装配式建筑背景下的BM连锁模卡砌块应用

2022-01-16姜健

绿色环保建材 2021年12期

姜健

江华新型建筑材料有限公司

1 BM连锁模卡砌块的特征和机理分析

模卡砌块是由轻骨料、再生混凝土、水泥等制成，由一定量的工业废渣和添加剂进行混合，与水进行搅拌，在一定压力下进行物理压制而固化成型[1]。博物文献资料的一项科技成果新型化研究报告表明，技术已达到国内建筑标准，被评为“新型建筑工程材料”。BM连锁模卡砌块在此基础上进行榫卯结构优化和精益生产的创新，使其更显环保性、经济性。

1.1 造型独特，结构特殊，强度合理

BM连锁模卡砌块的左、右侧都装有榫头。砌筑完成时，使用公榫和母榫进行组合，块与块牢固嵌扣，形成互锁。根据建筑工程设计的要求，每个竖向洞口和横向沟槽都能采用加强杆或者钻头作为扳手，组成一个完整的砌体墙，既能保证墙体垂直、平整，不易发生移动，又解决渗漏问题。尤其是建筑物的整体承重能力也得到改善，有利于其抗裂、耐震。该砌块在结构上具备高强度、重量轻等特点。根据目前的实际应用试验，当组合砌块的平均耐冲击和抗压能力为15.6MPa，灌浆材料的平均耐冲击和抗压能力为8.6MPa时，砌体的平均耐冲击能力可达10.4MPa，为砌块耐冲击能力的67%和120%。可看出该砌体结构受到影响强度状态优于传统砌体，可充分发挥脆性材料的高抗压强度，节约施工成本。

1.2 技术特点性能指标良好，是理想承重式砌筑物用材

建筑工程应用实践表明，BM连锁模卡砌块的多数技术指标都能达到并超越传统砌块，尤其是抗压抗剪性能。使用美国BESSER成型机制造的江华BM连锁模卡砌块在流体动力学方面具有以下的特征：（1）砌体的抗压能力与强度较高，其耐冲击性和抗压能力也较好；（2）当浇筑灌浆材料的抗压强度与砌块抗压强度相同时，则砌体的抗压强度与砌块的抗压强度相同;所以当灌浆材料的耐冲击和抗压能力相对较弱时，就会对砌筑物的耐冲击和抗压能力产生一定程度的影响。其中砌体在加固后的强度要低于砌块强度70%～80%；（3）具有较高的抗剪强度。江华BM连锁模卡砌块最明显的特点之一是其抗剪强度比传统砌块高8倍左右，并随着灌浆材料强度的增加而增加；（4）BM连锁模卡砌块整体性好，弹性好。试验表明，砌体的弹性模量在0.7×10MPa～1.2×10MPa之间，与粒料强度无明显联系。

1.3 施工简单，砌筑速度快、质量有保证

充分利用BESSER成型机高精度加工的优势，施工可和搭积木一样方便。四五个砌块拼装好后，使用专用注浆机，再用专用便携式插入式振动器压实，即可连续施工。简化了房屋的内部施工过程，改变了砌块墙的镘刀的长期使用。

传统砌块使用砂浆黏结现浇砌筑，钢筋绑扎、支设模板、浇筑混凝土形成现浇板带；潮湿房间，需采用细石混凝土支模做坎台。BM连锁模卡砌块则可使用U型砌块砌筑，槽内配钢筋，浇筑混凝土形成水平系梁；可在空腔内直接灌注Cb25细石混凝土作为撂底。相比传统砌块现浇板带完成后需静置3～4天，BM连锁模卡砌块水平系梁做法则可免除模板支设，系梁混凝土浇筑完毕后可继续砌，节省钢筋、混凝土和工期。避免养护周期对工期的影响，撂底完毕无需静置，直接砌筑。

传统砌块的表面处理有三个特征：（1）表面拉毛硬化（不小于24h），硬化后分层抹灰，底层干透后（72h）方可进行面层抹灰。成活时间至少一周，每个工人每天成活量20m2～30m2；（2）由于自身吸水率较大，在吸水和蒸发的过程中引发干缩，引起墙体空鼓、开裂；（3）传统砌块的线性膨胀系数与混凝土墙体差异较大，很容易受温度变化引起变形而导致墙体开裂。使用BM砌块：（1）墙面直接粉刷3mm～5mm的粉刷石膏，每个工人每天的成活量100m2；（2）自身吸水率较加气块小很多；（3）BM砌块由于原材为轻集料混凝土则与混凝土主体线性膨胀系数差异较小.故，BM砌块与加气块相比在抗裂和防空鼓方面效果更好；（4）BM空心砌块也可直接做清水墙效果，免装饰层，大大节省工期及成本。总之，BM连锁模卡砌块可加快施工进度，缩短工期，降低工作强度，提高工作效率。基于试点项目的初步计算表明，使用BM连锁模卡砌块可使工作效率提高一倍。

1.4 大大降低综合费用，提高经济效益

传统砌块砌筑好墙体后开槽安装线管，再封堵。BM连锁模卡砌块则先把线管安装到位，再利用其大空套砌或者侧面开槽套砌。具有墙体的完整性以及避免二次开槽和封堵的工序和费用的优势。

相比传统砌块1.5m³∕工日的砌筑速度，BM连锁模卡砌块可达2m³∕工日～3m³∕工日，如8000方砌筑量累计节省1300工日；模板用量节省100%、支模时间单检验批节省3工日。

相比传统砌块构造柱4根12钢筋，圈梁4根10～12钢筋，#6箍筋，#6拉结筋，BM连锁模卡砌块则芯柱位置1根#12钢筋，水平系梁位置3根#12钢筋，#6箍筋间距250，即钢筋用量节省60%～70%。传统砌块的水电安装，所有管线需要开槽、后期修补，BM连锁模卡砌块内置安装无需开槽，水电工期节省50%。

传统砌块的面层装饰2～3遍砂浆找平，布钢丝网抗裂，BM连锁模卡砌块免抹灰，面层采用石膏找平，由此可见，钢丝网等辅材节省100%、抹面时间单检验批节省3～5工日；若是清水效果，则费用及工期节省100%。综述，结合工程总用量，传统砌块更换至BM连锁模卡砌块，工期节省20%左右，费用降低10%以上。

试点工程实践证明，采用BM连锁模卡砌块模块化积木建造的房屋总成本每年可以降低大约10%。这主要是由于采取组合砌块方法的工作效率很好，获得了经济性的效果，不但降低砌块墙体的人工费和材料投入，而且加快设计，缩短施工时间。另外，因为由于壁面平整，只需5mm～8mm的薄桩即可进行装饰，既节省了涂装的工作和所需的涂装材料，又大大地降低了间接的成本。同时，可以增加大型建筑的有效利用率约2%～3%。

2 BM连锁模卡砌块力学性能指标

空模块率设计为43.6%，体积密度设计为1220kg∕m3，满足现有的规范。含水量一般为2.58%，吸水率一般为7.03%，相对含水量一般为37%，符合了国家相关技术标准的要求。外观品质和尺寸偏误均符合江华BM连锁模卡砌块品牌质量要求，材料耐受冷却性良好。强度等级:MU15、MU1O、MU7.5、MU5.0可适用于不同的墙体结构需求。美国BESSER成型机有效保障了其系列技术参数要求，传热系数：1.33W∕m2k；导热系数：0.22W∕mk；蓄热系数：5.8W∕cm2k。外墙为400mm×200mm×150mm，内隔墙主要为400mm×120mm×150mm。墙体施工前应先用水泥砂浆将支撑面找平，再用12号基础水泥砂浆。砂浆的厚度不应小于20mm。水泥砂浆在硬化前必须到位，使水泥砂浆嵌入砌块孔内，硬化后必须与砂浆黏结。根据规范要求:在底排模块灌浆前，底部用水泥砂浆填满50mm厚的灌浆砂浆进行铺装，然后浇灌砂浆。一般在砌块砌筑过程中一次灌浆三到四层。灌浆材料应混合均匀，颜色一致，不得分层分离。灌浆材料应在初始放置前混合和使用。稠度一般控制在80mm～100mm。具有良好的可操作性和流畅性。注浆时，应根据振动密度选用直径合适的振动棒，宜从水平接缝处灌浆。但是，不允许强烈振动。建议调整门窗，防止砌块振动时移动。如果水泥浆没有从砌体裂缝中溢出，可用锤子敲击砌体以确定其密度。由于该砌块独特的堆砌结构，墙体在注浆后会形成网状，起到了关键的封闭作用。提高墙体整体刚度可以有效解决排水问题和裂缝，因此灌浆密实度是保证施工质量的关键。

3 BM模卡砌块在装配式建筑中的应用

3.1 设计实施技术要规范

上海市建设委员会印发的上海市地方性技术规范的编制要求及试验计划，具体形式的砌块应用技术规范编制工作已基本完成，预计今年下半年公布砌块实施试验的文件及草案。结合该项试点工程的实际，还同时撰写并编制《外墙砌筑成型系统与节能建筑结构图》（如图1所示），和《混凝土砌筑结构图》（如图2所示）。

图1 外墙砌筑成型系统与节能建筑结构图

图2 混凝土砌筑结构图

试验结果显示，BM连锁模卡砌块结构的整体特性良好，其抗压强度远高于相同标号的传统砌块，抗剪力强度可以提高几倍，弹性模量也可以提高50%左右。

3.2 加强结构措施，克服应用中小砌块存在的不足

传统小型砌块施工容易发生的墙体裂缝，在BM连锁模卡砌块的墙体结构设计中可以得到有效的控制。在新编的《模块化混凝土砌体建筑设计规范》中，一方面是材料模型选取值时要严格检查。另一方面，在结构上，由于组合砌块本身的特点，其抗裂结构措施设置方便有效。例如，门窗洞口处的墙体刚度减弱，很可能会出现裂缝。这些接缝在建筑技术要求和规范中特别需要加强，常见温度变化所引起的上墙轻微开裂等问题都由于建筑物的结构等各种因素进行了多方面的控制。在整个标准中，有23条规定了与模块化砌块墙设计相关的标准，使模块化的砌块墙设计成为真实意义上的标准[2]。从目前某些试点实施的情况分析可知，效果还是比较满意的。