導(dǎo)語(yǔ)：現(xiàn)代墻體材料與裝配式建筑研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化和建筑業(yè)的發(fā)展，裝配式建筑是我國(guó)未來(lái)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和發(fā)展的重要支撐，本文圍繞裝配式建筑和建筑結(jié)構(gòu)體系的適應(yīng)性，介紹了混凝土PC構(gòu)件的國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品、工藝與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展概況，進(jìn)一步圍繞現(xiàn)代墻體材料的發(fā)展概況，介紹了幾種適合裝配式建筑發(fā)展的現(xiàn)代墻體材料及其生產(chǎn)工藝，提出未來(lái)我國(guó)裝配式建筑所需的現(xiàn)代墻體材料發(fā)展的重點(diǎn)和建議。

[關(guān)鍵詞]裝配式建筑；墻體材料；墻板；砌塊

1前言

目前，我國(guó)正處于新型工業(yè)化和新型城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，建筑行業(yè)面臨勞動(dòng)力短缺、人工成本高、環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、建筑廢棄物量大等日益突出的問(wèn)題，發(fā)展裝配式建筑，推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)成為必然發(fā)展趨勢(shì)。裝配式建筑指采用部件部品，在施工現(xiàn)場(chǎng)以可靠連接方式裝配而成的建筑，具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工業(yè)化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化、建筑智能化、工人產(chǎn)業(yè)化等的特征，具備節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)時(shí)、節(jié)水、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。裝配式建筑主要分為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（即PC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（包括輕鋼結(jié)構(gòu)）、木結(jié)構(gòu)等。裝配式建筑也稱建筑工業(yè)化和住宅產(chǎn)業(yè)化。建筑工業(yè)化是法國(guó)20世紀(jì)50年代提出的，在歐美流行并發(fā)展起來(lái)，而住宅產(chǎn)業(yè)化源于日本，并在日本得到了發(fā)展[1]。然而，無(wú)論是住宅產(chǎn)業(yè)化還是建筑工業(yè)化，都與裝配式建筑的概念是一致的。目前瑞典工業(yè)化住宅的比率已達(dá)到80%以上，日本達(dá)到70%以上，英國(guó)達(dá)到75%以上，新加坡達(dá)到86%，香港達(dá)到50%，而我國(guó)建筑量約為世界總量的50%，但工業(yè)化率僅為7%。因此，如何快速實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化，以解決當(dāng)前問(wèn)題和矛盾，成為重中之重,裝配式建筑作為建筑工業(yè)化發(fā)展重心，正迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)機(jī)遇。墻體材料作為建筑物主要的圍護(hù)材料，占建筑物總體建筑材料的三分之二。裝配式建筑的綠色化、節(jié)能化發(fā)展，要求使用綠色節(jié)能的現(xiàn)代墻體圍護(hù)材料。因此，現(xiàn)代墻體材料作為裝配式建筑的重要組成部分，必須發(fā)展輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、防火與建筑同壽命的多功能一體化現(xiàn)代墻體材料體系，包括部品部件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化。

2裝配式混凝土PC構(gòu)件

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是以預(yù)制混凝土構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)裝配、連接，結(jié)合部分現(xiàn)澆而成的混凝土結(jié)構(gòu)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用比較廣泛的裝配式建造方式，也是我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展中的一個(gè)重要方向[2]。PC構(gòu)件的英語(yǔ)是PrecastConcrete，是混凝土預(yù)制件的簡(jiǎn)稱，是指在工廠中通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化方式加工生產(chǎn)的混凝土制品。裝配式混凝土建筑PC構(gòu)件的生產(chǎn)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)循環(huán)中占據(jù)重要作用，目前，PC構(gòu)件成型工藝主要有平模機(jī)組流水工藝、平模傳送流水工藝、固定平模工藝、立模工藝、長(zhǎng)線臺(tái)座工藝、壓力成型法等。國(guó)內(nèi)裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。隨著國(guó)家政策和各省市系列政策的出臺(tái)，裝配式混凝土PC構(gòu)件品類逐漸完善，企業(yè)逐步增多，但應(yīng)用最廣的是一些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板、墻板、疊合樓板、全預(yù)制陽(yáng)臺(tái)板、疊合陽(yáng)臺(tái)板、預(yù)制飄窗、全預(yù)制空調(diào)板，從應(yīng)用方面來(lái)說(shuō)品種比較單一。而歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家裝配式混凝土建筑構(gòu)件種類繁多，主要有全預(yù)制柱、全預(yù)制梁、疊合梁、單T和雙T屋面板、槽形板、全預(yù)制剪力墻、單層疊合剪力墻、雙層疊合剪力墻、外掛墻板、預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板、預(yù)制疊合保溫外墻板、全預(yù)制樓板、全預(yù)制女兒墻、裝飾柱等8大類50多種產(chǎn)品。它們不僅可以用于有梁柱樓板和墻板的結(jié)構(gòu)體系，也可以用于無(wú)梁無(wú)柱板材結(jié)構(gòu)體系。隨著裝配式建筑的發(fā)展，預(yù)制率增速明顯，但是由于當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)體系尤其是評(píng)價(jià)體系尚不完備，不利于大規(guī)模推廣，以至于企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模效益無(wú)法體現(xiàn)，建造投入成本高，建筑外觀單一、缺乏多樣性，裝配率還較低，也進(jìn)一步制約了裝配式建筑的發(fā)展。提高裝配式建筑裝配率的關(guān)鍵除了主體結(jié)構(gòu)外，還在于墻體材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)，因此，大力發(fā)展部品化現(xiàn)代墻體材料，是適應(yīng)裝配式建筑發(fā)展的需要。

3現(xiàn)代墻體材料的發(fā)展

現(xiàn)代墻體材料的發(fā)展方向主要是節(jié)能環(huán)保、耐久性以及功能性三大方面，主要包括磚、砌塊和板材三大類[3]。裝配式墻體材料區(qū)別于傳統(tǒng)墻體材料的重要特點(diǎn)是：它能更好地適應(yīng)現(xiàn)代建筑施工標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的生產(chǎn)要求[4]。目前，國(guó)內(nèi)適用于裝配式建筑的墻體材料主要以節(jié)能保溫為主的墻體板材，大多磚和砌塊的裝配率不高，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始使用燒結(jié)砌塊墻體和功能性墻板體系為主的現(xiàn)代墻體材料部品部件。3.1節(jié)能燒結(jié)保溫砌塊墻體。節(jié)能燒結(jié)保溫砌塊墻體目前主要有兩種：一種是頁(yè)巖、粉煤灰、煤矸石、淤泥等為原料，經(jīng)一定的生產(chǎn)工藝燒制而成的新型節(jié)能墻體材料——燒結(jié)保溫砌塊，以單一制品形式同時(shí)解決節(jié)能保溫與結(jié)構(gòu)承重的雙重問(wèn)題，主要用于裝配式建筑承重墻體及外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)；另一種是剪力墻外掛新型外墻外保溫材料-WDF外保溫體系，由燒結(jié)磚層和填充物組成，主要用來(lái)取代傳統(tǒng)外墻保溫體系（如圖2和圖3所示）。燒結(jié)保溫空心砌塊有不同的規(guī)格尺寸和孔型結(jié)構(gòu)，決定其有著不同的熱工性能，可以按照不同熱工分區(qū)，開(kāi)發(fā)不同規(guī)格尺寸與孔型排布的墻體結(jié)構(gòu)體系。我國(guó)三個(gè)熱工分區(qū)的燒結(jié)保溫砌塊熱工性能如表1所示。WDF外保溫體系也有不同的厚度和規(guī)格尺寸，按照熱工氣候分區(qū)，可設(shè)計(jì)成不同的厚度用于剪力墻的保溫層，部分WDF外保溫體系熱工性能如表2所示。砌筑，可形成不同墻體厚度和尺寸規(guī)格的燒結(jié)保溫砌塊墻體，適合不同熱工氣候分區(qū)的裝配式建筑所需的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。燒結(jié)保溫空心砌塊墻體可以做成帶構(gòu)造柱和不帶構(gòu)造柱，帶窗墻洞和不帶洞的多種墻體形式。國(guó)外燒結(jié)保溫空心砌塊墻體及其安裝圖如圖4所示。3.2尾礦節(jié)能保溫墻板。近年來(lái)隨著建筑節(jié)能和裝配式建筑的發(fā)展，尾礦節(jié)能保溫墻板逐漸發(fā)展起來(lái)。它是以鐵尾礦和頁(yè)巖為主要原材料，采用顎式破碎+球磨混料工藝技術(shù)，造粒、干燥、布料、高溫發(fā)泡后經(jīng)燃?xì)馐剿淼栏G燒制而成，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)體系的裝配式建筑承重墻體及外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)。這一節(jié)能墻體板材有不同厚度和不同規(guī)格尺寸，厚度有0~300mm，寬度有0~1.5m(如圖5所示）。它具有良好的熱工性能，具體參數(shù)如表3所示。3.3蒸壓加氣混凝土板。蒸壓加氣混凝土板又稱ALC板，是以水泥、石灰、硅砂等為主要原料，再依據(jù)結(jié)構(gòu)要求，增加不同數(shù)量經(jīng)防腐處理的鋼筋網(wǎng)片的一種輕質(zhì)多孔的新式綠色環(huán)保墻體材料。經(jīng)高溫高壓、蒸壓養(yǎng)護(hù)，生產(chǎn)出具有多孔狀結(jié)晶的板材，孔隙率達(dá)70％~80％，因而具有自重輕、絕熱性好、隔聲吸音等性能，符合當(dāng)前國(guó)家對(duì)建筑保溫裝配式材料提出的要求。其使用范圍廣，可加工性能好，具有良好的力學(xué)性能，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)體系和鋼結(jié)構(gòu)體系的裝配式建筑的內(nèi)外墻體、屋面和樓面板。3.4預(yù)制混凝土夾心保溫復(fù)合墻板。預(yù)制混凝土夾心保溫復(fù)合墻板是以混凝土、鋼筋和鋼材、拉結(jié)件、高效絕熱材料、脫模劑等為原材料，經(jīng)混凝土攪拌，以及混凝土墻板的成型、養(yǎng)護(hù)、脫模起吊生產(chǎn)而成，主要用于裝配式建筑的承重墻體、非承重墻體隔斷及外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其主要有以下四種類型：（1）采用金屬拉接件技術(shù)的夾心保溫板：采用不銹鋼拉接件連接內(nèi)外層混凝土板，完全取消板周邊及窗洞口周邊的混凝土肋，適當(dāng)加大絕熱材料厚度來(lái)滿足外墻的保溫要求。（2）采用非金屬連接件技術(shù)的夾心保溫板：由復(fù)合增強(qiáng)纖維拉接件和擠塑板等絕熱材料構(gòu)成，使用時(shí)，將拉接件兩端插入混凝土中錨固，中間固定絕熱材料。（3）采用預(yù)制混凝土外模板技術(shù)的夾心保溫板：外葉面板作為外模板，在外模板內(nèi)側(cè)放置絕熱材料，通過(guò)拉接螺栓與內(nèi)模板連接，該技術(shù)適宜在抗震要求較高地區(qū)的高層建筑中應(yīng)用。（4）采用預(yù)制混凝土夾心保溫承重外墻板：墻板內(nèi)側(cè)的混凝土板作為承重結(jié)構(gòu)層，厚度可根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定，一般為160~200mm；外層混凝土板作為裝飾面層，通過(guò)拉接件掛在結(jié)構(gòu)層上。3.5功能化復(fù)合墻板。隨著建筑功能需求的增加，功能化復(fù)合墻板產(chǎn)品也越來(lái)越多，主要有以下幾種：（1）保溫裝飾一體化板金屬面保溫裝飾一體化板由表面鋁板、無(wú)極硅鈣板、保溫層和地面鋁箔四部分組成，薄石材保溫裝飾一體化板由面板、保溫層、底襯經(jīng)自動(dòng)化生產(chǎn)線一次性復(fù)合成型，兩者均用于外墻外掛保溫體系。（2）紙面石膏板復(fù)合墻板石膏板復(fù)合墻板指以紙面石膏板為面層、絕熱材料為芯材的預(yù)制復(fù)合板。其主要用于裝配式建筑內(nèi)隔墻，部分用于輕鋼結(jié)構(gòu)外墻。（3）纖維增強(qiáng)硅酸鈣復(fù)合板以鈣質(zhì)材料（消石灰粉、水泥、電石泥）、硅質(zhì)材料（粉煤灰、石英砂、硅藻土）、增強(qiáng)纖維（紙漿、硅灰石及其他材料）等為原料，經(jīng)制漿、成型、蒸壓養(yǎng)護(hù)、砂光等工序制成的復(fù)合墻板。其主要用于裝配式建筑內(nèi)隔墻，部分用于輕鋼結(jié)構(gòu)外墻。3.6建筑隔墻用輕質(zhì)條板。建筑隔墻用輕質(zhì)條板按類型分為空心條板、實(shí)心條板、復(fù)合條板。在墻板中，陶?；炷涟?、玻璃纖維增強(qiáng)水泥條板、玻璃纖維增強(qiáng)石膏空心條板、鋼絲(鋼絲網(wǎng)）增強(qiáng)水泥條板、輕混凝土條板、復(fù)合夾芯輕質(zhì)條板、石膏空心條板等均屬于建筑隔墻用輕質(zhì)條板。其主要用于裝配式建筑內(nèi)隔墻，部分用于輕鋼結(jié)構(gòu)外墻。3.7其他裝配式墻板。除此以外，還有外掛裝飾條板、鋼板間隔墻和建筑用U型玻璃墻板。外掛裝飾條板屬于裝配式建筑新型幕墻材料，采用干掛式安裝。鋼板間隔墻一般用于裝配式房屋的內(nèi)隔墻，也就是說(shuō)對(duì)大空間進(jìn)行功能分區(qū)和（或）限定的新型墻材產(chǎn)品，工廠進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，主要生產(chǎn)加工工藝可分為板材的生產(chǎn)及部分輔材的生產(chǎn)。建筑用U型玻璃墻板生產(chǎn)方法有壓延法、輥壓法和澆鑄法幾種，普遍采用壓延法，可用于裝配式建筑非承重的內(nèi)外墻、隔斷及屋面。

4結(jié)論

混凝土PC構(gòu)件和現(xiàn)代墻體材料是裝配式建筑發(fā)展的重要支撐與保障，也是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵。建筑業(yè)的發(fā)展必然要求現(xiàn)代墻體材料向部品化、裝配化發(fā)展，裝配式生產(chǎn)過(guò)程也必然要求混凝土PC構(gòu)件和現(xiàn)代墻體材料向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、高品質(zhì)化、多品種化以及節(jié)能環(huán)?；确较虬l(fā)展。因此，隨著混凝土PC構(gòu)件和現(xiàn)代墻體材料產(chǎn)品的增加，標(biāo)準(zhǔn)化率大幅提升，生產(chǎn)規(guī)?；?yīng)逐步顯現(xiàn)，成本將快速下降，有利于裝配式建筑裝配率飛速發(fā)展，大大提升建筑裝配率，推動(dòng)我國(guó)城市化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王俊,趙基達(dá),胡宗羽.我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].土木工程學(xué)報(bào),2016,49(05):1-8.

[2]顧泰昌.國(guó)內(nèi)外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,2014(08):48-51.

[3]沈錚，肖力光，趙壯新型墻體材料發(fā)展現(xiàn)狀[J]吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，27(3)：36-39．

[4]葛曉麗,許迎春,許國(guó)東,張亞挺,彭效義.淺談裝配式墻體的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].墻材革新與建筑節(jié)能,2017(07):43-46.

作者:權(quán)宗剛 王科穎 單位:西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院有限公司