砌体结构发展及趋势

砌体结构在我国有着悠久的发展历史，其中石砌体和砖砌体在我国更是源远流长，构成了我国独特文化体系的一部分。考古资料表明，我国早在5000年前就建造有石砌体祭坛和石砌围墙。在历史上有举世闻名的万里长城(如图a所示)，它是两千多年前用“秦砖汉瓦” 建造的世界上最伟大的砌体工程之一；有在春秋战国时期就已兴修水利，如今仍然

图1-1万里长城                      图1-2都江堰

起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程(如图b所示)；有在1400 前由料石修建的现存河北赵县的安济桥(如图c所示)，这是世界上最早的单孔敞肩式石拱桥，净跨为37.02m，宽约9m，为拱上开洞，既可节约石材，且可减轻洪水期的水压力，它无论在材料使用、结构受力、艺术造型和经济上，都达到了相当高的成就。  

图1-3安济桥                              图1-4轻质空心隔墙板

几千年来由于砖、石具有良好的物理性能、可就地取材、生产和施工方法简便、造价低廉等优点，所以至今仍为我国主导的建筑材料。在材料上由过去单一的烧结普通砖发展到采用承重粘土多孔砖和空心砖、混凝土空心砌块、轻骨料混凝土或加气混凝土砌块，到非烧结硅酸盐砖、硅酸盐砖、粉煤灰砌块、灰 砂砖以及其他工业废渣，如粉煤灰、炉渣、矿渣、煤矿石、多种冶金渣、尾矿等制成的无熟料水泥煤渣混凝土砌块和石膏、脱硫石膏、浮石、蛭石、淤泥等制成的砌块，其中某些种类的砌块具有强度高、隔热、隔声、防水、环保、健康舒适、施工安装快捷，无污染、无放射性等特点。在新技术应用方面，振动砖墙板技术、预应力空心砖楼板技术与配筋砌体等都得到了应用。今后应加大科研投入、改进工艺、提高产品性能和强度等级、降低成本，向多功能化发展。 因此我们要针对这些问题做好以下几方面的工作：

 1、发展高强、轻质、高性能的砌体材料

发展高强、轻质的空心块体，不仅能使墙体自重减轻，生产效率提高，而且可提高墙体的保温隔热性能，且受力更加合理，抗震性能也可以得到提高。这方面已有很大进展。

目前我国的砌体材料与发达国家相比存在着强度低、耐久性差的问题。如粘土砖的抗压强度，我国一般为7.5--15Mpa：承重空心砖的孔隙率≤25%，体积质量一般为4KN/m3。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30--60Mpa，甚至可达到100Mpa，承重空心砖的孔洞率达到40—60%，体积质量一般为1.3KN/m3，最轻的可达到0.6K/Nm3。根据国外的经验和我国的条件，只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进可显著提高砖的强度和质量。根据我国对粘土砖的限制政策，可因地制宜、就地取材在粘土较多的地区发展高强度粘土砖、高空隙率的保温砖和外墙装饰材料等。而在少粘土的地区，大力发展高强混凝土、砌块承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。

在发展高强块材的同时，也需研制高强度等级的砌筑砂浆。目前最高等级的砂浆强度为M15。要与高强度的块材相匹配时，需开发大于M15的高强度砂浆。我国的《混凝土小型空心砌块浆和灌孔混凝土》行业标准中砂浆的强度等级为M5-M30，灌孔砼的强度等级为C20-C40，这是混凝土砌块配套材料方面的重要进展，对于推动高强材料结构的发展起着重要的作用。据预测干拌砂浆和商品砂浆具有很好的市场前景，干拌砂浆把所有配料在干燥状态下混合装包供应现场按要求加水搅拌即可。

 2、使砌体结构适应可持续发展的要求

绿色建材”的提出，确认了“可持续发展”的战略方针，其目标是：依据环境再生、 协调共生、持续自然的原则，尽量减少自然资源的消耗，尽可能对废弃物的再利用和净化。 保护生态环境以确保人类社会的可持续发展。传统的小块粘土砖以其耗能大、毁田多、运输量大的缺点越来越不适应可持续发展和环境保护的要求。对其进行革新势在必行，这方面的发展趋势是充分利用工业废料和地方性材料，例如粉煤灰、煤渣、矿渣、炉渣等工业废料制砖或板材，可变废为宝。大力发展废渣轻型混凝土墙板这种轻板利用粉煤灰代替部分水泥，骨料为陶粒、矿渣或炉渣等轻骨料，加入玻璃纤维或其他纤维，如图1-4所示。利用我国页岩资源丰富，分布地域较广，生产页岩多孔砖。烧结页岩砖具有能耗低、强度高、外观规则，其强度等级可达MU15～MU30，可砌清水墙和中高层建筑。用湖泥河泥或海泥制砖，则可疏通淤积的水道等。

 3、采用新技术新的结构体系和新的设计理论

组合砖墙配筋砌体有良好的抗震性能，在国外已获得较广泛的应用，可用于建造高达20层的房屋，成为很有竞争力的结构形式。我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系，但需研究和定制生产砌块建筑施工用的机具，如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对保证配筋砌块结构的质量至关重要。这种砌体的原理同预应力混凝土能明显改善砌体的受力性能和抗震性能。国外在预应力砌体和配筋砌体方面的水平很高，我国在这方面还有很大的发展空间。

 4、加强砌体结构理论的研究

进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能，通过数学和力学模式建立完善而精确的砌体结构理论是全世界各国都关心的课题。我国在这方面有较好的基础，但目前跟发达国家相比还有较大的差距，因此应继续加强这方面的工作，加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究，使砌体结构这种古老而有生命力的结构形式更好地造福人类。正如国外学者所指出的，“砌体结构有吸引力的功能特性和经济性，是它获得新生的特点。我们不应停留在这里，我们正进一 步赋予砌体结构以新的概念和用途。”国内外的砌体结构工作者对砌体结构的未来也满怀信心和希望。我们相信，随着科学技术和经济建设的继续发展，砌体结构将更充分地发挥其重要作用。