯乙烯夹

11、芯板等。日本因其资源贫乏、土地有限，十分重视各种轻质板材的开发，其中对蒸压硅钙板和玻璃纤维增强水泥制品（GRC）的研究和生产居世界领先地位。德国一公司开发的生态墙板（ECO-panel）是一种轻质空心墙板，以水泥、石膏或石灰为原料，掺加一定量的纤维和外加剂，并可掺入高达 50%的粉煤灰，采用真空挤出成型，可作为承重或非承重墙板。6 轻质复合墙板是目前世界各国大力发展的一种墙体材料，它是集承重、防火、防潮、隔音、保温、隔热于一体的新型墙体材料。各种轻质复合板得到广泛发展，并在内外墙中应用，法国的复合外墙板占全部预制外墙板的比例是 90%，英国是 34%，美国是 40%。3 我国墙体材料发展的脚步

12、3.1 传统的墙体材料必须逐步退出建筑行业我国是世界上小块实心粘土砖的“王国“ ，在我国建材行业中，传统的墙体材料即小块粘土实心砖，其产量至今仍居高不下，尽管新型墙体材料在全部墙体材料中所占比例已由1990 年 4.32%提高到 1996 年 16.3%，成绩不小，但不能不看到全国小块实心粘土砖产量的绝对值仍在逐年上升，已从 1978 年的 1100 亿块增至 1996 年的 6260 亿块，即以每年 271.6%的平均速度猛增。这种在神州大地上已使用了 2000 多年的传统墙体材料，从资源与能源的耗费、土地的破坏和对环境的污染角度来分析，均是不可持续发展的建材产品。以下数字足以说明此问题：我

13、国每年烧砖耗用约 100 万亩土地，其中毁田造砖 2 万亩；全国目前现有砖瓦企业约 11 万个，占地 600 多万亩；实心粘土砖的年生产能耗达 6000 万吨标煤。建筑使用能耗( 全国绝大部分建筑为砖混结构 )每年为 1.2 亿吨标煤，二者合计约占全国年能耗总量的 15%。由此可见，小块实心粘土砖确是不可持续发展的建材产品，决不允许在全国范围内其绝对产量继续上升，而应采取更为有力的措施，限制其生产与使用，对于现有的制造小块实心粘土砖的企业，调整其产品结构或使之转产，并坚决淘汰一批技术落后、污染严重的生产厂。发展新型墙体材料，推进新型墙体材料的绿色化进程，是唯一的选择。3.2 发达国家的发展方向

14、世界上不少发达国家在本世纪二、三十年代即已着手墙体材料改革，逐步推进墙体材料的绿色化，主要是严格限制粘土砖的生产与使用，大力推广各种非粘土砖的、轻型、大尺寸的块材与板材。本世纪中叶，因世界性的石油危机又刺激了多种节能型墙体材料的发展。目前，西方发达国家的绿色墙体材料正在向纵深方向发展，使已广泛使用的绿色墙体材料进一步提高生产率、利用工业废渣、节约能耗，使产品系列化与配套化，同时，不断的开发多功能的新型绿色墙体材料。3.3 我国必须与国际建材发展接轨 我国墙体材料的改革起步较晚，就全国范围而论，小块实心粘土砖仍在墙体材料组成中占有绝对优势，墙体材料的绿色化程度远落后于西方发达国家，但我们可借鉴别

15、国的成功经验，少走弯路。3.4 绿色建材”是当今世界各国发展方向。1988 年第一届国际材料科技研究会首次提出“绿色建材 ”的概念，“绿色”是指以绿色度来表明其对环境的贡献程度，并指出可持续发展的可能性和可行性。“绿色” 已成为人类寄托环保愿望的标志。1992 年国际学术界明确提出绿色材料的定义：“绿色建材” 是指在原材料采用、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中，对地球环境负荷最小和有利于7 人类健康的材料。根据“绿色建材 ”的定义，绿色墙材料应是不破坏土地、节能、节水、利废、减少环境污染的新型墙体材料。总而言之，轻质、高强、高效、绿色环保、以及复合型新型墙体材料是当前及今后发展趋势

16、。3.5 我国新型墙体材料的发展的空间新型墙体材料一般具有保温、隔热、轻质、高强、节土、节能、利废、保护环境、改善建筑功能和增加房屋使用面积等一系列优点，其中相当一部分品种属于绿色建材。一些新型墙体材料辅以一定的空气间层，不但降低容重，保温性能也大大改善，烧结空心砖就比实心制品有着更好的保温隔热功能。大部分新型墙体材料都会使墙体厚度减薄，可以提高使用面积。与实心砖相比，新型墙体材料体积大，施工速度快，劳动生产率大幅度提高。据调查统计，装配板材每工作日可完成 22-26 平方米，而砌砖每个工作日只能砌 3-4 平方米。再加上板材墙面平整光滑，可减少砌筑砂浆和抹面砂浆，板材墙体比砌体墙体至少节约原

17、材料 50%，提高施工效率 1 倍以上。如综合考虑新墙材容重较轻，可以降低基础造价及节约人工和砂浆等，再加上墙改基金返退及税收优惠等，使用新墙材的墙体造价并不一定高，有的甚至略有降低。这点已有不少实例所证明。4 我国大力发展推广的三大类新型环保墙体材料4.1建筑板材类：4.1.1 纤维增强硅酸钙板（简称硅酸钙板）：纤维增强硅酸钙板通常称为“硅钙板”，系由钙质材料，硅质材料与纤维等作为主要原料，经制浆，成坯与蒸压养护等工序而制成的轻质板材。按产品用途分，有建筑用与船用两类，前者用抄取法或流浆法制成板坯，板的厚度一般在 5 毫米12 毫米；后者用模压法制成板坯，板的厚度一般在 15 毫米35 毫米

18、。按产品所用纤维的品种分，有石棉硅酸钙板与无石棉硅酸钙板两类。纤维增强硅酸钙板具有密度低，比强度高，湿胀率小，防火，防潮，防蛀，防霉与可加工性好等特性。建筑用纤维增强硅酸钙板可作为公用与民用建筑的隔墙与吊顶，经表面防水处理后也可用作建筑物的外墙面板。由于此种板材有很高的防火性，故特别适用与高层与超高层建筑。4.1.2 玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板（简称 GRC 板）：GRC 轻质多孔条板，又名“GRC 空心条板”，是以耐碱玻璃纤维为增强材料，以硫铝酸盐水泥轻质砂浆为基材制成的具有若干个圆孔的条形板。但是生产次种板材的多数企业生产规模小，机械化水平低，其制作技术和装备正处于改进和发展阶段。最

19、初 GRC 多孔板只限用于用作非承重的内隔墙，现已开始用作公共建设，主宅建筑和工业建筑的外围护墙体。4.1.3 蒸压加气混凝土板：蒸压加气混凝土板是由钙质材料，硅制材料，石膏，铝粉，水和钢筋等制成的轻质板材，其中钙质材料和硅制材料和水是主要原料，在蒸压养护过程中生成以托勃莫来石为主的水热合成产物，对制品的物理力学性能起关键作用；石膏作为掺合料可改善料浆的流动8 性与制品的物理性能；铝粉是发气剂，与 Ca(OH)2 反应起发泡作用；钢筋起增强作用，籍以提高板材的抗弯强度。蒸压加气混凝土板含量有大量微小的，非连通的气孔，孔隙率达 70%80%，因而具有自重轻，绝热性好，隔声吸音等特性。此种条板还具

20、有较好的耐火性与一定的承载能力，可用作内墙板，外墙板，屋面板与楼板。加气混凝土板与其他轻质板材相比，在产品生产规模，产品材性与质量稳定性等方面均具有很大的优势，国外多数工业发达国家生产加气混凝土制品板材为主，砌块与板的产量比大致为 10：1，而且在板材应用上多以屋面为主。中国加气混凝土协会已确定今后我国加气混凝土企业将逐步转向以生产隔墙板，屋面板与外墙板为主导的产品。加气混凝土板可用作单层或多层工业厂房的外墙，也可用作公用建筑及居住建筑的内隔墙或外墙。4.1.4 钢丝网架水泥夹芯板：钢丝网架水泥夹芯板包括以阻燃型泡沫塑料板条或半硬质岩棉板做芯材的钢丝网架夹心板。主要用于房屋建筑的内隔板，围护外

21、墙，保温复合外墙，楼面，屋面及建筑加层等。钢丝网架水泥夹心板是由工厂专用装备生产的三维空间焊接钢丝网架和内填泡沫塑料板或内填半硬质岩棉板构成的网架芯板，经施工现场喷抹水泥砂浆后形成的。具有重量轻，保温，隔热性能好，安全方便等优点。4.1.5 石膏墙板（含纸面石膏板、石膏空心条板）：石膏空心条板包括石膏珍珠岩空心条板，石膏粉硅酸盐空心条板和石膏空心条板，主要用作工业和民用建筑物的非承重内隔墙。4.1.6 金属面夹芯板（包括金属面聚苯乙烯夹芯板、金属面硬质聚氨酯夹芯板和金属面岩棉、矿渣棉夹芯板）：我国生产的金属面聚苯乙烯夹芯板、金属面硬质聚氨酯夹芯板的质量，在技术性能与外观质量上均已达到或接近国外

22、同类产品的的水平，并已向国外出口。金属面夹心板的生产还远远没有发挥出来，生产布局也不尽合理。金属夹心板的主要特点如下：重量轻，强度高，具有高效绝热性；施工方便，快捷；可多次拆卸，可变换地点重复安装是哟感，有较高的持久性；带有防腐涂层的彩色金属面夹心板有较高的耐久性。金属面夹心板可以被普遍用于冷库，仓库，工厂车间，仓储式超市，商场，办公楼，洁净室，旧楼房加层，活动房，战地医院，展览馆和体育场馆及侯机楼等的建造。4.2.非黏土砖类：4.2.1 类别（1）孔洞率大于 25非黏土烧结多孔砖和空心砖；（2）烧结页岩砖和符合国家、行业标准的非黏土砖；（3）混凝土砖和混凝土多孔砖；9 4.2.2 特点混凝土

23、多孔砖，该产品主要原材料为水泥和石粉,搅拌后挤压成型(无需烧结),制作工艺简单,产品尺寸比较准确,施工方法、技术要求和质量标准与普通粘土多孔砖类似,因此,目前用此类砖来代替烧结粘土砖在工程中使用较为普遍。它有较好的强度、耐火性、隔声效果、不易吸水,且价格便宜,但自重较大,施工条件差(湿作业)。4.3.建筑砌块类：4.3.1 普通混凝土小型空心砌块；4.3.1.1 混凝土小型空心砌块特点1.干体积密度比砖小，砼小型空心砌块一般干体积密度约在 11001200kg/m 3，轻集料砼砌块及粉煤灰砌块约在 850-1000kg/m3，与砖相比可以降低建筑物自重，减少梁、柱、基础投资，降低综合造价。2.

24、砌块块体较大，一块砌块约抵 12 块实心砖，7 块 kp1 多孔砖，可以提高砌筑效率，减轻劳动强度，节省砌筑砂浆，减少施工现场建筑垃圾。3.普通砼空心砌块可以用作承重墙体，常用砌块抗压强度在 MU7.5、10.0、15Mpa；轻集料砼砌块抗压强度一般在 MU5.0、7.5Mpa，主要用作填充墙。不宜用强度低于 MU5.0Mpa以下的砌块做填充墙，因为较易出现裂缝。4.砼小型空心砌块热工性能较差，禁止在住宅外墙填充墙体中不采取抗裂、保温措施单独使用普通单排孔砼小型空心砌块，住宅框架填充内墙需用双排孔或多排孔砌块，以便于装修，限止使用单排孔砌块。5.砼小型空心砌块收缩较烧结砖大，容易出现裂缝，用作

25、填充墙除必须每三皮砌块（60CM）设拉结筋与柱或钢筋砼墙拉结外，梁底、柱边必须用钢丝网（最好用钢板网）防裂。6.粉煤灰砌块保温隔热性能好，双排孔粉煤灰小型空心砌块经实测（不加粉刷）190 厚墙体热阻达 0.463m2.k/w，甚至好于 kp1 粘土多孔砖。4.3.1.2 混凝土小型空心砌块的优点是一种新型的建筑材料。由于它的诸多优点，已经成为替代传统的黏土砖最有竞争力的墙体材料。在竖向孔洞配筋，灌注细石混凝土形成配筋的组合墙体，可以大大改善砌体原有的脆性和不均匀性，从而使之具有良好的抗弯、抗剪能力。4.3.2 轻集料混凝土小型空心砌块；4.3.2.1. 轻集料小砌块的种类用堆积密度不大于 11

26、00kg/ m3 的轻粗集料与轻砂、普通砂或无砂配制成干表观密度不大于 1950kg/ m3 轻集料混凝土制作的小砌块称为轻集料混凝土小砌块。轻集料小砌块的分类按轻集料种类分为:人造轻集料 (页岩陶粒、粘土陶粒、粉煤灰陶粒、大颗粒膨胀、珍珠岩) 、天然轻集料(浮石、火山渣) 、工业废料轻集料( 自然煤矸石、煤渣等) 配制的混凝土小砌块。按用途分为:保温型、承重保温型、承重型轻集料小砌块。按砌块孔的排列分为:实心、单排孔、多排孔小砌块。4.3.2.2 提高轻集料小砌块的装备水平,扩大生产规模10 随着市场需求的扩大和建筑施工逐渐规范以及新标准和新的技术规程的颁发实施,使用施工质检等单位对轻集料小

27、砌块的质量要求日益严格,对当前单线生产能力规模小、生产装配水平低、技术力量薄弱、产品质量不稳定的小型企业,在大中城市必须进行改造, 扩大规模,完善质量保证体系,若不能改造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, 单线年生产能力大于 2 万 m3 的生产线,以产品的质量优、功能多、产量大、生产成本低等优势适应市场的需求。随着我国经济建设的快速发展,墙改各项政策的出台,轻集料小砌块的技术水平、生产规模也必然得到快速的发展。4.3.3 蒸压加气混凝土砌块；蒸压加气混凝土砌块是利用火力发电厂排放的粉煤灰为主要原料，引进欧洲先进的生产工艺及装备生产的新型墙体材料。由于具有较好的可加工性

28、，因此施工构造简单，方便快捷。所以作为墙体的维护结构，节能、降耗。外墙采用 300mm 厚加气混凝土砌块，无须再做内保温或外保温，而且是墙体单一材料唯一能够达到 DBJ01-602-97 热工要求的材料。蒸压加气混凝土在欧洲已使用了 70 多年，是一种既古老又安全的真正的绿色建材产品。4.3.4 粉煤灰小型空心砌块；粉煤灰混凝土小型空心砌块是利用国家的优惠政策，降低生产成本，提高产品竞争力和经济效益的有效途径之一。由于粉煤灰的掺入，提高了砌块的密实性、减少吸水率、降低砌块的收缩率及提高砌块后期强杜等十分有利。建设一条具有一定生产规模的粉煤灰砌块生产线，必须采用先进的技术与设备，并通过搅拌机类型

29、的选择，改变振动参数和模具的改动等就可以生产出高质量达到标准的粉煤灰砌块4.3.5 石膏砌块；石膏砌块是以建筑石膏为原料，经料浆拌合.浇筑成型.自然干燥或烘干而制成的轻质块状隔壁材料。在生产中还可加入各种轻集料.填充料.纤维增强材料.发泡剂等辅助原料。也有用高墙石膏粉或部分水泥代替建筑石膏，并掺加粉煤灰生产石膏砌块。4.3.6 原料中掺有不少于 30的工业废渣、农作物秸秆、垃圾、江河（湖、海）淤泥，以及由其他资源综合利用目录中的废物所生产的墙体材料产品（不含实心黏土砖）；4.3.7 预制及现浇混凝土墙体；预制混凝土外墙板。预制外墙板是装配在预制或现浇框架结构上的围护外墙，适用于一般办公楼、旅馆、医院、教学、科研楼等民用建筑。现浇混凝土墙体适用于高层建筑工程，具有强度高整体性强，施工便捷的特点。4.3.8 钢结构和玻璃幕墙；玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，这种镜面玻璃实质上是在钢化玻璃上涂上一层极薄的金属或金属氧化物薄膜而制成的。它呈现金、银、古铜等颜色，既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。如果你在大楼外面，会看到玻璃幕墙上展现出一幅蓝天、白云和车水马龙的连续变幻的画卷。5：结束语墙体材料发展前景展望