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“高层建筑发展迅速,非承重内隔墙的使用日益增长,出现各种各样的内隔墙产品,而非承重内隔墙的选用,不仅涉及到技术经济效益,也关系到此项建筑技术的发展方向,但是长期以来对这些内隔墙缺乏综合分析,只凭各地区的建材条件和习惯做法选用。在考虑经济效益时,往往只考虑内隔墙的预算单方造价,而忽略其他效益,尤其是社会效益和减轻自重方面。
经过四川“5.12”特大地震灾害后,对建筑物设计和选材上提出了更高的要求。防潮石膏现浇墙以一种全新的技术及施工工艺,满足了现代建筑,尤其是高层建筑结构的要求。并对消弭化学副产石膏综合利用开辟了新途径。
一、技术背景
随着我国墙体改革步伐的加快,各类新型墙体材料层出不穷,然有些新型墙体材料本身及其配套施工工艺尚不成熟,从而出现了不少的质量问题。
国家为了统一各类墙体材料工程应用的基本要求及相应的设计原则和方法,确保墙体工程质量,做到技术先进、安全适用、经济合理,制定出台了强制性技术标准《墙体材料应用统一技术规范》,规范中提到:当前我国墙体材料品种繁多,应用技术标准往往滞后于材料标准,有的标准“政出多门”,如国家技术监督局、国家建设部、国家建材局等部门均曾发布过轻质隔墙板的标准,各标准的指标要求不尽一致;有几种性能不同的产品共同执行同一个产品标准,如高性能的蒸压粉煤灰和低档次的“双免砖”共同执行《粉煤灰砖》(JC239)标准,使非蒸压粉煤灰砖在标准的幌子下得以泛滥,2004年、2005年全国上马已经“死灰复燃”的免烧砖生产线近万条,年总产量折标砖40亿~50亿块。这些砖将对建筑物的安全及耐久性构成隐患;也有同一种产品由两个水平相差悬殊的标准来评价的现象,如同是一种尺寸的小型混凝土空心砌块就有《普通混凝土小砌块》(GB8239)、《粉煤灰小型空心砌块》(JC862)和《轻集料混凝土小砌块》(GB/T15229)。使得材料质量差距较大,墙体渗、裂、漏严重,危及了建筑物质量,影响了墙体材料的科学发展及应用与推广。
目前我国的墙体材料大致可划分为淘汰型、过渡型和发展型产品,其划分的原则是依据产品的技术性、政策性、经济性三大要素。不符合三大要素中任何一项均应视为淘汰型产品,如技术不成熟、国家政策不允许或造价昂贵缺少市场竞争力的产品。过渡型产品则不完全符合三大要素中某一要素的某项要求,如一些地区仍在使用的黏土空心砖、混凝土实心砖等,对于符合或基本符合三大要素的墙材则应当倡导的发展型产品,设计中应积极采用。当前我国墙体材料发展趋势不容乐观,经调查分析表明淘汰型、过渡型、发展型墙材产品的比例为2.28∶1.00∶0.95。这就说明淘汰型产品被大量、广泛地应用着。而所谓发展型墙材0.95的份额中,不满足建筑应用的材料仍占有一定比例。
防潮石膏现浇墙已逐步进入建筑市场,被设计、建设、检验、开发商、用户所认可,满足了现代建筑,尤其是高层建筑结构的要求。逐渐取代替换淘汰型产品在市场所占的份额。
二、关于对防潮石膏现浇墙的原料材质分析
石膏与水泥混凝土、砖等同属无机材料,具有不燃性;所不同的是它的最终水化产物二水硫酸钙中含有两个结晶水,其分解温度约在100℃至170℃之间。当遇到火灾时,只有等到其中的两个结晶水全部分解完毕后,温度才能在170℃左右的基础上继续升高;而且在其分解过程中产生的大量水蒸气幕还能对火焰的蔓延起着阻隔的作用。根据国外的试验,二水硫酸钙中结晶水的分解速度约为每6毫米厚15分钟。以9毫米厚的实心防潮石膏现浇墙为例,其分解时间约需近4小时,而且在此期间室内财物尚未达到燃点,为火灾中人员的逃生,财物的保护和救火赢得了宝贵的时间。
石膏建材与木材的平均导热系数相近,具有与木材相似的暖性。石膏建材的呼吸功能源于它的多孔性。这些孔隙在室内湿度大时,可将水分吸入;反之,室内湿度小时又可将孔隙中的水分释放出来,自动调节室内的湿度,使人感到舒适。
三、关于对防潮石膏现浇墙施工工艺分析
防潮石膏现浇墙以其先进的原材料配方控制技术以标准化管理流程,根据四川省建设厅省级工程建设标准设计图集《石膏分块现浇内隔墙构造》图集号川09G11中的施工方法,采用现场机械化浇注的施工方法施工,劳动强度低,文明快捷,可钉、可锯、可刨,电气线路敷设方便,施工速度较其他墙体显著提高。成墙后只需在墙面直接刮腻子即可,不需两面抹灰,降低了施工成本。
适用于抗震烈度8度及8度以下地区的框架结构、框剪结构的非承重内隔墙,防潮石膏现浇墙因其特有的防潮功能,在卫生间、淋浴间等湿度较大的房间也可采用。
而生产原料主要采用化学石膏,如烟气脱硫石膏、氟石膏、磷石膏等,其次在整体成墙的过程中,基本无“三废”排放。在使用过程中,不会产生对人体有害的物质。
四、关于防潮石膏现浇墙的性能分析
1. 防潮、隔音
在现行最新的《墙体材料应用统一技术规范》中要求软化系数不应小于0.85;软化系数是用来表示墙体材料耐水性的优劣,当软化系数小于0.85时材料强度降低,给墙体的安全性、耐久性带来影响。曾有过墙体由于软化系数过小而丧失承载能力的事故案例。
防潮石膏墙软化系数大于0.85,高于国家标准之规定,高湿度房间如厨房、浴室同样适用。隔音效果良好,90毫米墙体可达到40分贝,远高于同类产品。
2.强度高
抗压强度最高可达7兆帕,而普通石膏砌块只有1.5~2兆帕。
3. 自重轻、抗震性好
如页岩空心砖“20墙”抹灰后每平方米重量为280千克,防潮石膏墙120毫米厚为每平方米140千克,90毫米厚为每平方米108千克。从设计方案选用轻质的墙体,可大大降低建筑总荷载,从而减少结构工程造价。以广州市一幢十八层框架、剪力墙结构建筑为例,使用轻质墙材比灰砂砖减少总荷载27.8%,可降低结构造价6%~8%;高层可达10%以上。经过“5.12”以后的四川在建筑抗震设防度已经成为一个非常重要的要求,防潮石膏现浇墙每平方米800~1 200千克的系列,能有效的减轻建筑物承受的地震荷载,而且其弹性模量小,在应力条件下有较大的应变值。在结构上与框架支撑之间有良好的连接,具有吸收地震偏移变形的能力,是良好的建筑抗震材料,加上独特的整体浇筑工艺大大提高了墙体的整体性和抗冲击性,从结构上解决了墙体裂缝的问题。
4. 优良的防火性
石膏制品内含结晶水,火灾时吸热首先释放结晶水,形成水幕,墙面温度不高于140℃,直接阻隔和延缓火势蔓延,耐火极限达3小时以上,并且不会产生令人窒息的有毒、有害气体。石膏制品被《建筑内部装修设计防火规范》列为不燃性A级建筑装修材料。
5. 保温隔热、节能降耗
石膏的导热系数仅为红砖的1/3,通俗讲就是1厘米厚的石膏墙相当于3厘米红砖墙的保温性;在国家对建筑节能要求越来越高的今天,不少建筑内隔墙也要求作保温处理,而120毫米石膏墙的自保温性能达到370毫米厚砖墙的保温性,增强防潮发泡石膏墙采用先进的闭孔发泡工艺,使墙中形成若干互不连通的气孔,使其具有优越的保温隔热性能,即墙体在夏季能大大减少阳光传导至室内的热能,进而使空调的使用能耗下降。而冬季又能起到良好的保温作用,空调、暖气的使用频率将大大的降低,可减少能源消耗、且不易受鼠、蚁害,保护建筑主体结构,还能延长建筑物的寿命。
6. 利废环保
2011年2月21日工信部发布了《工业和信息化部关于工业副产石膏综合利用的指导意见》,文件指出:2009年,我国工业副产石膏产生量约1.18亿吨,综合利用率仅为38%。其中,脱硫石膏约4 300万吨,综合利用率约56%;磷石膏约5 000万吨,综合利用率约20%;其他副产石膏约2 500万吨,综合利用率约40%。目前工业副产石膏累积堆存量已超过3亿吨,其中,脱硫石膏5 000万吨以上,磷石膏2亿吨以上。工业副产石膏大量堆存,既占用土地,又浪费资源,含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染,已经成为制约我国燃煤机组烟气脱硫和磷肥企业可持续发展的重要因素。
文件要求:到2015年底,磷石膏综合利用率由2009年的20%提高到40%;脱硫石膏综合利用率由2009年的56%提高到80%;建成一批大规模、高附加值利用的产业化示范项目;形成较为完整的工业副产石膏综合利用产品标准体系;引导工业副产石膏综合利用企业向多途径、大规模、高附加值综合利用方向发展。
近年来,尽管我国工业副产石膏的利用途径不断拓宽、规模不断扩大、技术水平不断提高,但随着工业副产石膏产生量的逐年增大,综合利用仍存在一些问题。
防潮石膏现浇墙其主要原材料均采用化学副产石膏,积极的响应大力推进工业副产石膏综合利用工作的号召,达到利废环保的目的,带动和促进工业副产石膏综合利用。
如果将每年副产石膏排放量按2亿吨计算,全部生产成防潮石膏现浇墙即可替代260亿匹标准砖,我国墙材目前需求总量约8 000亿匹标砖。
7. 其他优点
墙体薄,能有效的增加建筑物的有效使用面积。先进的浇筑模具,结构一体化,现场一次成活,墙体平整光洁,无原料浪费,无建筑垃圾。适用范围广,可于各种结构的非承重内隔墙;钉、开槽、埋设相关设施简单,便于二次装修,具备很强的推广普及条件。
五、结论
随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注。防潮石膏现浇墙不仅仅是性能优良的新型建材,也是一种非常全面的绿色环保建材,在隔墙工程中使用防潮石膏现浇墙,将是降低建筑成本、节约建筑能源、改善建筑环境的有效措施。
防潮石膏现浇墙的诞生,开辟出了化学副产石膏资源综合利用极为有效的新途径。
(作者单位:绵阳市夏之晨科技有限责任公司)
经过四川“5.12”特大地震灾害后,对建筑物设计和选材上提出了更高的要求。防潮石膏现浇墙以一种全新的技术及施工工艺,满足了现代建筑,尤其是高层建筑结构的要求。并对消弭化学副产石膏综合利用开辟了新途径。
一、技术背景
随着我国墙体改革步伐的加快,各类新型墙体材料层出不穷,然有些新型墙体材料本身及其配套施工工艺尚不成熟,从而出现了不少的质量问题。
国家为了统一各类墙体材料工程应用的基本要求及相应的设计原则和方法,确保墙体工程质量,做到技术先进、安全适用、经济合理,制定出台了强制性技术标准《墙体材料应用统一技术规范》,规范中提到:当前我国墙体材料品种繁多,应用技术标准往往滞后于材料标准,有的标准“政出多门”,如国家技术监督局、国家建设部、国家建材局等部门均曾发布过轻质隔墙板的标准,各标准的指标要求不尽一致;有几种性能不同的产品共同执行同一个产品标准,如高性能的蒸压粉煤灰和低档次的“双免砖”共同执行《粉煤灰砖》(JC239)标准,使非蒸压粉煤灰砖在标准的幌子下得以泛滥,2004年、2005年全国上马已经“死灰复燃”的免烧砖生产线近万条,年总产量折标砖40亿~50亿块。这些砖将对建筑物的安全及耐久性构成隐患;也有同一种产品由两个水平相差悬殊的标准来评价的现象,如同是一种尺寸的小型混凝土空心砌块就有《普通混凝土小砌块》(GB8239)、《粉煤灰小型空心砌块》(JC862)和《轻集料混凝土小砌块》(GB/T15229)。使得材料质量差距较大,墙体渗、裂、漏严重,危及了建筑物质量,影响了墙体材料的科学发展及应用与推广。
目前我国的墙体材料大致可划分为淘汰型、过渡型和发展型产品,其划分的原则是依据产品的技术性、政策性、经济性三大要素。不符合三大要素中任何一项均应视为淘汰型产品,如技术不成熟、国家政策不允许或造价昂贵缺少市场竞争力的产品。过渡型产品则不完全符合三大要素中某一要素的某项要求,如一些地区仍在使用的黏土空心砖、混凝土实心砖等,对于符合或基本符合三大要素的墙材则应当倡导的发展型产品,设计中应积极采用。当前我国墙体材料发展趋势不容乐观,经调查分析表明淘汰型、过渡型、发展型墙材产品的比例为2.28∶1.00∶0.95。这就说明淘汰型产品被大量、广泛地应用着。而所谓发展型墙材0.95的份额中,不满足建筑应用的材料仍占有一定比例。
防潮石膏现浇墙已逐步进入建筑市场,被设计、建设、检验、开发商、用户所认可,满足了现代建筑,尤其是高层建筑结构的要求。逐渐取代替换淘汰型产品在市场所占的份额。
二、关于对防潮石膏现浇墙的原料材质分析
石膏与水泥混凝土、砖等同属无机材料,具有不燃性;所不同的是它的最终水化产物二水硫酸钙中含有两个结晶水,其分解温度约在100℃至170℃之间。当遇到火灾时,只有等到其中的两个结晶水全部分解完毕后,温度才能在170℃左右的基础上继续升高;而且在其分解过程中产生的大量水蒸气幕还能对火焰的蔓延起着阻隔的作用。根据国外的试验,二水硫酸钙中结晶水的分解速度约为每6毫米厚15分钟。以9毫米厚的实心防潮石膏现浇墙为例,其分解时间约需近4小时,而且在此期间室内财物尚未达到燃点,为火灾中人员的逃生,财物的保护和救火赢得了宝贵的时间。
石膏建材与木材的平均导热系数相近,具有与木材相似的暖性。石膏建材的呼吸功能源于它的多孔性。这些孔隙在室内湿度大时,可将水分吸入;反之,室内湿度小时又可将孔隙中的水分释放出来,自动调节室内的湿度,使人感到舒适。
三、关于对防潮石膏现浇墙施工工艺分析
防潮石膏现浇墙以其先进的原材料配方控制技术以标准化管理流程,根据四川省建设厅省级工程建设标准设计图集《石膏分块现浇内隔墙构造》图集号川09G11中的施工方法,采用现场机械化浇注的施工方法施工,劳动强度低,文明快捷,可钉、可锯、可刨,电气线路敷设方便,施工速度较其他墙体显著提高。成墙后只需在墙面直接刮腻子即可,不需两面抹灰,降低了施工成本。
适用于抗震烈度8度及8度以下地区的框架结构、框剪结构的非承重内隔墙,防潮石膏现浇墙因其特有的防潮功能,在卫生间、淋浴间等湿度较大的房间也可采用。
而生产原料主要采用化学石膏,如烟气脱硫石膏、氟石膏、磷石膏等,其次在整体成墙的过程中,基本无“三废”排放。在使用过程中,不会产生对人体有害的物质。
四、关于防潮石膏现浇墙的性能分析
1. 防潮、隔音
在现行最新的《墙体材料应用统一技术规范》中要求软化系数不应小于0.85;软化系数是用来表示墙体材料耐水性的优劣,当软化系数小于0.85时材料强度降低,给墙体的安全性、耐久性带来影响。曾有过墙体由于软化系数过小而丧失承载能力的事故案例。
防潮石膏墙软化系数大于0.85,高于国家标准之规定,高湿度房间如厨房、浴室同样适用。隔音效果良好,90毫米墙体可达到40分贝,远高于同类产品。
2.强度高
抗压强度最高可达7兆帕,而普通石膏砌块只有1.5~2兆帕。
3. 自重轻、抗震性好
如页岩空心砖“20墙”抹灰后每平方米重量为280千克,防潮石膏墙120毫米厚为每平方米140千克,90毫米厚为每平方米108千克。从设计方案选用轻质的墙体,可大大降低建筑总荷载,从而减少结构工程造价。以广州市一幢十八层框架、剪力墙结构建筑为例,使用轻质墙材比灰砂砖减少总荷载27.8%,可降低结构造价6%~8%;高层可达10%以上。经过“5.12”以后的四川在建筑抗震设防度已经成为一个非常重要的要求,防潮石膏现浇墙每平方米800~1 200千克的系列,能有效的减轻建筑物承受的地震荷载,而且其弹性模量小,在应力条件下有较大的应变值。在结构上与框架支撑之间有良好的连接,具有吸收地震偏移变形的能力,是良好的建筑抗震材料,加上独特的整体浇筑工艺大大提高了墙体的整体性和抗冲击性,从结构上解决了墙体裂缝的问题。
4. 优良的防火性
石膏制品内含结晶水,火灾时吸热首先释放结晶水,形成水幕,墙面温度不高于140℃,直接阻隔和延缓火势蔓延,耐火极限达3小时以上,并且不会产生令人窒息的有毒、有害气体。石膏制品被《建筑内部装修设计防火规范》列为不燃性A级建筑装修材料。
5. 保温隔热、节能降耗
石膏的导热系数仅为红砖的1/3,通俗讲就是1厘米厚的石膏墙相当于3厘米红砖墙的保温性;在国家对建筑节能要求越来越高的今天,不少建筑内隔墙也要求作保温处理,而120毫米石膏墙的自保温性能达到370毫米厚砖墙的保温性,增强防潮发泡石膏墙采用先进的闭孔发泡工艺,使墙中形成若干互不连通的气孔,使其具有优越的保温隔热性能,即墙体在夏季能大大减少阳光传导至室内的热能,进而使空调的使用能耗下降。而冬季又能起到良好的保温作用,空调、暖气的使用频率将大大的降低,可减少能源消耗、且不易受鼠、蚁害,保护建筑主体结构,还能延长建筑物的寿命。
6. 利废环保
2011年2月21日工信部发布了《工业和信息化部关于工业副产石膏综合利用的指导意见》,文件指出:2009年,我国工业副产石膏产生量约1.18亿吨,综合利用率仅为38%。其中,脱硫石膏约4 300万吨,综合利用率约56%;磷石膏约5 000万吨,综合利用率约20%;其他副产石膏约2 500万吨,综合利用率约40%。目前工业副产石膏累积堆存量已超过3亿吨,其中,脱硫石膏5 000万吨以上,磷石膏2亿吨以上。工业副产石膏大量堆存,既占用土地,又浪费资源,含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染,已经成为制约我国燃煤机组烟气脱硫和磷肥企业可持续发展的重要因素。
文件要求:到2015年底,磷石膏综合利用率由2009年的20%提高到40%;脱硫石膏综合利用率由2009年的56%提高到80%;建成一批大规模、高附加值利用的产业化示范项目;形成较为完整的工业副产石膏综合利用产品标准体系;引导工业副产石膏综合利用企业向多途径、大规模、高附加值综合利用方向发展。
近年来,尽管我国工业副产石膏的利用途径不断拓宽、规模不断扩大、技术水平不断提高,但随着工业副产石膏产生量的逐年增大,综合利用仍存在一些问题。
防潮石膏现浇墙其主要原材料均采用化学副产石膏,积极的响应大力推进工业副产石膏综合利用工作的号召,达到利废环保的目的,带动和促进工业副产石膏综合利用。
如果将每年副产石膏排放量按2亿吨计算,全部生产成防潮石膏现浇墙即可替代260亿匹标准砖,我国墙材目前需求总量约8 000亿匹标砖。
7. 其他优点
墙体薄,能有效的增加建筑物的有效使用面积。先进的浇筑模具,结构一体化,现场一次成活,墙体平整光洁,无原料浪费,无建筑垃圾。适用范围广,可于各种结构的非承重内隔墙;钉、开槽、埋设相关设施简单,便于二次装修,具备很强的推广普及条件。
五、结论
随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注。防潮石膏现浇墙不仅仅是性能优良的新型建材,也是一种非常全面的绿色环保建材,在隔墙工程中使用防潮石膏现浇墙,将是降低建筑成本、节约建筑能源、改善建筑环境的有效措施。
防潮石膏现浇墙的诞生,开辟出了化学副产石膏资源综合利用极为有效的新途径。
(作者单位:绵阳市夏之晨科技有限责任公司)