节能型烧结空心砖（砌块）强度检测与砌筑的探讨

肖元柄，冉莉，沈培荣

（重庆市建设工程质量监督总站检测中心，重庆 400050）

1 概述

1.1 烧结空心砖是节能的墙体材料

研究表明，烧结空心砖是节能的墙体材料。建筑物耗能由“建筑耗能”和“使用耗能”两部分组成，虽然烧结砖墙体的“建筑耗能”（即建材耗能）较高（例如，烧结实心砖墙体的“建筑耗能”是混凝土墙体的3.12倍，烧结空心砖墙体的“建筑耗能”也达混凝土墙体的1.845倍），但是烧结砖尤其是烧结空心砖（空洞率达40%以上）墙体在使用阶段“使用耗能”比混凝土和钢筋混凝土墙体小。因混凝土和钢筋的导热系数比烧结砖大，钢筋混凝土和素混凝土墙体的传热系数 （W/m·k）比烧结砖墙高，是烧结实心砖的2.15倍，是孔洞率25%～28%的烧结多孔砖3.0倍左右。传热系数大，散热快，为了控制室内温度，必须消耗大量能量。建筑物在长达几十年的使用时间里，钢筋混凝土墙体建筑物“使用耗能”是烧结实心砖围护墙体的2倍以上，是烧结多孔砖围护墙体的3倍左右。空洞率达40%以上的烧结空心砖围护墙体耗能更少，采用空洞率达40%以上的烧结空心砖（砌块）的围护墙体的建筑物，其综合节能效果更显著。建筑物维护墙体采用烧结空心砖砌筑，可省略混凝土外墙施工聚苯泡沫板等保温层，避免麻烦和火灾隐患。烧结空心砖可以充分利用工业废碴煤矸石和页岩等生产，这是烧结空心砖之所以应用日益广泛的根本原因。

1.2 烧结空心砖强度检测和砌筑的问题

因具有良好的节能效果，烧结空心砖被广泛用于工程。但目前烧结空心砖的产品标准尚不齐全，除《烧结空心砖和空心砌块》（GB13545-2003）规定了质量指标，强度以大面抗压强度结果表示，试验按GB/T2542规定进行外，重庆许多砖厂生产的“节能型烧结空心砖”都是按各自的企业标准。目前国家、行业、地方均无《节能型烧结空心砖》的专门标准，各企业标准的质量指标和强度检测要求也不完全相同。这给节能型烧结空心砖的质量控制造成一定的困惑。首先企业标准是企业控制产品出厂的依据，但缺乏社会公信力，如要将企业标准作为工程质量验收依据，需要得到有关质量监督部门和建设方的认可；其次，企业标准规定不一，使得“节能型烧结空心砖（砌块）”强度检测结果可能出现异议。有时送检委托单填写的“检测依据”不准确，要求顶面（孔洞竖向）砌筑按《烧结空心砖和空心砌块》（GB13545-2003）检测；有的填按《砌墙砖试验方法》（GB/T2542）检测；还有企业标准中规定，节能型烧结空心砖有两个砌筑面（顶面、大面），检测时不知道到底该以哪个面的抗压结果评定砖的强度等级。因为不同受压面的抗压强度相差悬殊，可能得出合格与不合格的两个相反结论。因对砌筑面规定不清楚，施工现场采用3个砌筑面（顶面、侧面、大面）都有可能，为准确判定节能型烧结空心砖（砌块）的强度等级和充分发挥烧结空心砖的节能效果和承载力，我们就烧结空心砖的检测和砌筑作一些探讨。

2 烧结空心砖不同受压面抗压强度差异

在检测中我们发现:对烧结空心砖采用不同受压面测得的抗压强度不同，且相差悬殊。为了解烧结空心砖抗压面对强度的影响，对两种孔洞结构不同的节能型烧结空心砖进行对比试验。样砖编号分别为:Ⅰ号、Ⅱ号。孔洞结构详见图1、图2。

图1 Ⅰ号样砖

图2 Ⅱ号样砖

每种砖随机抽取30块，再分为3组（每组10块），分别按大面、顶面、侧面采用坐浆法制作抗压试件，试件成型养护3d后按《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）进行强度检测。强度按GB13545-2003评定等级。其测试结果如表1、表2。

表1 Ⅰ号样砖不同受压面实测抗压强度（n=10）规格:240mm×200 mm×190mm

表2 Ⅱ号样砖不同受压面实测抗压强度 (n=10)规格:240mm×200 mm×190mm

以上两种砖不同受压面所测抗压强度结果说明:

（1）每种砖3个不同受压面的抗压强度存在显著差别，顶面抗压强度最高、侧面次之、大面最低。大面抗压强度低于MU2.5。如果产品说明书规定顶面砌筑，施工时改为大面砌筑，墙体的承载力将大大降低。因此施工时若要改变产品说明规定的砌筑面，必须评估砌筑面改变后墙体承载力的变化，应得到设计或监理的认可。

（2）两种砖对应侧面的强度也存在较大差别。Ⅰ号样砖各受压面均比Ⅱ号样砖对应的面低，因为除砖体本身强度可能有差别外，主要是两种砖的孔洞结构不同。Ⅰ号样砖的孔洞尺寸比Ⅱ号样砖大，尤其中部孔更大，且右侧面中部有一较深凹槽。

（3）烧结空心砖的产品标准必须标明砌筑面，且必须与强度检测面相同。一种砖不宜规定两个及两个以上砌筑面，否则应以强度最低的面作为强度检测的抗压面。

3 孔洞结构决定烧结空心砖的节能效果

烧结多孔砖、烧结空心砖具备较好的保温性能，是因为孔洞中相对静止的空气阻断了热流通道，热量只能从砖的一个面经曲折而狭小的砖体中的肋和壁艰难前行。实践证明，矩形（条形）孔的多孔砖和空心砖比圆形孔的保温性能好，有规则错位排列的多孔砖、空心砖的保温性能更好，因为后者的热流通道更曲折、更狭小，热流通过更困难。

根据以上节能机理，节能型烧结空心砖均采用矩形条孔（孔长大于等于孔宽的3倍）、砖体中孔洞采用单向错位排列的结构设计。为降低能耗，2012年4月1日实施的《烧结多孔砖和多孔砌块》（GB13544-2011）取消了圆形和其他孔型，规定采用矩形孔或矩形条孔，以改善和提高节能效果。

4 孔洞结构决定了烧结空心砖的不同侧面抗压强度

为降低能耗，烧结空心砖（包括节能型）采用了矩形条孔（孔长大于等于孔宽的3倍）、砖体中孔洞采用单向错位排列的结构设计。该孔洞结构是导致烧结空心砖3个不同面抗压强度产生巨大差异的根本原因。

因为当烧结空心砖（砌块）顶面受压时，砖内条形孔的轴线与压力方向平行，所有条形孔壁（肋）均可承受压力；两样砖中孔洞都是采用单向错位排列，垂直于大面的肋（孔洞壁）错位排列。当大面受压时，侧面的边孔壁可直接将压力传递到底面，中间孔壁因为错位，孔壁（横肋）在受弯状态下传递压力，抗压承载力大大降低；垂直于侧面的肋（孔洞壁）左右对齐，未错位，与大面平行孔壁连贯成近似直线型肋，当侧面受压时，直接传递压力。

承受压力的孔壁有效截面积与整个受压截面积的比值为顶面受压时最大，侧面受压时次之，大面受压时最小。且大面受压时，只有靠侧面边孔壁可直接上下传递压力，中部其它横向孔壁承受弯曲作用，抗弯承载力远小于轴向抗压承载力。所以，顶面抗压强度最高，侧面次之，大面最小。砖的孔洞结构决定了砖不同受压面的抗压强度。因此必须按照产品标准规定的面砌筑和检测。

为什么《烧结空心砖和空心砌块》（GB13545-2003）规定:用大面抗压砌筑和检测抗压强度？因为该砖孔洞排列与侧面平行，而与大面平行方向空洞是错位排列。这种空洞设计与目前重庆地区的节能型烧结空心砖的孔结构布置不同（图3）。

图3 普通烧结空心砖

5 宜将《烧结保温砖和保温砌块》（GB26538-2011）作为节能型烧结空心砖的产品标准

“节能型烧结空心砖”实际就是烧结空心砖，节能机理相同，是利用薄壁多孔（条形）洞单向错位排列结构，依靠孔洞中相对静止的空气阻断了热流通道，减少热量失散，起到一定保温作用，降低能耗。因此“节能型烧结空心砖”也是保温砖（砌块）的一种。目前国家、行业、地方无“节能型烧结空心砖和空心砌块”专用的标准。企业标准作为检测依据缺乏公信力，还必须获得有关部门认可。因此，笔者建议，将《烧结保温砖和保温砌块》（GB26538-2011）作为“节能型烧结空心砖”的产品标准。

GB26538-2011明确规定，试件制作按GB/T2542规定进行，其受压面为实际使用承压面。该规定与 《墙体材料应用统一技术规范》（GB50574-2010）10.2.1规定相同:“块体材料抗压试验时，加载方向与其在砌体中所受重力方向一致。”因此，砖厂应在产品说明书中标明砌筑面及强度等级。

6 结语

根据以上讨论，笔者认为:

（1）节能型烧结空心砖（砌块）是烧结空心砖的一种，节能机理完全相同，也是烧结保温砖（保温砌块）的一种产品，目前国家无专门标准的情况下，建议将《烧结保温砖和保温砌块》（GB26538-2011）作为“节能型烧结空心砖”产品标准。

（2）建议生产厂必须在产品说明书中标明砖（砌块）砌筑面，如有两个以上砌筑面，必须以抗压强度最小面的强度确定其强度等级。

（3）节能型烧结空心砖（砌块）检测依据采用《烧结保温砖和保温砌块》（GB26538-2011）时，在委托书中应标明砌筑面——即抗压强度检测面。

（4）施工时，烧结空心砖必须按产品说明规定面砌筑。

[1]曹世璞.烧结砖是节能的墙体材料[J].砖瓦，2012（10）.