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绿色的建材 巧妙的体系 -澳大利亚速成建筑系统北京建材行业协会 方承仕 2002年11月25日 北 京 进入新世纪，为贯彻国家可持续发展战略，保护土地资源和生态环境，节约能源，全国各地都加大了建筑节能和墙体改革的力度。尤其是广州市，上海市，北京市等160多个大中城市人民政府都以政府令或政府通告等不同形式，明令禁止使用和生产实心粘土砖。对空心粘土砖也采取了限制生产和使用的措施。中国建筑节能和墙体改革进入了一个新的阶段。大家都在思考：什么是替代实心粘土砖的理想材料？一,石膏建材倍受关注 当前建筑节能和墙体改革的新形势，呼唤新型建筑体系和节能环保型墙体材料。”两禁”实心粘土砖,多种新型墙体材料争相斗艳，但是，随着生态建筑和绿色建材概念日益为人们所接受，以石膏为主体的绿色建材越来越受到建筑业的关注，这是因为：1,石膏是一种公认的绿色建材。石膏入药，是食品添加剂，石膏无毒无害；石膏粉炒制能耗每吨 仅60kg标煤，而水泥煅烧能耗达300kg标煤；石膏建材拆除后经处理可回收循环使用。2，,我国天然石膏资源十分丰富，世界第一。全国石膏产量达1800万吨左右,每年用量仅1200万吨左右。 3，由于我国环境保护的迫切性，大量化学石膏（磷石膏，脱 硫石膏，钛石膏等等）的处理已成当务之急，据估计,化肥付产石膏已达4000万吨, 目前堆存的磷石膏已经超过750万吨。如表 1 所示。还有,我国燃煤电厂烟气脱硫势在必行，一些电厂正在实施烟气脱硫计划，今后脱硫石膏每年至少也在1000万吨以上。堆放这些化学石膏不仅占用大量土地,而且污染环境,处理费用十分昂贵,企业压力很大。因此，无论是从生态建筑，环境保护，还是从资源开发和化学石膏的综合利用来看，石膏建材都是一种首选应该大力发展的绿色建筑材料。 表1 我国主要磷肥企业磷石膏产生情况 工 厂 1996年磷酸产 量(万t/a) 磷石膏单位产量(t/t100%P2O5)磷石膏产 量(万t/a)磷石膏堆存量(万t)堆存厂地占面积(万m2) 贵州开磷集团息烽重钙厂 2.3 5 10 9.733云南红河州磷肥厂3.887 364240 26云南磷肥厂7.5 5 36.8290 29云南云峰化学公司5.815204015江西贵溪化工厂6 5307060湖北荆襄磷化公司205 1015073四川银山化工集团 2 5.21100.0050.02四川什化集团3.5517.5 10 20陕西华山复合肥厂3.65 618 5040山东鲁北集团9.54.6 44 00山东肥城磷铵厂1.267.21.43.4山东红日集团33.3100.050.4沈阳化肥总厂3.7618155.6江苏南化集团磷铵厂 32620.2江苏泰兴磷肥厂1101010.02安徽铜陵化学集团6.7640200120广东湛江化工集团45200.14 注# 由表中可以看出，大部分磷肥厂的磷石膏占用大量土地，其余小部分工厂由于综合利用较好而堆存量较少，如四川银山化工集团、山东鲁北集团。实际上，根据我们的调查，在国内也仅此两家企业的磷石膏得到了充分、合理的利用，其他企业磷石膏的利用仅作为土壤改良剂、填坑、水泥添加剂等初级利用，而且用量极不稳定，甚至影响到正常生产，如江苏南化集团磷铵厂、江苏泰兴磷肥厂由于堆放场地过小，磷石膏堆放量超过一定量时就会限制磷酸的生产。另外，对于大型的磷酸装置，需要投入大量资金、占用大面积的土地修建磷石膏渣场以解决磷石膏的堆放问题，如贵州翁福磷矿建设磷肥厂，其磷石膏堆放场的投资达2亿元。因此，要解决磷石膏的污染问题，根本出路在于综合利用，变废为宝。二，开发大批量利用石膏的绿色建材。发展石膏建材必须大力开发能大批量利用石膏（尤其是化学石膏）的绿色建材。目前石膏建材的主要产品有：纸面石膏板，石膏砌块，石膏条板，和石膏粉体材料等。但是，石膏建材一直存在两大问题：1），只能用于内墙，不能用作外墙材料。2），只是作为一种材料来开发推广，没有形成一个建筑体系来推广应用。因此，石膏利用量提高有限，化学石膏处理和综合利用进展缓慢。近年来，澳大利亚速成建筑系统公司（Rapid Building Systems Pty Ltd ）在中国推出其专利产品和技术速成墙板(RWP)和速成建筑系统（RBS）为我国大批量综合利用石膏资源开辟了一条新的途径。该公司自1990年以来一直致力于开发和推广这项技术，在澳洲已用这项技术建造了数百幢楼房,包括公寓,住宅,超市,音乐厅/电影院,图书馆,厂房和仓库等等。东南亚等地十分重视这项技术，三年前,在马来西亚已建成了一条速成墙板生产线,其产品已广泛用于当地建筑业。 该项技术已在中国申报并获得中国发明专利. 1999年在上海建成第一幢样板建筑。 有关专家们在考察后认为,这是真正的绿色建筑材料,新型的建筑体系,非常适合我国建筑节能,墙体改革,住宅产业化的需要. 一些省市正在蕴酿引进技术和设备.目前山东省已引进两条生产线,即将投入生产。现将速成墙及速成建筑体系简介如下:1，速成墙板(RWP)_速成建筑体系的基本构件速成墙板(RWP)是一种玻璃纤维增强的予制防水石膏空心大板. 是由石膏,玻璃纤维经浇注硬化,抽芯生产而成的建筑构件.其常用规格尺寸为; 12000x24003050x100240 mm.宽度;最大可为12米 高度：2.43.05米 厚度; 100250毫米1）速成墙实体的材料性能将速成墙成型浇注料成型成100x100x100mm立方体试件,硬化干燥后测试材料性能.结果如下:材性项目单位测 试 结 果备 注容 重Kg/m3 1000含水率%0.4GB/T4111-1997吸水率24小时%3.0GB/T4111-199748小时%4.4GB/T4111-1997 相对吸水率24小时 0.1GB/T4111-199748小时 0.1GB/T4111-1997抗压强度mpa 11.0GB/T11975-1997劈裂强度mpa 2.7GB/T11975-1997干湿系数 0.96GB/T11975-1997抗冻性重量/强度损失% 1,13/ 13.5GB/T11975-1997软化系数24小时 0.69JGJ51-9048小时 0.65JGJ51-90干燥收缩mm/m 0.6JG/T3209-1995l 本试验由中国建筑科学研究院完成*.速成墙板外侧刷外墙涂料,其软化系数为0.79.2.）， 速成墙板的性能 对于尺寸为2500x10003050x120mm的速成墙板,其性能如下:项目名称单位测定结果测 试 单 位备 注面密度Kg/m2 44中国建筑工程质量检验中心JC/T3029-1995容 重 366抗压强度kpa 6.6允许直立荷载KN/mKN/m 40.0 750空心时充填混凝土时抗弯破坏荷载kN 8.5中国建研院2500X1000X120热阻M2k/w 0.69空心时空气声隔声量dB 32 47中国建研院空心时充填混凝土时 冲击荷载中国建研院30kg吊挂力N800中国建研院吸水率%1. 95.9水中浸泡2小时水中浸泡24小时耐火极限min.70中国建工产品质检中心GB/T9978-1999不燃性能级A中国化学建材检测中心GB8624-1999 2，速成建筑体系(RBS) 速成建筑体系是以速成墙板为基本构件,并与钢筋混凝土巧妙的结合,从而形成一整套建筑体系.在这个体系中,速成墙板起着四个作用:1), 作为建筑物的围护结构,组成内,外墙体.2), 作为浇注混凝土与钢筋混凝土的永久性模板.3), 作为现浇密肋楼板的永久性模板,并组成建筑物的顶棚.4), 作为布设管线的管线沟槽. 速成墙板是一种性能优良的建筑轻板, 可以作广泛地用内,外墙体等围护结构,与各种建筑体系配套（ 如钢结构体系，框架结构体系等）。 其显著特点是: (1)，石膏产品，公认的绿色建材。无毒，无害，有益身体健康，可以调节室内湿度。（2），重量轻而强度高，墙面实体强度达到11 mpa,空心板每米承载力达到40 KN (4000Kg). 而容重仅366kg/m3。 （3），防火，防水防潮，防白蚁，安全可靠。充填不同的材料，即可得到不同保温或隔声性能的墙体。 （4），使用灵活，可以切割组合，便于安装门窗，管线和装修。在速成墙空腔内浇注成型的钢筋混凝土形成建筑物的承重结构和剪力墙，如图 所示。速成墙的轴向承载能力为: 速成墙(空心,无填充物): 15.8 KN/m 速成墙(填充20mpa混凝土): 307.4 Kn/m速成墙作为剪力墙时的水平承载能力。速成墙的极限水平荷载设计值Vu为 Vu=7.5kN/mxL式中：L-墙的长度 m. 在地震设防设计时，速成墙被认为是一种韧性材料，相应的 Rf=4.0 相当于钢筋混凝土剪力墙建筑来确定等效静态地震力。速成墙板铺于楼层,作为永久性模板,有选择的锯去上側板面,形成密肋粱模槽,铺扎钢筋,并与梁相连,浇注混凝土层后,形成整体楼板和下层楼的顶板.利用这个体系可以建造低层，多层和高层住宅以及其它建筑，最高达到17层。如图 所示.三, 速成墙板和速成建筑体系的应用前景 速成墙板和速成建筑体系作为一套完整的建筑技术以其独特的优势受到建筑业的关注和重视:1, 新型建筑体系,绿色建筑材料，适应墙体改革和建筑节 能的要求。 整个体系主要由石膏质速成墙板和混凝土（钢筋混凝土）组成，标准大板可以切割，便于组合成各种建筑物。墙板强度高而重量轻，填充不同材料可以满足保温隔热和建筑隔声的要求，建成的大板建筑，防水隔潮，防白蚁，住居舒适。2，速成建筑体系建造成本略低或相近于砖混结构体系的建造成本。建造速度快，节省工时50%左右。具有很强的市场竟争力。3，是大批量综合利用化学石膏的新途径，能作为建筑的主体材料，则耗用量大，变废为宝，保护环境，造福人