導語：現代墻體材料與裝配式建筑研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]隨著我國城鎮化和建筑業的發展，裝配式建筑是我國未來建筑業轉型升級和發展的重要支撐，本文圍繞裝配式建筑和建筑結構體系的適應性，介紹了混凝土PC構件的國內外產品、工藝與標準發展概況，進一步圍繞現代墻體材料的發展概況，介紹了幾種適合裝配式建筑發展的現代墻體材料及其生產工藝，提出未來我國裝配式建筑所需的現代墻體材料發展的重點和建議。

[關鍵詞]裝配式建筑；墻體材料；墻板；砌塊

1前言

目前，我國正處于新型工業化和新型城鎮化加速發展階段，建筑行業面臨勞動力短缺、人工成本高、環境污染、資源浪費、建筑廢棄物量大等日益突出的問題，發展裝配式建筑，推動我國建筑業轉型升級成為必然發展趨勢。裝配式建筑指采用部件部品，在施工現場以可靠連接方式裝配而成的建筑，具有設計標準化、生產工業化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化、建筑智能化、工人產業化等的特征，具備節能、節地、節材、節時、節水、環保等優勢。裝配式建筑主要分為預制鋼筋混凝土結構（即PC結構）、鋼結構（包括輕鋼結構）、木結構等。裝配式建筑也稱建筑工業化和住宅產業化。建筑工業化是法國20世紀50年代提出的，在歐美流行并發展起來，而住宅產業化源于日本，并在日本得到了發展[1]。然而，無論是住宅產業化還是建筑工業化，都與裝配式建筑的概念是一致的。目前瑞典工業化住宅的比率已達到80%以上，日本達到70%以上，英國達到75%以上，新加坡達到86%，香港達到50%，而我國建筑量約為世界總量的50%，但工業化率僅為7%。因此，如何快速實現建筑工業化，以解決當前問題和矛盾，成為重中之重,裝配式建筑作為建筑工業化發展重心，正迎來爆發式的增長機遇。墻體材料作為建筑物主要的圍護材料，占建筑物總體建筑材料的三分之二。裝配式建筑的綠色化、節能化發展，要求使用綠色節能的現代墻體圍護材料。因此，現代墻體材料作為裝配式建筑的重要組成部分，必須發展輕質、高強、保溫、防火與建筑同壽命的多功能一體化現代墻體材料體系，包括部品部件的通用化、標準化、模塊化和系列化。

2裝配式混凝土PC構件

預制裝配式混凝土結構是以預制混凝土構件為主要構件，經裝配、連接，結合部分現澆而成的混凝土結構，是當前國內推廣應用比較廣泛的裝配式建造方式，也是我國建筑工業化發展中的一個重要方向[2]。PC構件的英語是PrecastConcrete，是混凝土預制件的簡稱，是指在工廠中通過標準化、機械化方式加工生產的混凝土制品。裝配式混凝土建筑PC構件的生產在整個產業循環中占據重要作用，目前，PC構件成型工藝主要有平模機組流水工藝、平模傳送流水工藝、固定平模工藝、立模工藝、長線臺座工藝、壓力成型法等。國內裝配式建筑構件生產工藝流程見圖1。隨著國家政策和各省市系列政策的出臺，裝配式混凝土PC構件品類逐漸完善，企業逐步增多，但應用最廣的是一些非結構構件，如預應力混凝土空心樓板、墻板、疊合樓板、全預制陽臺板、疊合陽臺板、預制飄窗、全預制空調板，從應用方面來說品種比較單一。而歐美等發達國家裝配式混凝土建筑構件種類繁多，主要有全預制柱、全預制梁、疊合梁、單T和雙T屋面板、槽形板、全預制剪力墻、單層疊合剪力墻、雙層疊合剪力墻、外掛墻板、預制混凝土夾心保溫外墻板、預制疊合保溫外墻板、全預制樓板、全預制女兒墻、裝飾柱等8大類50多種產品。它們不僅可以用于有梁柱樓板和墻板的結構體系，也可以用于無梁無柱板材結構體系。隨著裝配式建筑的發展，預制率增速明顯，但是由于當前標準體系尤其是評價體系尚不完備，不利于大規模推廣，以至于企業生產規模效益無法體現，建造投入成本高，建筑外觀單一、缺乏多樣性，裝配率還較低，也進一步制約了裝配式建筑的發展。提高裝配式建筑裝配率的關鍵除了主體結構外，還在于墻體材料圍護結構，因此，大力發展部品化現代墻體材料，是適應裝配式建筑發展的需要。

3現代墻體材料的發展

現代墻體材料的發展方向主要是節能環保、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]。裝配式墻體材料區別于傳統墻體材料的重要特點是：它能更好地適應現代建筑施工標準化、模數化的生產要求[4]。目前，國內適用于裝配式建筑的墻體材料主要以節能保溫為主的墻體板材，大多磚和砌塊的裝配率不高，而國外發達國家開始使用燒結砌塊墻體和功能性墻板體系為主的現代墻體材料部品部件。3.1節能燒結保溫砌塊墻體。節能燒結保溫砌塊墻體目前主要有兩種：一種是頁巖、粉煤灰、煤矸石、淤泥等為原料，經一定的生產工藝燒制而成的新型節能墻體材料——燒結保溫砌塊，以單一制品形式同時解決節能保溫與結構承重的雙重問題，主要用于裝配式建筑承重墻體及外保溫圍護結構；另一種是剪力墻外掛新型外墻外保溫材料-WDF外保溫體系，由燒結磚層和填充物組成，主要用來取代傳統外墻保溫體系（如圖2和圖3所示）。燒結保溫空心砌塊有不同的規格尺寸和孔型結構，決定其有著不同的熱工性能，可以按照不同熱工分區，開發不同規格尺寸與孔型排布的墻體結構體系。我國三個熱工分區的燒結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格尺寸，按照熱工氣候分區，可設計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格的燒結保溫砌塊墻體，適合不同熱工氣候分區的裝配式建筑所需的外圍護結構體系。燒結保溫空心砌塊墻體可以做成帶構造柱和不帶構造柱，帶窗墻洞和不帶洞的多種墻體形式。國外燒結保溫空心砌塊墻體及其安裝圖如圖4所示。3.2尾礦節能保溫墻板。近年來隨著建筑節能和裝配式建筑的發展，尾礦節能保溫墻板逐漸發展起來。它是以鐵尾礦和頁巖為主要原材料，采用顎式破碎+球磨混料工藝技術，造粒、干燥、布料、高溫發泡后經燃氣式隧道窯燒制而成，主要用于混凝土結構體系的裝配式建筑承重墻體及外保溫圍護結構。這一節能墻體板材有不同厚度和不同規格尺寸，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，再依據結構要求，增加不同數量經防腐處理的鋼筋網片的一種輕質多孔的新式綠色環保墻體材料。經高溫高壓、蒸壓養護，生產出具有多孔狀結晶的板材，孔隙率達70％~80％，因而具有自重輕、絕熱性好、隔聲吸音等性能，符合當前國家對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，具有良好的力學性能，主要用于混凝土結構體系和鋼結構體系的裝配式建筑的內外墻體、屋面和樓面板。3.4預制混凝土夾心保溫復合墻板。預制混凝土夾心保溫復合墻板是以混凝土、鋼筋和鋼材、拉結件、高效絕熱材料、脫模劑等為原材料，經混凝土攪拌，以及混凝土墻板的成型、養護、脫模起吊生產而成，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結構。其主要有以下四種類型：（1）采用金屬拉接件技術的夾心保溫板：采用不銹鋼拉接件連接內外層混凝土板，完全取消板周邊及窗洞口周邊的混凝土肋，適當加大絕熱材料厚度來滿足外墻的保溫要求。（2）采用非金屬連接件技術的夾心保溫板：由復合增強纖維拉接件和擠塑板等絕熱材料構成，使用時，將拉接件兩端插入混凝土中錨固，中間固定絕熱材料。（3）采用預制混凝土外模板技術的夾心保溫板：外葉面板作為外模板，在外模板內側放置絕熱材料，通過拉接螺栓與內模板連接，該技術適宜在抗震要求較高地區的高層建筑中應用。（4）采用預制混凝土夾心保溫承重外墻板：墻板內側的混凝土板作為承重結構層，厚度可根據結構設計要求確定，一般為160~200mm；外層混凝土板作為裝飾面層，通過拉接件掛在結構層上。3.5功能化復合墻板。隨著建筑功能需求的增加，功能化復合墻板產品也越來越多，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、底襯經自動化生產線一次性復合成型，兩者均用于外墻外掛保溫體系。（2）紙面石膏板復合墻板石膏板復合墻板指以紙面石膏板為面層、絕熱材料為芯材的預制復合板。其主要用于裝配式建筑內隔墻，部分用于輕鋼結構外墻。（3）纖維增強硅酸鈣復合板以鈣質材料（消石灰粉、水泥、電石泥）、硅質材料（粉煤灰、石英砂、硅藻土）、增強纖維（紙漿、硅灰石及其他材料）等為原料，經制漿、成型、蒸壓養護、砂光等工序制成的復合墻板。其主要用于裝配式建筑內隔墻，部分用于輕鋼結構外墻。3.6建筑隔墻用輕質條板。建筑隔墻用輕質條板按類型分為空心條板、實心條板、復合條板。在墻板中，陶粒混凝土板、玻璃纖維增強水泥條板、玻璃纖維增強石膏空心條板、鋼絲(鋼絲網）增強水泥條板、輕混凝土條板、復合夾芯輕質條板、石膏空心條板等均屬于建筑隔墻用輕質條板。其主要用于裝配式建筑內隔墻，部分用于輕鋼結構外墻。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隔墻，也就是說對大空間進行功能分區和（或）限定的新型墻材產品，工廠進行生產時，主要生產加工工藝可分為板材的生產及部分輔材的生產。建筑用U型玻璃墻板生產方法有壓延法、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外墻、隔斷及屋面。

4結論

混凝土PC構件和現代墻體材料是裝配式建筑發展的重要支撐與保障，也是建筑業轉型發展的關鍵。建筑業的發展必然要求現代墻體材料向部品化、裝配化發展，裝配式生產過程也必然要求混凝土PC構件和現代墻體材料向標準化、通用化、高品質化、多品種化以及節能環保化等方向發展。因此，隨著混凝土PC構件和現代墻體材料產品的增加，標準化率大幅提升，生產規模化效應逐步顯現，成本將快速下降，有利于裝配式建筑裝配率飛速發展，大大提升建筑裝配率，推動我國城市化發展。

參考文獻

[1]王俊,趙基達,胡宗羽.我國建筑工業化發展現狀與思考[J].土木工程學報,2016,49(05):1-8.

[2]顧泰昌.國內外裝配式建筑發展現狀[J].工程建設標準化,2014(08):48-51.

[3]沈錚，肖力光，趙壯新型墻體材料發展現狀[J]吉林建筑工程學院學報，2010，27(3)：36-39．

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

作者:權宗剛 王科穎 單位:西安墻體材料研究設計院有限公司