加气混凝土砌块在河北省农村建筑中的应用研究

朱 静，句德民，张花蕊，赵彦彦

(1.河北建研科技有限公司，石家庄，050021;2.高碑店市佳诚监理有限责任公司，高碑店，074000;3.石家庄市鹿泉区建筑业管理处，石家庄，050200)

1 河北省农村建筑墙体材料使用现状及存在问题

1.1 河北省农村建筑墙体材料使用现状

通过对邯郸、石家庄、廊坊、承德4个地区的农村住宅共330栋进行抽查调研，得到农村建筑墙体材料的使用现状，外墙主体材料统计表1。

表1 外墙主体材料统计表

通过上述调查可知，农村建筑中主要使用的墙体材料有粘土实心砖、混凝土空心砌块以及灰砂砖，且粘土实心砖占有很大的比例，加气混凝土只占比例中的一小部分，应用很少。

1.2 河北省农村建筑墙体材料应用中存在的问题

目前河北省农村住宅大多以土坯房和砖房为主。砖是经过大量粘土高温烧制而成，需消耗大量的煤，不仅造成了严重的环境污染，还破坏了大量耕地。在节能思想的指导下，由于其生产与国家节能节地政策不符，国家早已禁止实心粘土砖的使用，但由于其工艺简单、价格低廉、设计及施工技术成熟等原因，目前仍具有较大的市场。

混凝土空心砌块由于其重量轻、保温性能好、砌筑速度快等优点，在寒冷地区发展速度相当快，成为替代粘土砖产品之一。而灰砂砖作为一种新型墙体材料，在国家“禁实”要求下，因其强度等级和外形尺寸与粘土砖相似而得到广泛应用。但是混凝土砌块和灰砂砖等环保效益更佳的墙体材料并没有实实在在的经济优势，其生产厂家相对较少，运输成本较大，造成产品在使用中出现一些质量问题，因此在农村的推广受到了严重阻碍。

2 加气混凝土砌块与其它墙体材料的比较

2.1 加气混凝土砌块与其它墙体材料的主要性能比较

(1)基本性能对比见表2。

表2 加气混凝土砌块与其它墙体的性能对比表

(2)保温性能对比见表3。

表3 加气混凝土砌块与其它墙体(裸墙)的保温性能对比表

从表1、2可以看出，加气混凝土砌块的导热系数为实心粘土砖的1/7～1/4，和混凝土空心砌块相比，也只有其一半左右。同时加气混凝土还具有很好的水蒸气渗透性，可以将墙体上的潮气排出，使墙体保持原有的极佳隔热性。

(3)结构力学性能

现在以某加气厂工程试点为例，建立4种建筑材料的PKPM模型，分析其结构性能。4种建筑材料如下:

①内外墙均采用粘土砖-仅作对比参考用;

②内外墙均采用灰砂砖;

③内外墙采用蒸压加气混凝土砌块。

④外墙采用蒸压加气混凝土、内墙采用 GRC墙板。

选用的模型概况为:建筑总建筑面积170m2，以两层为主，部分为一层建筑。主体部分首层为生活空间，建筑面积98.3m2，二层为居住空间，建筑面积为71.7m2，屋顶为坡屋顶，结构形式为砖混结构。考虑到粘土砖和灰砂砖的力学性能相近，在方案比较的时候简化为两个方案的比较。

在所有构件截面尺寸不变的情况下，考虑恒载和活载的影响下，采用PKPM 08计算得到两个方案在力学指标上两者的差异。详见表3。从表中可以看出，新墙体方案与灰砂砖方案相比各种力学指标皆得到了不同程度的改善，减少负荷均在25%以上，各种力学指标更趋于合理化。

表4 新墙体方案与灰砂砖方案力学指标比较

注:灰砂砖(红砖)方案:容重取值为19kN/m3;内外墙采用陶粒混凝土实心砌块(蒸压加气混凝土砌块)方案:容重考虑吸水率等因素后取值为9kN/m3;外墙采用蒸压加气混凝土砌块、内墙采用GRC墙板方案:容重考虑吸水率等因素后取值为，蒸压加气混凝土砌块:9kN/m3，GRC 墙板:6kN/m3。

2.2 加气混凝土砌块与其它墙体材料的经济性比较

为了考察4个方案的经济性，我们针对4个不同的方案计算其建筑工程造价。

(1)建筑工程造价计算内容:

①材料费用部分:

包括钢筋混凝土柱、楼板、屋面、拉筋配筋、内外墙(或板)、砌筑砂浆和内外墙抹灰材料等建筑用材。

②人工及机械费用:

包括人工费、机械费、临时设施费、现场经费。

③管理及其他费用:

包括企业管理费、利润、税金等。

(2)建筑工程造价计算依据

①方案一、二的砌筑用M5混合砂浆，内墙面用1:1胶质水泥砂浆拉毛、1:1:6的水泥石灰混合砂浆抹灰;方案三、四的砌筑用专用薄型粘结砂浆，内、外墙采用专业砂浆抹灰。

②材料价参考2010年该市12月的造价信息。

(三)建筑工程造价计算结果综合情况表，如表5所示。

表5 四种方案的建筑工程造价情况表

说明:1、粘土砖、灰砂砖外墙厚取240mm、内墙厚取240mm、120mm厚，蒸压加气块外墙厚取300mm、内墙厚取200mm，GRC板取90mm厚;2、红砖、灰砂砖墙体内面考虑了抹灰，蒸压加气块墙体内外墙面均考虑了抹灰，GRC板不抹灰。

木屋顶:120～140元/m2;玻璃棉保温层:14.22元/m2;红砖价格:每块0.35元;灰砂砖价格:每块0.60元;蒸压加气块:230元/m3;GRC板:60元/m2。

通过分析4种方案的对比发现加气混凝土结构的经济优势不明显，但以该市加气混凝土砌块试点工程为例，进行了以下经济指标的比较，见表6和表7。从表面上看是房屋的造价有一定提高，但房屋的热舒适型也得到了提高，住户的一部分造价费用，可以从采暖节省的暖费中回收回来，不仅冬暖夏凉，安静舒适，建筑的密闭性和环境质量也大大改善。再不进行外保温节能措施的情况下，冬季可将室内温度提升8℃，极大的满足了人们冬季的采暖需求。

表6 两种建筑耗热量对比表

表7 传统住宅和节能住宅经济指标的对比

注:1.计算模型为170m2/户，房屋折旧残值按10%，煤价按950元/t计算(2014年3月的太原焦煤平均价格);

2.以上的单方造价包括建筑工程、装饰工程及安装工程的造价;

3.仅从使用费用节约计算，增加的投资20年可以收回，但加气混凝土建筑的舒适度相对传统建筑提供，冬季采暖温度可以达到18℃，相对提高了8℃。

2.3 加气混凝土与其它墙体材料的热工性能比较

为了综合考虑4个方案的经济性，我们检测了不同方案的热工性能，以此来分析方案的优劣。由于农村建筑绝大部分采用实心粘土砖，因此我们主要对方案一和方案三的热工性能进行比较，见表8。主要包括:外墙传热系数、平屋面的传热系数、坡屋面的传热系数等。其中，在方案三测试期间工程主体结构已完成，门窗已安装完毕，但外墙外饰面未做，一层平屋顶的做法尚未完成。

表8 热工性能对比

说明:1、红砖外墙厚取240mm、内墙厚取240mm、120mm厚，蒸压加气块外墙厚取 300mm、内墙厚取200mm。

3 结论

本文通过对加气混凝土砌块用于2～3层农村民居建筑应用实例的分析，研究了加气混凝土砌块材料性能、建筑构造和施工工艺等，通过与其他三种材料施工方案的在选材性能、载荷承重、经济性和热工性的对比，分析了加气混凝土砌块在农村民居建筑中的应用推广优势。并结合某加气混凝土砌块的应用实例，将农村传统建筑与加气混凝土砌块节能建筑进行了就多个经济指标进行了对比计算，得出加气混凝土砌块在农村有着极大地发展空间，经济和节能优势明显。