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烧结制品融入装配式建筑的探讨
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添加日期:2020/4/29 15:04:40   浏览次数:103   文章来源:   作者:

 

烧结制品融入装配式建筑的探讨

周炫  中国砖瓦工业协会 

墙体屋面材料是建筑物的主要砌筑结构及围护材料,是建筑物的主体材料,几乎占建筑物主体固体材料用料70%以上。据不完全统计,截止2018年,我国墙体屋面材料制品生产企业有近4万家(烧结制品企业近3.2万家,蒸压或混凝土制品企业约2000家,混凝土制品生产企业约6000多家),从业人员达300多万人,其中绝大多数为临时工,年产总量约10000多亿块(折标砖)。其中烧结制品约8100多亿块;粘土实心砖下降至2800亿块,空心制品上升至2400多亿块;各种利废(煤矸石、粉煤灰和各种废渣、环保等)新型墙体材料产品近些年得到快速发展,年产近2000亿块(折标砖),纯煤矸石烧结砖约200亿块(折标砖);粉煤灰砖近100亿块,年利用各种工业固体废弃物已达到1.35亿吨以上;烧结瓦基本稳定在400亿片(折标砖600亿块);蒸压或混凝土制品上升至1800多亿块,其中蒸压制品中加气混凝土制品快速上升至1700亿块,蒸压灰沙砖及混凝土制品萎缩至各100亿块。目前墙体屋面材料,烧结制品仍占墙体屋面及道路用建筑材料总量的81%,是墙体屋面及道路用建筑材料的主体。

近些年来,墙体屋面及道路用建筑材料工业的科技进步与发展也十分瞩目,一批墙体屋面及道路用建筑材料工业发展的技术瓶颈问题已取得重大突破,一批具有自主知识产权的技术及产品和装备蓬勃发展,墙体屋面及道路用建筑材料工业已摆脱了单一烧结墙体屋面材料产品的局面,逐步形成多元化产品发展的态势,特别是烧结制品的应用也得到了较大的发展,在功能化发展十分迅速,如图1烧结复合制品的墙体高保温节能应用,2烧结装饰板与吸音板结合使用—室内装饰及吸音应用;图3烧结遮光蔽栏改善光污染的应用;4烧结遮光蔽栏改善光污染的应用;5烧结制品道路广场的应用,7烧结砖筑文化制品的应用,8烧结砖雕文化制品的应用等。

 

 

 

随着我国经济增长,城市化的发展以及人民生活水平的提高,人力资源的变化,砌筑人力及人工砌筑工人稀缺,传统的砌筑施工已走到尽头,逐步被建筑行业的建筑工业化淘汰,现代建筑工业化已成为现代建筑业的必然趋势,烧结墙体屋面材料只有融合及应用在建筑工业化方面,才能有今后的市场和空间,在建筑工业化方面烧结墙体屋面材料主攻方向主要是装配式建筑;装配式建筑是指在工厂化生产的部品部件,在施工现场通过组装和连接而成的建筑,相对于现在仍然在施工当中占主流的现浇及砌筑建筑来说,就是原来通过现浇或砌筑的构配件及墙体,比如梁、柱、板、墙等,拿到工厂去生产,生产之后再运到工地来组装,把它的节点做好,然后采用一部分的现场浇筑将这两部分结合起来,形成一个完整的现代建筑结构。因此。建筑工业化及装配式建筑得到了发达国家特别是欧美及日本青睐,都作为推进住宅产品现代化的首选产品。目前国外应用情况是:日本占墙材总量60%以上;美国、德国约占50%以上,发达国家目前墙板应用量基本上都在40%以上。

 

如日本建筑构件及部品应用已十分普及,工地上没有那么多工人,更多的工作是在标准化的工厂里完成,再运到工地里,像搭积木似的进行拼装从生产线上下来的楼梯。带着钢筋,预留好了相应的插孔,只要运到工地搭起来就行;工厂里贴墙砖,工人们把墙砖预先放在模具里,再放上钢筋,倒入混凝土从工厂里出来的墙板就直接带着墙砖了;工地现场的施工,更像是在搭积木;当然,施工现场还是会有一些地方需要现浇混凝土。这是工人在浇混凝土之前用高压水枪清洗施工区域;不允许有任何的垃圾残留;为了防止扬尘,施工时每往上搭一层,就包装一层,基本做到清洁化无污染化作业和生产,如图9所示日本建筑构件及部品应用。

 

 

欧洲德国烧结砌块及加气混凝土制造的墙板及部品在德国应用已十分普遍德国房屋建造业,不仅是盖大楼,甚至德国乡村的农民自建房都是直接传到工厂的自动化房屋生产系统,将烧结砌块自动组合,模块化制成整面的墙板或部品,内部构件也已经工厂化,预制化,施工现场只需要吊装,整面的砖墙或部品吊装组合,取代了过去工人一块块的砌筑,极大地提高了房屋建造的效率,如10德国烧结砌块制造的墙板及部品应用

 

发展装配式建筑是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。

因此,国家相关部门为了推动和发展我国的建筑工业化和发展装配式建筑,连续下发相关产业扶持政策。

2016年于930日国务院办公厅发布(国办发〔201671号)《关于大力发展装配式建筑的指导意见》开篇提出装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑。发展装配式建筑是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。近年来,我国积极探索发展装配式建筑,但建造方式大多仍以现场浇筑为主,装配式建筑比例和规模化程度较低,与发展绿色建筑的有关要求以及先进建造方式相比还有很大差距。为贯彻落实《中共中央 国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》和《政府工作报告》部署,大力发展装配式建筑。

20170224日国务院办公厅发布(国办发〔201719号)《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》第十四条:推广智能和装配式建筑。坚持标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用,推动建造方式创新,大力发展装配式混凝土和钢结构建筑,在具备条件的地方倡导发展现代木结构建筑,不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例。力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。在新建建筑和既有建筑改造中推广普及智能化应用,完善智能化系统运行维护机制,实现建筑舒适安全、节能高效。

2017323日住房和城乡建设部发布(建科[2017]77号)《“十三五”装配式建筑行动方案》、《装配式建筑示范城市管理办法》、《装配式建筑产业基地管理办法》等相关技术产业政策文件。

20171123工业和信息化、环境保护和安全生产监管部门三部委联合下发的《关于加快烧结砖瓦行业转型发展的若干意见》(工信部联原[2017]297号)文件中大力发展先进产品,坚决淘汰落后产能章节“发展绿色建筑、装配式建筑和海绵城市等建设所需新产品。大力发展轻质高强、保温防火、与建筑同寿命、多功能一体化的装配式墙材、屋面及围护结构部品。引导砖瓦产品向高掺量、高孔洞率、高强度、多功能和自装饰等方向发展,重点发展结构功能一体化的烧结多孔砖、空心砖、自保温砌块、复合保温砌块、清水墙砖、透水路面砖、烧结墙板等产品,防水防腐防火保温一体化的装配式墙材、屋面等产品,以及综合性能好的烧结瓦和太阳能屋面瓦等。”

 2018国家工业和信息化部产业发展与转移指导目录(2018

相关条款指出重点发展新型环保建筑墙体屋面材料和装饰材料,协同处置城市污泥,建筑垃圾等废弃物的烧结新型墙体及道路用建筑材料,烧结制品制造的部品及部件等产品。

2019国家发展和改革委员会发布产业结构调整指导目录(2019 年本),其中建材类鼓励类第 十二条建材发展适用于装配式建筑的部品化建材产品;低成本相变储能墙体材料及墙体部件的要求。

上述国家产业政策,随着我国建筑工业化部品化、住宅产业化进程的加快,建筑墙板及部品部件必将成为我国主体墙体围护结构的主力军。目前,我国传统的墙体屋面及道路用建筑材料,特别是烧结制品行业面临巨大的挑战,同时,也呈现出巨大的机遇,目前量大面广的块体较小适用于手工砌筑的传统烧结制品砖或砌块,由于块体较小,只适用于现场施工使用水泥砂浆砌筑建筑墙体,这种方式施工速度慢,人员成本高,施工现场水泥砂浆使用量大,粉尘和固体废物产生量较大,施工环境较差,已很难适应现代工程机械的施工要求;加之,人力资源的变化,砌筑人力及人工砌筑工人稀缺,传统的砌筑施工已走到尽头,适用于手工砌筑的传统烧结制品砖或砌块将会被建筑工业化的部品部件淘汰出局,市场将会进一步萎缩,行业面临巨大的挑战,市场倒逼烧结制品行业,特别产品是必须适应我国建筑工业化部品化、住宅产业化的进程转型升级,无法生产能够制造部品部件的企业会淘汰出局,新生生产制造部品部件的烧结企业必然会脱颖而出

烧结砖瓦制品原料范围极宽,资源十分丰富且分布极广,生产原料为地壳最容易取得的粘土、页岩以及煤矸石、粉煤灰建筑渣土、淤泥(江河湖淤泥)、污泥等固体废弃物,只要有陆地就有制砖原料,加之综合利废能力巨大且可以彻底干净无害化处置废弃物,因此国情及资源,烧结制品将仍旧是我国墙体材料的重要产品。但是,随着我国建筑工业化进程,烧结制品必需走德国等先进国家将烧结制品(烧结砌块和烧结砖)制造各类建筑墙板和建筑部品这条路。

目前,我国建筑部品主要以混凝土PC构件为主,由于混凝土资源少、成本高、自重较重加之制品墙体性能等问题,推广较为困难,这些都亟待我们烧结制品的参与与提升,由于烧结制品量大面广,加之烧结制品性能优越,价格适中,烧结砖和砌块制造的新型轻质复合墙板及部品必将在未来建筑工业化中得到极好的运用,今后可能将成为墙板行业的最重要墙板及部品部件制品,烧结制品(烧结砌块和烧结砖)制成的各类建筑墙板和建筑部品空间巨大,目前机遇与挑战并存,烧结制品行业必将向烧结制品(烧结砌块和烧结砖)制造的各类建筑墙板和建筑部品方向转型升级

因此,中国砖瓦工业协会根据今后行业发展方向,已启动推进烧结制品(烧结砌块和烧结砖)制造建筑部品部件标准化工作,制定《烧结产品制造建筑部品技术规范》标准等相关烧结制品部品标准工作,以适应装配式建筑设计、生产、施工、验收、管理一体化的需求,已初步形成一种适用于我国建筑,特别是高层建筑的建筑砌体结构,其通过多个预制建筑部品构件互相固定连接砌筑而成,每个预制建筑部品构件由多块建筑块材(烧结砌块和烧结砖)预加工制成。该预制建筑部品构件的多块建筑块材(烧结砌块和烧结砖)之间通过横向钢筋和竖向钢筋贯穿连接,并通过预应力砌筑砂浆互相粘结,保证该预制建筑部品构件结构强度的同时,由于建筑块材(烧结砌块和烧结砖)、钢筋、砌筑砂浆价格相对低廉,因此成本较低、易于推广应用的技术模式,即解决了欧美发达国家,烧结制品制造的各类建筑墙板和建筑部品建筑块材(烧结砌块和烧结砖)之间无钢筋连接,采用价格昂贵的高强胶粘接预制建筑构配件、部品部件件在施工现场进行组装中,由于建筑块材(烧结砌块和烧结砖)属于脆性材料,易折断建筑吊装安全性无法保障的问题,也解决了采用价格昂贵的高强胶粘接不利于推广应用问题,且这种通过粘合组装的建筑结构在保证结构强度的同时,施工速度较快、大大节省了人力资源,而且减少了施工现场水泥、砂石等污染较高建筑材料的使用,如图11烧结制品(烧结砌块和烧结砖)制造的各类建筑墙板和建筑部品应用,12烧结制品(烧结砌块和烧结砖)制造的各类建筑墙板和建筑部品应用实例

通过上述预制建筑部品构件之间的互相固定连接,可构筑出一种结构稳固、施工简便的砌体结构。预制建筑部品构件可在工厂生产完成后运送至施工现场,在施工现场只需将预制建筑部品构件固定连接即可。实际施工时,相邻两预制建筑部品构件连接时,位置对应的钢筋接头可互相焊接或绑扎固定,焊接或绑扎后,两预制建筑部品构件之间的缝隙可通过砌筑砂浆填充即可。该方式易于实现且连接强度高。当然,预制建筑部品构件之间也可采用其他连接方式,如嵌砖连接等。相对于现有的建筑施工方式,上述通过预制建筑部品构件直接装配连接的建筑施工方式大大节约了人力物力,施工量小,且施工效率高。并且,现场水泥、砂石等基础物料使用减少,也减少了建筑工地的粉尘和废弃物排放,符合绿色施工的要求。

 

上述各项工作及相应技术,中国砖瓦工业协会将组织行业积极探索解决相关瓶颈问题,推动烧结制品制造的部品部件及新产品适应装配式建筑的设计、生产、施工、验收、管理一体化的需求,推进烧结制品这一具有环境修复功能材料和生态材料的应用和研发,促进产业延伸和转型升级和高质量发展。