時間:2022-07-04 20:57:15
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建筑材料檢測,最為重要的就是要運用標準的檢測方法,只要方法正確和標準,才能使建筑材料檢測取得實效。一是在材料性能檢測方面,最為重要的就是對建筑材料檢測樣品的取用必須規范,這樣才能使檢測數據報告更加準確,因而要開展建筑材料檢測過程中,必須按照取樣和送檢的規定進行,只有確保取樣和送檢符合規定流程,才能使檢測更具真實性和準確性,進而做出準確、科學的檢測報告。二是要抓住“代表性取樣”這一關鍵環節,因而取樣的部位、取樣的多少、檢測的方法,都會使建筑材料檢測的結果造成重要的影響,這就需要在取樣過程中,必須按照國有規定,選擇那些具有代表性的建筑材料檢測樣品,并且要把好樣品關,這樣才能保證建筑材料檢測效果。三是要高度重視建筑材料檢測過程中的溫度和溫度等的影響因素,無論是溫度,還是溫度,都會對建筑材料檢測造成重要的影響,這就需要對建筑材料進行檢測過程中,必須嚴格按照養護標準和檢測標準進行檢測,只有這樣才能使檢測結果更具“可比性”。四是高度重視試件尺寸和精度,試件必須要按照標準的尺寸和精度進行材料力學的性能測試,通過質量檢測,如果試件的尺寸及形狀都符合要求,就說明該試件是標準的試件,但是混凝土抗壓強度值會受到其試件的準確度高低而影響檢測結果;特別是由于不同的建筑材料具有很大的差異性,比如不同的加荷速度檢測具有不同的效果,在常溫條件下檢測水泥的性能,那么對呢的強度值就會超過其本身的強度值,而造成一定的誤差,因而必須注意加荷速度和荷載。
二、建筑材料檢測注意事項
對建筑材料的檢測,除了要高度重視建筑材料檢測的步驟和方法外,還必須對建筑材料中的一些注意事項給予高度重視,這樣有利于提高檢測的真實性、完善性和有效性。一是要加強對檢測人員的教育和培訓,使檢測人員能夠按照規范化、標準化和規定流程進行檢測,同時還要提高檢測人員的檢測技術水平,加大對檢測設備的投入力度,提升檢測設備的整體水平,這樣將有利于更好的開展建筑材料檢測。二是要注重處理好建筑材料檢測數據,由于建筑材料檢測工作受多種因素影響,因而在進行同組試件檢測過程中,極易出現檢測結果出現很大“離散性”的現象,因而必須對建筑材料的檢測進行科學的分析和選擇,做好檢測結果的取舍,這樣能夠保證建筑材料檢測結果更加準確。三是要給予建筑材料檢測以高度的重視,特別是要把好“三證關”,同時還要按照國家有關規定,進一步健全和完善建筑材料檢測標準、檢測制度、檢測機制和檢測保障,同時必須選擇那些具有資質的檢測單位進行檢測,這樣能夠確保檢測結果的可靠性。四是要注重檢測的“多元化”,采取多種方式對建筑材料進行“綜合性”檢測,比如對于已經具備生產許可證和安全認證的建筑材料,除了要對“兩證”進行檢測外,還必須對其外觀、數量、指標、性能、規格、型號等進行全面檢測,即使“兩證”具全的建筑材料,如果不合格,也堅決不能使用。
三、結語
一些建筑企業將細砂替換成粗砂進行取樣檢測,沒有及時調整砂石的含水量,沒有嚴格按照建筑材料檢測標準來檢驗碎石顆粒級配,在建筑其他材料取樣過程中,只抽檢質量好的,忽視磚材掉角缺棱的問題,并且沒有按照建材要求來檢測材料的抗壓強度,出現材料技術與質量隱患等。
2、提高建筑材料檢測有效性的主要措施
2.1控制建筑材料檢測的工作細節建筑材料檢測過程中要重點對檢測工作的細節加強控制,特別對于檢測溫度和濕度這兩個主要細節要加以強化,要根據建筑材料的理化性質,嚴格控制建筑材料檢測工作的溫度與濕度變量,提高建筑材料檢測的準確性,做到對建筑材料全面地檢測,做到對建筑材料檢測工作科學性和可靠性的保證。
2.2設置科學的建筑材料檢測項目建筑材料檢測工作應該突出關鍵性的檢測項目,只有選擇適宜的參數才能夠確保建筑材料檢測的質量,也才能發現建筑材料存在的隱患與問題。由于建筑材料多種多樣,必須建立起科學的項目,已達到提高建筑材料檢測效率,提升建筑材料檢測質量的系統性目標。在具體的建筑材料檢測過程中,應該根據國家強制規范和行業材料技術標準,設置合理而科學的檢測體系,例如:在水泥檢測中應該將細度、標號作為重點項目;在骨料檢測中應該將粒徑等級、含泥量、理化穩定性作為檢測重點,已達到對建設質量、效率的保證。對于特殊的建筑材料應該重點控制檢測項目的完整性,使特殊材料的性質和質量保持在技術和設計的需要范圍內。
2.3規范進行建筑材料檢測和操作規范和嚴謹是取得高質量建筑材料檢測工作的基礎,也是決定建筑材料檢測工作水平的保障,特別在建筑材料多樣和工程結構復雜的今天,必須通過規范和熟練的建筑材料檢測,才能夠確保對建筑材料質量和性質的準確檢測和科學認定。應該建立建筑材料檢測工作的責任體系,樹立建筑材料檢測人員的規范意識,使建筑材料檢測人員能夠根據設計和壓球合理制定建筑材料檢測的方案,踏實進行建筑材料檢測工作,以做到對建筑材料檢測質量的保障。
2.4科學處理建筑材料檢測數據建筑材料檢測工作具有分散性、專業性的特點,加之建筑材料種類眾多,建筑材料檢測得到的數據和結果往往具有離散性、復雜性和孤立性的特點,出現建筑材料檢測結果偏差是常見的現象,這就需要對建筑材料檢測數據的科學處理。應該對偏差進行全面、客觀地分析,探尋誤差產生的原因,做到對建筑材料檢測過程的有效認定,使建筑材料檢測結果回歸到建筑材料真實的狀態和性能,以便建筑施工中采取針對性的措施,避免因建筑材料檢測數據而產生的建筑質量問題和安全風險。
3、結語
1.1歷史背景分析。建筑具有極強的社會屬性,能夠充分代表城市肌理和文脈片段。建筑歷史是通過傳統材料的記錄進行呈現的,其從某種程度而言留下了歷史印記,具有一定影響和心理暗示。人作為具有情感的高級動物,對傳統材料自身具有的親切屬性和自然屬性能夠直接產生認同感。
1.2發展現狀。自改革開放以來,我國科學技術水平迅速發展,建筑行業也迎來蓬勃發展的時期。傳統的建筑材料受現代科學技術的影響,自身發生巨大變革,新的建筑理念和技術水平對傳統建筑材料賦予了全新的概念和意義,表現手法也由保守向夸張過渡。傳統觀建筑材料自身具備獨特的藝術感染力,無論是空間還是時間都能實現進一步拓展與豐富,美學質量得到有效保證,讓人在視角效果上實現美。目前,諸多建筑師認識到現代地域建筑融合地方情感的重要性,不僅能夠顯示出時代特征,還可以對傳統建筑材料進行延續?,F代建筑中融合傳統建筑材料充分體現了當地人文自然的本質,體現出人文關懷。
1.3研究傳統建筑材料的作用及內在本質。所謂傳統建筑材料是指傳統土木建筑結構所有材料的總稱。傳統的建筑材料主要有:磚、瓦、沙石、石灰、石膏、菱苦土、水泥、混凝土、木材、竹材等等?,F代建筑師們采用傳統建筑材料的實例進行分析與探討。在傳統建筑材料和現代建筑材料的運用下,體現建筑魅力,使傳統建筑材料的潛能得到極大的發揮。
2新理念在傳統觀建筑材料中的體現
在全球化的今天,世界各國無論是在經濟方面還是文化方面都相互交融,世界文化與傳統文化更是無法避免的相互交織。而處于這種世界發展趨勢之下,我們應該正確看待傳統建筑材料,在當地傳統建筑材料的基礎之上,將外來的和新的信息和資源進行借鑒。目前,地域性的建筑的建設不僅要考慮利用高科技水平和材料,還需要考慮如何與傳統材料有效結合,在保持傳統建筑自身屬性的基礎上實現創新,以順應時展要求。當前,隨著高新技術工藝的水平的提高,為傳統建筑材料的發展創造了更多的機會與平臺。
2.1傳統與當代建筑材料的結合。傳統建筑材料的存在方式不僅是單一的材料,通過和當代新材料的結合,賦予傳統建筑材料藝術的氣息。根據傳統材料的不同特性和新型材料相互結合,取其精華,去其槽粕。給現代建筑帶來強烈的傳統藝術情感,同時也彌補了傳統材料的不足。在新型建筑材料的不斷發展下,鋼節點的采用很好的彌補了木質結構的強度弱的問題,而當代把鋼木結合起來作為新的建筑材料,也成為了當代木構的主要特征。如Tarnow小禮拜堂,它位于波蘭中部維斯瓦河岸邊一個小村莊里,由私人投資修建(這在波蘭來說非常罕見)。該教堂是作為地方社區一個冥想和禱告的地方而建,完全由木材搭建,除了有一堵玻璃墻之外沒有任何其他的窗戶,這堵玻璃幕墻是祭壇的背景,在教堂內部,你可以通過遙望河流和遙遠的地平線達到安寧。木構件通過井字狀的鋼節點把豎向設計得非常精致、巧妙的支撐構件和斜方向的連接件連接在一起,就好像木構件只是簡單的靠在一起一樣,同時和木柱周圍的數目融合在一起,使得整個建筑看起來非常輕盈、迷人。這些新舊材料相互交織在一起,是時間和歷史劃過的印記,是新舊時代變換的象征,象征著勃勃生機。
2.2傳統建筑材料融入現代新技術。新技術的開發與創新,雖然使得各種新材料的不斷出現,但是同時也推動的傳統建筑材料的進化。每一次的技術改革,都使得建筑形式發生重大的變化,而傳統建筑材料在現代建筑中運用與結合,使二者又撞擊出了新的燦爛的火花。新技術與傳統材料的結合,賦予了傳統建筑材料新的生命,使得傳統建筑材料的性能得到了改善,使傳統建筑材料的使用領域更加廣泛,傳統材料不再是傳統文化的符號,更是現代建筑塑造強烈的藝術表現力。傳統建筑材料和新技術的結合,賦予了傳統材料的節能塔形,這是傳統材料的延續與發展的體現。在芝貝歐文華中心設計中,著名建筑師倫佐•皮亞諾對當地的棚屋的建造技術進行了研究與探索,從中提取出了“編制”這一構筑模式,他把封閉的屋頂面向天空敞開,把外側的木肋彎曲向上延伸收束,高低起伏變化,并且獲得了較抽象的”容器“意向圖。它的外形是由計算出的流體力學模擬氣流空洞試驗決定的,同時達到了自然通風和減少風載荷的目的。
2.3傳統建筑材料融合新加工工藝。材料自身不是永不改變的,傳統材料自身只有經過進化、改革、變革,才能適應社會的發展,符合當代社會的需求。新型的加工工藝讓傳統的建筑材料的質感、重量等性能發生變化,使得傳統建筑材料的色彩、色澤、光澤、文理,符合當代社會的需求,在當代建筑中占有一席之地。著名建筑師阿道夫•魯斯,把各式各樣的石材運用現代機械經過切割、加工形成面紗的感覺。使其在傳統的基礎上更具自由行和輕薄感。密斯•凡德羅在巴塞羅那展覽館中見證了薄石表面的可能性。他那介于真實表面和反射表面之間的空間(水池、拋光瑪瑙石、大理石、浮動的玻璃和層層疊疊的石灰石隔板),給人以夢幻般的室內空間。同時密斯采用石結構在光、反射和強表面之間,在玻璃的透明性和石板的不透明性之間各種變換。在密斯的作品中石材的顏色和比例都給人呈現出迷人的感覺。石材的使用使建筑自身增加了不少的色彩,令人更加著迷。
3結束語
1.1生態建筑材料的概念
生態建筑材料也稱綠色建筑材料、環保建筑材料,是指在原材料的獲取、材料的制備、材料的使用和材料的廢棄再利用等過程中,對環境產生的負荷最小且對人的健康有益的材料。
1.2生態建筑材料的特點
生態建筑材料的概念來自于生態環境材料,所以其特征主要表現在:首先是節約資源和能源;其次是環境污染小,避免溫室效應和破壞臭氧層;再次是容易回收和循環再利用。與傳統的建筑材料相比,生態建筑材料具有以下幾個顯著的特點:(1)原材料的選取盡可能少用天然材料,多用廢棄物。(2)采用先進的生產工藝,減少材料生產過程中的能源消耗和污染。(3)在材料生產過程中不添加對人體和環境有害的物質。(4)材料的設計是以提高人的生活質量和改善環境為目的。(5)副產品容易回收和循環利用,環境負荷小。(6)具有地方特色,降低運輸能耗。(7)包裝材料盡量少。
1.3生態建筑材料的分類
不同的研究者對生態建筑材料的分類不同。有研究者認為可分為:天然建材、循環再生建材、低環境負荷建材和環境功能性建材;也有研究者認為在此基礎上還應加上利用可再生能源的復合型建材;還有一些研究者認為根據生態建材的性能分為:節能型、利廢環保型、安全舒適型、保健型和特殊環境型。
2無機生態建筑材料
2.1生態水泥
水泥是一種重要的建筑材料,當今社會的發展離不開水泥,從工業與民用建筑、公路、鐵路到架橋等,這些建筑設施極大地改善了人們的生活。但是水泥行業也給資源、能源以及環境帶來了很多負面的影響。每生產1t水泥要消耗大約2t的石灰石,0.4t的標準煤,同時排放約1t的CO2,還有含NOx和SO2的粉塵和煙塵。我國的水泥產量在2013年上半年已高達10.96億t。據此計算,水泥行業消耗了大量的資源和能源,排放了大量的有害物質,對人類的健康造成了威脅,也帶來了巨大的環境負擔。但同時我們也應該看到,水泥生產時的高溫環境可以安全有效地處理垃圾,且水泥行業可以消耗大量的工業廢料,如粉煤灰、礦粉、硅粉、煤矸石、鋼渣等??梢娝嘈袠I挑戰與機遇共存,發展生態水泥是水泥行業的正確方向。生態水泥是指利用固體廢棄物及其焚燒物為原料,應用一定的工藝制成的無公害水泥。生態水泥的生產方式主要有兩種:一是提高原材料的利用程度;二是應用科學的方法尋找新的水泥生產原料。
2.1.1高貝利特水泥
高貝利特水泥屬于硅酸鹽水泥系列,其生產工藝和原材料與硅酸鹽水泥大致相同。硅酸鹽水泥熟料煅燒過程中的熱耗主要包括兩個方面:一是碳酸鈣的分解;二是高溫礦物的生成,主要是阿利特的生成。傳統硅酸鹽水泥熟料的燒成溫度一般為1450℃,其中貝利特的含量為20%~30%;而高貝利特水泥熟料中的貝利特含量為50%~55%,貝利特的燒成溫度為1200~1250℃,所以生產高貝利特水泥可以節約大量的燃料,降低CO2、SO2以及NOx的排放。另外,高貝利特水泥原料中鈣質原料的含量較低,可減少石灰石的用量,也可選用品質較低的石灰石。高貝利特水泥的3d、7d強度比通用硅酸鹽水泥低,但28d強度基本持平,90d強度會超過通用硅酸鹽水泥;高貝利特水泥比通用硅酸鹽水泥的水化熱低,干縮小,抗凍性及抗碳化性好。
2.1.2少熟料和無熟料水泥
少熟料和無熟料水泥是指在水泥中少使用或不使用硅酸鹽水泥熟料的一類水泥。我國每年產生大量的工業廢渣,如粉煤灰、礦渣、火山灰、硅灰、鋼渣、煤矸石以及石灰石粉等。經過國內外學者的研究,采用混合材取代部分水泥熟料已經有了較完善的技術標準。在歐洲,摻混合材的水泥占水泥總產量的一半以上。在我國,摻混合材的水泥的應用也十分廣泛。摻混合材不僅節約了能源,使廢渣得到了二次利用,而且在某些方面可以改善水泥的性能。少熟料水泥中的混合材通常需要在水泥水化產生的Ca(OH)2的作用下進行二次水化反應,無熟料水泥通常需要添加堿組分來激發水化反應。無熟料水泥方面研究比較多的有堿礦渣水泥、石膏礦渣水泥、鋼渣礦渣水泥以及砌筑水泥等。
2.1.3低溫再生水泥
我國正大力發展基礎建設,這必然會導致建筑垃圾的大量產生,保守估計,我國每年廢棄的混凝土要達到近億噸。國內外學者對廢棄混凝土利用途徑的研究主要集中在制備再生水泥和再生骨料。低溫再生水泥是從廢棄混凝土中分離出水泥石粉末,在650~700℃下煅燒所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行業的能耗,而且高效地利用了廢棄混凝土。胡曙光等研究發現不同溫度下煅燒得到的膠凝材料對水泥水化的影響不同,其中在650℃下煅燒得到的膠凝材料可以加快水泥的水化和改善水泥的凝結硬化性能。
2.2生態陶瓷
2.2.1抗菌陶瓷
微生物可以降解有機物,但是微生物的存在也對人類的生存造成了威脅。1996年,在日本全國范圍內爆發的病原性大腸桿菌感染事件,2003年我國發生的非典和近年來的禽流感,這些事件的發生使得抗菌材料越來越受到人們的重視??咕沾墒翘沾僧a品在原有的基礎上添加了抗菌新功能的陶瓷材料??咕沾筛鶕咕鷦┑姆N類可以分為3種:金屬離子摻雜型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其他抗菌陶瓷??咕沾傻纳a方法有兩種:一種是在干燥胚體的表面添加抗菌劑;另一種是在陶瓷所施加的釉中添加抗菌劑。金屬離子抗菌劑主要是Ag+和Cu2+,其作用機理是這些金屬離子可以固結生物體中的蛋白質。我國有很多學者對TiO2光催化抗菌陶瓷進行了研究,TiO2是一種典型的半導體氧化物,光照射使TiO2表面產生空穴,這種空穴與表面吸附水或OH-發生反應生成•OH。•OH可以氧化大部分的有機物和部分無機物,生成對環境無害的CO2和H2O。其他抗菌陶瓷主要是通過多種抗菌劑復合使用,產生良好的抗菌效果。胡海泉等研究了光觸媒系和銀系的復合抗菌陶瓷,發現其在黑暗中24h內的殺菌率為100%。
2.2.2陶瓷透水磚
在城市化進程中,水泥混凝土和瀝青路面越來越多,這些路面由于透水性差帶來了很多問題,如雨天排水不及時易引發事故、雨水進入地下水的渠道受阻使得地下水水位下降。陶瓷透水磚是以工業廢料、建筑垃圾及生活垃圾為原料,經過粉碎、壓制成型、低溫燒成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料,將其應用于城市路面不僅可以緩解城市排水系統的壓力,而且可以吸收車輛噪聲。呂淑珍等以螢石尾礦和珍珠巖廢礦粉為原料制得陶瓷透水磚,該產品完全達到了透水磚的技術指標。殷海榮等利用陶瓷廢料、黏土、廢玻璃為原料制得陶瓷透水磚,其透水速度可達0.10cm/s,磚的強度可達12.1MPa。
2.3生態玻璃
2.3.1自潔玻璃
自潔玻璃是指表面具有納米級光催化劑TiO2薄膜,在光照作用下能自發地分解表面大部分有機污染物和部分無機污染物的玻璃。自潔玻璃表面具有超親水性、親油性和光催化性。在陽光作用下,TiO2半導體以其特有的強氧化性使污染物分解成相應的無害物質,不會污染環境。劉欣等研究了用礬離子縮短Activ玻璃表面的TiO2薄膜的親水性光致時間,發現礬離子注入能量為90keV、摻雜濃度為6×106ions/cm2時玻璃的光致親水性最佳。王承遇等采用溶膠-凝膠法離心鍍膜工藝在玻璃表面制備ZnFeO4-TiO2復合膜,試驗結果表明,在同樣的日照條件下,ZnFeO4-TiO2復合膜自潔玻璃的光催化效率比TiO2膜自潔玻璃高出4倍以上。
2.3.2泡沫玻璃
泡沫玻璃是一種以廢玻璃或其他各種富含玻璃相的物質為主要原料,經過粉碎磨細、添加發泡劑等材料,均勻混合形成配合料,再將其放置在特定模具中,經熔融、發泡、退火等工藝加工而成的氣孔占體積80%~90%的隔熱、隔聲材料。與其他無機隔熱材料相比,泡沫玻璃具有導熱系數小、不燃、不吸水、可鋸可釘、強度高等優點。很多學者對泡沫玻璃這種生態材料進行了研究,方榮利等利用粉煤灰研制泡沫玻璃,通過試驗得到了各原料的配合比,制得的泡沫玻璃質輕、高強、保溫性能好,為粉煤灰的利用開辟了新途徑;涂欣等以廢玻璃、脫鎂硼泥為主要原料,探索了制作泡沫玻璃的最優配合比,并對發泡劑、助溶劑等添加劑的摻量進行了優化,在優化條件下可制得氣孔分布均勻的泡沫玻璃。
3結語
1.1木材
在自然界的災害中,破壞力最大的就是地震,至今依然是無法準確預測。地震不但會導致建筑物倒塌,而且還會造成重大的傷亡事故。全世界每年由于地震災害死亡的人數可達數萬人,引起的財產損失有數千億元人民幣。在統計全球的地震破壞后的案例中,木結構建筑顯示出了優越的抗震性能。震災調查以后,倒塌的建筑中大多數是磚混結構以及框架結構,而木結構為主體的建筑都基本保持完好,基本沒有倒塌。這說明了木結構建筑的抗震性能大大高于其它的結構,木結構具有高抗震性能的原因是:木材的質量較輕、建筑的層數一般較少,所以受到的地震作用(慣性力)較小,同時利用木結構各種節點能很好的消耗地震對結構產生的能量,從而保證在大震時木結構建筑物的穩定性以及完整性。即使在大震作用下建筑結構倒塌的最壞情況下,由于木材的質量和硬度比鋼材以及混凝土等建筑材料小得多,所以對人們的健康傷害也要小的多。
1.2塊材
塊材和砂漿組成砌體結構,按照材料分,包括磚結構、石結構和其它材料的砌塊結構。砌體結構在我國應用很廣泛,這是因為它可以就地取材,有較好的保溫隔熱性能。較鋼筋混凝土結構節約水泥和鋼材,砌筑時不需模板及特殊的技術設備,可節約木材。砌體結構的缺點是自重大、體積大,砌筑工作繁重。由于磚、石、砌塊和砂漿間黏結力較弱,因此無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強度都很低。由于其組成的基本材料和連接方式,決定了它的脆性性質,從而使其遭受地震時破壞較重,抗震性能很差,因此對多層砌體結構抗震設計需要采用構造柱、圈梁及其它拉結等構造措施,以提高其延性和抗倒塌能力。此外,磚砌體所用黏土磚用量很大,占用農田土地過多,因此把實心磚改成空心磚,特別發展高孔洞率、高強度、大塊的空心磚以節約材料,以及利用工業廢料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心磚塊代替紅磚等都是今后砌體結構的方向。
1.3混凝土
混凝土為主制作的結構稱為混凝土結構,包括素混凝結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等?;炷敛牧弦彩谴嘈圆牧系牡湫?。在2008年汶川地震中,震中地區鋼筋混凝土房屋破壞嚴重,特別是2000年以前的混凝土結構建筑,幾乎全部倒塌,這些建筑結構破壞有一個共同特征,都是在發生變形處混凝土潰碎,完全喪失了承載強度,鋼筋外露,混凝土材料的力學性能完全喪失殆盡,這主要是當時設計和施工原因。2000年后的混凝土結構由于采用了新的抗震標準設計以及施工水平的提高,大多結構沒有出現倒塌。從這點來看混凝土材料雖然時脆性的,但通過合理的設計和施工是完全能夠滿足結構的抗震需求的。
1.4鋼材
使用鋼材作為建筑結構稱為鋼結構,鋼結構具有以下優點:強度高、強重比大;塑性、韌性好;材質均勻,符合力學假定,安全可靠度高;工廠化生產,工業化程度高,施工速度快。同時,鋼結構也具有耐熱不耐火、易銹蝕、耐腐性差等缺點。鋼結構廣泛應用在重型結構及大跨度建筑結構,多層、高層及超高層建筑結構,隨著我國鋼鐵產量的日益增加以及我國用鋼政策的調整,鋼結構將會更加廣泛地應用在各個領域。由于是鋼結構建筑具有良好的延展性,屬于延性材料,所以可以很好地衰減地震能量,有效地減少地震作用對建筑的破壞。鋼結構在進行建筑抗震設計時,應該特別注意強度、穩定以及剛度上滿足承載力和正常使用要求后,還要從延性和耗能上提高鋼結構的抗震性能,減小地震破壞力,保證大震不倒的設計思想。
2結語
砌塊作為一種新型的建筑材料,其產生的經濟效益和社會效益已經為人們所知,究其原因,砌塊有著粘土磚所不能比的優越性,主要有以下幾點:
1.1砌塊種類繁多
砌塊按照不同的劃分形式有很多種類。按照質量和尺寸的大小可分為小砌塊、中砌塊和大砌塊,小型砌塊高度在115mm~380mm;中型砌塊的高度在380mm~980mm;大型砌塊的高度都在980mm以上,常用的砌塊是中、小型砌塊。砌塊按照外形可分為實心的和空心的兩種,空心率小于25%的稱為實心砌塊,空心率大于或等于25%的稱為空心砌塊??招钠鰤K又有三種形式,分別為單排方孔、單排圓孔和多排扁孔,其中多排扁孔保溫效果較好。根據材料不同又可分為普通混凝土與裝飾混凝土小型空心砌塊、輕集料混凝土小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、免蒸加氣混凝土砌塊、粉煤灰小型空心砌塊和石膏砌塊。按照砌塊在砌筑過程中的位置和作用還可分為主砌塊和輔助砌塊。注意在選擇砌塊的時候一定要了解砌塊的吸水率,對于長期浸水、經常處于干濕環境交替和凍融循環的部位需選用吸水率小的砌塊。目前常用的砌塊主要有混凝土砌塊、粉煤灰砌塊、石膏砌塊、復合砌塊四大類。
1.2砌塊不以土為生產材料,能耗低
與粘土磚相比,砌塊不但節約粘土資源,在其成型和養護期間總能耗也比較低,在砌筑過程中砌塊的工作量小,節約人工,砂漿用量也少,能真正達到節能環保的要求。
1.3砌塊自身重量小
砌塊自身重量與粘土磚相比較輕,在材料運輸和地基處理上都減少難度,由于自身重量較輕,也提高了結構的抗震性。
1.4使用砌塊可方便施工,加快施工進度
由于每平墻體需要的砌塊數量比粘土磚數量要少,工人彎腰取塊掛灰的次數減少,降低了砌筑的勞動強度,提高了砌筑的施工速度。
1.5使用砌塊砌筑墻體可減少公攤面積
砌塊在多層和中高層建筑房屋墻體砌筑時可以采用190mm厚的墻,在相同建筑面積條件下可增加有效使用面積,減少公攤。
1.6砌塊尺寸精確
加氣混凝土砌塊表面平整,尺寸精確,容易提高墻面平整度,它可以隨便加工,可鋸可斷,施工便捷。輕集料混凝土小型空心砌塊密度較小、熱工性能較好。
2砌塊在應用推廣中面臨的問題
從砌塊建筑的實際情況來看,砌塊建筑存在的主要問題在三個方面:
(1)建筑外墻隔熱保溫差;
(2)室內二次裝修不便;
(3)建筑墻體容易產生裂縫。這三個問題中最容易引起人們關注的就是裂縫問題,因為裂縫問題的普遍存在,在砌塊的推廣中產生了阻礙,因此必須分析原因采取措施進行防治。砌塊導致裂縫產生的原因主要是設計構造問題、砌塊本身的質量和砌塊施工質量三個方面。
2.1設計構造問題
砌塊在作為后砌填充圍護結構砌筑時,如果墻體尺寸和砌塊尺寸不匹配,很難在砌筑時用砌塊全部填滿,那么砌體與混凝土框架梁、板、柱等結構連接不緊密,孔隙過大容易造成開裂。如果設計墻厚過小,砌筑砂漿強度過低,也會因為墻體剛度不足造成開裂。
2.2砌塊本身原因
砌塊與燒結磚相比,由于材料原因,吸水率和干縮值較大,且混凝土干縮時間長,砌塊在上墻后還在發生收縮,墻體沿著砌塊或灰縫走向發生開裂。
2.3砌筑施工原因
施工造成裂縫原因很多,如在砌筑過程中對砌塊的砍鑿、使用不同材料的砌塊混砌、砌塊齡期不足等原因造成的墻體開裂;砌塊與柱連接處和施工預留洞口填塞部位處理不當,沒有加拉結鋼筋;砌塊在運輸、堆存過程中沒有防雨防潮,或雨季施工淋濕砌塊,致使砌塊上墻時含水率過大,墻體因收縮發生的裂縫;沒有在大面積墻面灰縫中設置鋼絲網;還有砌塊沒有錯縫對孔搭砌,灰縫不飽滿,砂漿和易性差,日砌高度過大等均會造成墻體開裂。還有一個重要的工序———抹灰,砌筑墻體一般都加裝飾層,外墻還要粘貼飾面磚,如果砌塊墻面基層處理不好,抹灰飾面就會起鼓開裂,甚至脫落。
3防止墻體開裂的措施
(1)墻體施工應該按照結構設計規定,按規范規定間距設置混凝土構造柱,窗臺處砌筑縫和墻體洞口開洞處沿砌縫應在水泥砂漿中設置鋼筋網片拉通,東、西開間的墻體與各樓層地面連接處應采用鋼筋拉接,間距500mm,并進行構造處理,一端埋入墻內,一端埋入現澆板縫內。砌塊內的建筑配筋應采用冷拉帶肋鋼筋。
(2)嚴格控制砌塊上墻含水率,控制日砌高度,控制好灰縫厚度。抹面砂漿應適當提高灰砂比,墻面增掛鋼絲網,用于外墻時進行飾面處理或憎水處理。廚房和衛生間墻體既要掛灰也要防水,抹灰層處理不當也易造成滲漏。開洞槽埋管線后,要做好填塞及抹灰面層的處理,避免出現局部開裂。為了減少抹灰層開裂,在不同材料的接臺部,新舊砌體連接處及開槽位置,抹灰層釘上鋼絲網或加防裂網布。
(3)墻體施工時,砌塊端槽應用砂漿堵實,墻體做勾縫處理,提高豎直灰縫的飽滿度,外墻基層采用混合砂漿進行粉刷,摻加外加劑,提高外墻抗滲性能。
(4)推廣應用多排混凝土小型砌塊,既可以提高墻體剛度,解決滲漏水問題,也有利于提高抗裂、抗震性能,還可以解決隔熱保溫性能差的問題。
(5)保證砌塊生產質量,必須保證砌塊養護齡期,齡期不到不允許出廠,出廠時必須有出廠合格證和檢驗報告。
(6)在砌塊建筑施工中,砌塊排列圖是進料和儲存計劃的依據。對于這種新型材料如果不做詳細的砌塊排列圖,很難對各種砌塊的用量做到心中有數,很可能造成在進場的砌塊中,有的用不完,有的又不夠的情況,既產生浪費,又可能造成質量上的隱患。我國目前所用砌塊共有MU3.5、MU5、MU7.5、MU10、MU15和MU20六個等級,因此在現場堆放時應按不同規格強度等級分別堆放,這樣不僅取用方便,避免誤用混砌,也可防止工人圖省事,在施工中將錯就錯而影響工程質量。
(7)其他措施。解決砌筑所面臨問題的措施還有很多,各個單位從管理上也可以采取一定的措施,如積極做好砌塊的示范工程,做好樣板引路,設計單位要了解實際,深化設計;施工單位精心組織施工,加強現場管理、加強質量監理,改進砌筑的施工工藝和方法,做優質工程;監理單位嚴格按照標準對工程進行監督、管理。
4結束語
1.1成分接近木材判斷農作物秸稈是否能夠替代木材用于建筑,首先需要通過考察比對兩者之間的成分含量。從表1中可以看出:影響板材性能的主要3大因素——纖維素、木質素和戊聚糖的含量,農作物秸稈與木材以上3項的含量基本相似,尤其是麥秸和蔗渣的纖維素含量非常接近于木材。因此,從理論上說,農作物秸稈是適宜代替木板用作建筑原料的。
1.2承載力強一般秸稈磚可以承受墻體工作面長度500kg/m2荷載(近似等于1000kg/m2),如在建造之前做好預應力處理,秸稈磚作為建筑材料在物理承力方面完全可以勝任。
1.3韌性高秸稈磚受到外界靜荷載時,會出現被壓扁現象,一旦磚上的荷載被移除時,就會恢復原狀。正是由于秸稈磚的這種高度的韌性,作為建筑材料的它對沖擊荷載、周期性疲勞破壞有很強的抵抗力,同時也具有良好的抗震性及抵御颶風性能。
1.4隔音效果較好用秸稈制作的隔墻板材自身具有一定的厚度且容重較大,聲波衰減較大,隔音效果比較好,并且秸稈磚相比傳統的黏土磚密度小,故在一定程度上吸收聲音的能力大于傳統的黏土磚。
1.5隔熱性高秸稈建筑可以達到節能建筑材料的標準,即年耗能量要求不大于15kWh/m2。比如規格200mm厚的秸稈墻板,其保溫系數4倍于370mm黏土磚墻。事實上,正是因為秸稈材料出色的隔熱性以及低廉的成本,人們常常將農作物秸稈材料制作成諸如隔熱層及填充板,被用于保溫性能差的房屋的密封隔熱。
1.6防潮性好干秸稈本身具有良好的吸濕性能,但為保證秸稈磚的硬度,其含水量應控制在低于15%,并設置防水層,在利用秸稈磚搭建時,為使潮氣能夠很好地向外擴散,可在內表面設置水蒸氣隔離層,外表面處理時應保證水蒸氣能夠溢出,從而保證秸稈磚的干燥。
1.7防火性高秸稈本身極易燃燒,但是經過高密度壓實之后,在其處于室內的面層用泥土抹灰,室外的面層用石灰抹灰之后,其防火等級可達到F90(抗燃燒90min),屬于防火性能良好的建筑材料。
1.8防蟲防鼠通過一系列的壓實和加工后,秸稈板材的密度可達90kg/m3以上,可有效抵抗各種嚙齒類動物的破壞,更何況內層外層還有抹灰層(厚度為單邊3~6cm)保護,小動物要想突破防線可謂難上加難。這也是即使在年代久遠的秸稈建筑中也沒有發現蟲害和鼠害,同時也沒有寄生蟲和白蟻存在的重要原因,充分證明了秸稈建筑的強度和結構可靠度是值得信賴的。
2秸稈作為建筑材料的優點
一般而言,作為一種建筑材料的最基本要求有以下幾個方面:①技術性能要求。包括材料本身的隔熱、隔音、耐潮、防腐以及安全、強度等諸多特性;②工藝性要求。主要指作為材料工藝結構能否符合要求,例如是否便于加工制作,后續維修保養是否方便等等;③經濟性要求。主要指材料的價格,包括原材料的成本控制、是否可以批量生產等。除了這3個基本要求之外,還可以從材料是否環保低碳,是否可持續等方面加以考量。
2.1原料豐富每年我國出產秸稈就達到約7億t,特別是在我國黃海、淮海和長江中下游水稻、小麥秸稈高產地區,是一種可以每年再生的常見資源,原料資源非常豐富,且不受地域限制,從而有效降低了其生產成本。
2.2安全從上述對秸稈物理特性的分析得知,秸稈作為建筑材料,韌性強、承載力大、隔音、防潮、防蟲防鼠,內外表面涂抹石灰和泥土的秸稈磚,可以抗燃燒90min。所以,秸稈作為建筑材料的強度和安全性是值得信賴的。
2.3輕質秸稈磚及秸稈板材屬于輕質材料,相等面積的秸稈板墻的重量不到黏土磚墻的1/10。據有關方面的統計數據,目前每平方米房屋建筑面積的建筑材料質量約為1200kg左右,如采用秸稈磚和復合墻體材料替代,其質量僅為80kg左右,大大減輕了房屋的整體質量,提高了建筑結構的抗震能力,增加了建筑物的安全系數。而且,建筑材料自重的減少,可以節約運輸成本等基礎費用,從而降低建筑造價。
2.4標準定型模塊我們通常都按照標準的尺寸制造秸稈磚或者秸稈板墻。只有這樣,構件加工制作才可工業化,從而降低生產成本。而且,通過這些標準模塊,房屋體系的平面及空間可以自由搭建,間隔墻拆裝靈活,可按需改變房間數量、大小及功能。此外,還有一個很重要的好處:標準化定型模塊后,可以大大縮短工期。據推測,標準件施工比傳統施工工期縮短近1/3。
2.5節能秸稈建筑材料的隔熱保溫性能優良,與傳統磚混結構建筑材料相比,其保溫系數幾倍于黏土磚墻。由于秸稈材料的高隔熱性能,使用秸稈材料的建筑每年可大大降低使用過程中的建筑能耗。研究表明:“在環境影響方面,與傳統磚混結構房屋相比,使用秸稈材料的建筑總固有能耗改善了1/3,灰色能耗(指基于灰色系統理論,對能源消耗的變化特征、影響程度等因素的數量分析)改善了3/4,二氧化碳足跡改善了2/3,供熱需求降低了1/2,制冷需求減少了1/4?!?/p>
2.6環保秸稈是一種每年再生的建筑材料,其取之于自然、用之于自然、消化于自然,對環境的破壞、地球的負擔相當小。一旦秸稈建筑發生解體,秸稈可以輕易地從其他建筑材料中剝離出來,自行消化,可以說秸稈材料對環境沒有負面影響。而且在能耗、溫室氣體排放等方面,秸稈材料的環保性也遠優于磚混結構。
2.7趣味運用秸稈材料自行動手建造房子可謂是最理想的一種方式。它不僅可以節約建造成本,秸稈材料的使用在一定程度上保證了材料的鄉土性和原始性,向人們展示了你所建造的“家”的“獨一性”,這會給戶主一家強烈的“自豪感”——這是我們自己親手建的房子!對所有參與者來說,這也是一次令人興奮的互動過程,是一項愉悅的社會體驗。
2.8回歸自然的心里訴求在很長一段時間里,“大機器制造之美”一直成為人們的審美標準。隨著時代的變遷,現在人們開始追求不規則、天然之美,崇尚手工制造以及加工天然建筑材料的技巧。機器生產出來的人工的、平整的表面不再符合這個時代的審美要求。天然建筑材料漸漸重新走進了人類的生活,并且更加展現其獨特的魅力。秸稈材料是天然農作物的代表產品,因為其不會對環境造成任何污染,也不會產生有毒有害危害(只要使用得當),完全能夠滿足人們對自然回歸的生理和心理需求,以及低碳環??沙掷m發展的理念。
3急需解決的問題
3.1原料的收集、運輸和貯存問題秸稈是一年生植物,季節性比較強,因而原料的收集、運輸和貯存問題比較突出。為了保證一條秸稈板生產線的順利生產,需要大量的秸稈原料支撐。這就需要原料收集的持續性,為了維持持續的供給,原料收集地域范圍的半徑不宜過廣,否則會大大增加運輸時間及運輸成本。此外,由于秸稈原料質輕、占地,給運輸效率和貯存質量都帶來不利影響。國外普遍采用打包形式貯存,將秸稈打成一定尺寸、重量約為1t的方包,便于運輸和存放。另一方面,由于秸稈原料易燃、含水率等特性,還要考慮場地及其周圍的環境,包括防火和排水等措施,給原料的貯存帶來了一定的難度。
3.2社會對新型建材的認知度由于秸桿材料是新出現的產品,故當人們意識到自己的生活環境由秸稈原料建造時,不由自主會產生一種下意識的擔憂:“這種材料可靠哇?安不安全啊……”這些疑問都是對新興事物所產生的正常反應。其實,實踐證明:秸稈建筑材料的強度和結構可靠度是值得信賴的,我們大可不必憂慮??赡?,這種新型的環保材料得到社會的接受和認可還需要一段過程,這就更加要求社會包括媒體大力、正確的引導,并作好廣告宣傳工作,慢慢減少廣大使用者的疑慮,進而認知并且認同這種新型材料。
3.3控制原料成本,降低產品價格現在市場上無論秸稈磚和秸稈板墻的售價都比傳統的土磚、人造板貴50%~300%,因此若想與這些傳統的建材相競爭,價格也是最需要解決的問題之一。所以,我們除了通過合理的方式來控制原料成本之外,通過提高工藝技術來降低用料的量也是一個不錯的選擇。比如制造秸桿板采用異氰酸酯膠黏劑施膠的工藝,由于這種膠價格昂貴,為了控制成本,尋求如何控制和降低施膠量的同時牢度沒有弱化的新工藝技術,成為了這一產業持續發展的新課題。
3.4國家及地方政府政策的支持和扶持由于秸稈建材的認知度低,且售價高,與傳統的建材相比競爭力弱。但是秸稈是一種由太陽能、土壤中的水和礦物共同作用組成的綠色建筑原料,它零排放、無污染,對環境沒有任何的負面影響。因此,國家及地方政府應在政策與資金上給予大力支持和扶持。就如同國家為了大力推進“電動汽車”的發展,科技部擬定了《電動汽車科技發展“十二五”專項規劃》條例,促進了這一朝陽產業的發展。所以,秸稈建材的發展,也需要國家政府相關政策的支持和扶持。
3.5積極引進國外先進工藝秸稈建材在我國剛剛起步,特別是配套的工藝水準及生產設備都跟不上形式發展的需要。生產工藝的成熟度缺乏,穩定性弱,國產設備生產能力滯后。因此,應在加強我國自身聯合研制開發的同時,多借鑒國外現成的經驗,實行“拿來主義”。有能力的企業可以考慮“請進來”的方法,與外商合資建廠,引進先進工藝及設備,充分發揮我國巨大的秸稈資源優勢,使秸稈建材生產逐漸形成規模,從而走上一條不斷發展創新的良性軌道。
4秸稈在國內外建筑材料中的應用
隨著全球低碳理念的崛起,人們的消費、審美理念也在悄然變化,農作物秸稈憑借低碳環保、親近自然的特性,從石材、塑料等眾多主流建筑材料中脫穎而出,成為現代設計材料應用研究中新的嘗試點。2010年上海世博會萬科館,極具創意的麥垛建筑造型和麥秸板材外墻材料的創新應用,使得秸稈建筑第一次作為設計的主角為廣大國人所熟知并津津樂道(圖1)。2010年上海世博會萬科館的昵稱是“麥垛”,它選用秸稈板作為結構材料,并以“材料-結構-空間”的推演為基礎生成建筑形體。最終實現的設計通過自然材料(秸稈板)、自然采光、自然通風降溫這幾個方面表達了對自然的尊重,喚起人們接受、欣賞、尊重自然的觀念與信心。地震災害后人們發現:使用混凝土建造的房屋大多出現了坍塌情況,而木質桁架結構的房屋則更富有彈性,其在地震中的安全系數更高。在地震頻發的巴基斯坦,人們開始建造“秸稈房屋”,這種建造方法是采用植物秸稈為原材料,把秸稈草磚放在黏土水泥圍住的沙礫地基之上,主要作用是隔熱而不是作為結構和承重組件;墻壁是用竹子制成的,利用特殊技術復合加工成材,取代鋼筋水泥用作建筑物的梁、柱、墻等;房頂是木材制成的,用額外的一層秸稈隔熱,上面覆蓋著金屬(圖2)。建成后房子的整體組成更加堅固耐用,輕質節能,冬暖夏涼,更重要的是防震系數高,因為它1m2重量只有3kg左右。
5結語