摘要：砌體結構在我國有著悠久的歷史，許多名勝古跡都是古人留下的砌體結構。經(jīng)過近幾十年我國砌體結構已具有了自身的特性和理論，但與發(fā)達國家相比還存在一定的差距，因此我們應向新型的綠色材料的方向發(fā)展。

　　關鍵詞：砌體結構 砌塊 綠色材料 發(fā)展過程 發(fā)展方向

　　砌體結構是最古老的一種建筑結構。我國的砌體結構有著悠久的歷史和輝煌的紀錄。在歷史上有舉世聞名的萬里長城，它是兩千多年前用“秦磚漢瓦”建造的世界上最偉大的砌體工程之一；建于北魏時期的河南登封嵩岳寺塔為高40米的磚砌密檐式塔；建于隋大業(yè)年問的河北趙縣安濟橋，凈跨37.37米，全長50.82米，寬約9米，拱高7.2米，為世界上最早的空腹式石拱橋，該橋已被美國土木工程學會選為世界第12個土木工程里程碑；還有如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程；所有這些都是值得我們自豪和繼承的。解放后我國在砌體結構方面更有了很大的發(fā)展，下面分三個方面來概括介紹。

　　1.砌體結構用量大、范圍廣

　　解放以來，我國磚的產(chǎn)量逐年增長，1990年磚產(chǎn)量增長到6200億塊，是世界其它各國年產(chǎn)量的總和。全國基本建設中，將砌體作為墻體的已占90％左右。在辦公室、住宅等民用建筑中大都是采用砌體結構，50年代砌體結構的房屋一般只能建到4～5層，而現(xiàn)在很多城市已可建到7～8層。我國許多中小型單層工業(yè)廠房和多層輕工業(yè)廠房及影劇院、食堂、倉庫等建筑也廣泛采用磚墻、柱承重結構。砌體結構還用于建造各種構筑物，如煙囪、排氣塔、糧倉、水渠等。此外我國在古代建橋技術的基礎上還建造了多座100米以上的石拱橋，有些還在不同方面創(chuàng)造了世界紀錄。我國積累了在地震地區(qū)建造砌體結構房屋的寶貴經(jīng)驗，我國的絕大多數(shù)大中城市在6度或6度以上地震設防區(qū)，在地震裂度≤6度地區(qū)的砌體結構經(jīng)受了地震的考驗。經(jīng)過對設計和構造的處理，還在7度區(qū)和8度區(qū)建造了大量的砌體房屋。據(jù)不完全統(tǒng)計，從80年代初至今，我國主要大中城市建造的多層砌體結構房屋已達70～80億平方米。

　　2.新型材料和技術的應用

　　60年代以來，我國粘土空心磚（多孔磚）的生產(chǎn)和應用有了很大的發(fā)展，在南京建造了8層空心磚承重的大橋旅館。當時空心磚孔洞率為22％，與實心磚強度等效，但可減輕自重17％，減少墻厚20％，節(jié)省砂漿20％～30％，砌筑工時少20％～25％，墻體造價降低19％～23％。根據(jù)進一步節(jié)能要求，近年來我國在消化吸收國外先進技術的基礎上，制造出規(guī)格為280mm×2~XlU1]×19、孔洞率為40％的燒結保溫空心磚（塊），這種保溫磚的密度為1012kg／m3，抗壓強度10.5MPa主要力學和熱工性能指標接近或達到國際同類產(chǎn)品的水平。同時《多孔磚砌體設計與施工技術規(guī)程》行業(yè)標準為這種磚的推廣創(chuàng)造了條件。近10多年來，采用砼、輕骨料砼或加氣砼，以及利用砂、各種工業(yè)廢料、粉煤灰、煤矸石等制成無熟料水泥砼砌塊或蒸壓灰砂磚、粉煤灰硅酸鹽磚、砌塊等在我國有較大的發(fā)展。砌塊種類、規(guī)格很多，其中以中、小型砌塊較為普遍，在小型砌塊中又開發(fā)出多種強度等級的承重砌塊和裝飾砌塊。據(jù)不完全統(tǒng)計，1996年全國砌塊總產(chǎn)量約為2500萬立方米，各類砌塊建筑約5000萬平方米。近十年砼砌塊與砌塊建筑的年遞增率都在20％左右，尤其在大中城市中推廣特別迅速。這些砌塊建筑大多是多層的，至于中高層、高層砌塊建筑我國于80年代就著手進行試點工作，在幾座城市都做了試驗樓，為我國中高層砌塊建筑的發(fā)展做了開創(chuàng)性的工作。90年代初期，在總結國內外配筋砌塊結構的配套材料、配套應用技術的研究上獲得了突破，在此基礎上開展了更具有代表性、針對性的試點工程。試點工程實踐證明，中高層配筋砌塊建筑具有明顯的社會經(jīng)濟效益。因此將中高層配筋砌塊結構體系納入我國砌體結構設計規(guī)范中是理所當然的。砌塊作為粘土磚的主要替代材料，在某些功能上強于粘土磚，發(fā)展前景是非常好的。和約束配筋砌體對應的是所謂均勻配筋砌體，即國外廣泛應用配筋砼砌塊剪力墻結構，這種砌體和鋼筋砼剪力墻一樣，對水平和豎向配筋有最小含鋼率要求，而且在受力模式上也類同于砼剪刀墻結構，它是利用配筋砌塊剪力墻筋砌塊剪力墻承受結構的豎向和水平作用，是結構的承重和抗側力構件。配筋砌體強度、延性好，和鋼筋砼剪刀墻性能十分類似，可以用于大開間和高層建筑結構。我國從80年代初期主持編制國家標準《配筋砌體設計規(guī)范》起，對配筋砌體進行了較為系統(tǒng)的試驗研究，結果表明用配筋砌體可建造一定高度的既經(jīng)濟又安全的建筑結構。

　　3.砌體結構理論的發(fā)展

　　1950年以前。我國可說談不上有系統(tǒng)的砌體結構設計理論。國家建設部于1956年批準在我國推廣應用原蘇聯(lián)《磚石及鋼筋磚石結構設計標準和技術規(guī)范》。60～70年代初，在我國有關部門的領導和組織下，在全國范圍內對磚石結構進行了比較大規(guī)模的試驗研究和調查，總結出一套符合我國實際，比較先進的磚石結構理論、計算方法和經(jīng)驗。在砌體強度計算公式、無筋磚體受壓構件的承載力計算、按彈性方案考慮房屋的空間工作，以及有關構造措施方面都具有我國特色。

　　4.對我國砌體結構的展望

　　砌體結構是由砌塊和砂漿砌筑而成的構件，而砌塊有多種材料的砌塊，我國最古老的砌塊即為磚和石。幾千年來，由于磚、石具有良好的物理性能，可就地取材、生產(chǎn)和施工方法簡便，造價低廉等優(yōu)點，所以至今仍為我國主導的建筑材料。解放后我國也確實研制出多種材料的砌塊，但都存在著自重大、強度低、生產(chǎn)耗能高、毀田嚴重、機械化水平低、耐久和抗震性能差的特點，所有這些都抑制著砌體結構的發(fā)展。因此，我們要針對這些問題，做好以下幾方面的工作。

　　4.1發(fā)展高強輕質的砌體材料

　　目前我國的砌體材料與發(fā)達國家相比存在著強度低、耐久性差的問題。如粘土磚的抗壓強度。我國一般為7.5～15Mpa，承重空心磚的孔隙率≤25％，體積質量一般為4KN／m3.而發(fā)達國家的磚抗壓強度一般均達到30～60Mpa，甚至可達到100Mpa，承重空心磚的孔洞率可達到40％～60％，體積質量一般為1.3KN／m3，最輕的可達到0.6KN／m3.根據(jù)國外的經(jīng)驗和我國的條件，只要在配料、成型、燒結工藝上進行改進，可顯著提高磚的強度和質量。如中美合資大連太平洋磚廠生產(chǎn)的百巖磚強度可達20100Mpa.這種材料強度高、耐久性和耐磨性好，并且有獨特的色彩，可作為清水墻和裝飾材料。根據(jù)我國對粘土磚的限制政策，可因地制宜，就地取材，在粘土較多的地區(qū)發(fā)展高強度粘土磚、高空隙率的保溫磚和外墻裝飾材料等。而在少粘土的地區(qū)大力發(fā)展高強砼砌塊，承重裝飾砌塊和利用廢材料制成的砌塊等。在發(fā)展高強塊材的同時，也需研制高強度等級的砌筑砂漿。目前最高等級的砂漿強度為M15.要與高強度的塊材相匹配時需開發(fā)大于M15的高強度砂漿。我國的《砼小型空心砌塊漿和灌孔砼》行業(yè)標準中砂漿的強度等級為M5～M30，灌孔砼的強度等級為C20～C40，這是砼砌塊配套材料方面的重要進展，對推動高強材料結構的發(fā)展起著重要的作用。據(jù)預測，干拌砂漿和商品砂漿具有很好的市場前景。干拌砂漿把所有配料在干燥狀態(tài)下混合裝包供應，現(xiàn)場按要求加水攪拌即可。天津舒布洛克水泥砌塊公司已供應這種干拌砂漿，價格比普通砂漿約高0.2％左右。商品砂漿的優(yōu)點同商品砼一樣，這類砂漿一旦取代傳統(tǒng)砂漿，將是一個巨大的變化。

　　4.2積極開發(fā)研究節(jié)能環(huán)保的新型材料

　　1988年第一次國際材料研究會議上首次提出“綠色建材”的概念，1992年聯(lián)大巴西里約熱內盧以“環(huán)境和發(fā)展”為主題的各國首腦會議通過了“21世紀議程”宣言，確認了“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略方針，其目標是依據(jù)環(huán)境再生，協(xié)調共生，持續(xù)自然的原則，盡量減少自然資源的消耗，盡可能對廢棄物再利用和凈化，保護生態(tài)環(huán)境，以確保人類社會的可持續(xù)發(fā)展。近年來，發(fā)達國家在實施《綠色建材》計劃上取得了較大的進展，我國以1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展首腦會議為契機，遵循江澤民同志的“經(jīng)濟的發(fā)展，必須與人口、環(huán)境、資源統(tǒng)籌考慮，決不能走浪費資源和先污染后治理的老路，更不能吃祖宗飯，斷子孫路”的指示精神，迅速行動起來，積極研制“綠色建材”產(chǎn)品，并取得了一定的效果。我國現(xiàn)已加大力度限制高能耗、高資源消耗、高污染、低效益的產(chǎn)品的生產(chǎn)。如對粘土磚（按1996年生產(chǎn)6000億塊粘土磚就毀掉10萬多畝農田、耗能6000萬噸標準煤）國家早就出臺了限制政策。近年來力度更大，一些地區(qū)如上海、北京等在建筑上不準采用粘土實心磚，其實這也就間接促進了其它新型建材的發(fā)展。如蒸壓灰砂廢渣制品、利用頁巖生產(chǎn)多孔磚、廢渣輕型砼墻板、GRC板、蒸壓纖維水泥板、復合墻板和砌塊就是近幾年發(fā)展起來的幾種新型建材制品。

　　4.3進一步加強配筋砌體和預應力砌體的研究

　　我國雖已初步建立了配筋砌體結構體系，但需研制和定制生產(chǎn)砌塊建筑施工用的機具，如鋪砂漿器、小直徑振搗棒、小型灌孔砼澆注泵、小型鋼筋焊機、灌孔砼檢測儀等。這些機具對保證配筋砌塊結構的質量至關重要。這種砌體的原理同預應力砼，能明顯改善砌體的受力性能和抗震性能。國外在預應力砌體和配筋砌體方面的水平很高。我國直到最近才有少數(shù)專家對其研究。

　　4.4加強砌體結構理論的研究

　　進一步研究砌體結構的破壞機理和受力性能，通過數(shù)學和力學模式，建立完善而精確的砌體結構理論，是全世界各國都關心的課題。我國在這方面有較好的基礎，但目前跟發(fā)達國家相比還有較大的差距，因此應繼續(xù)加強這方面的工作，加強對砌體結構的試驗技術和數(shù)據(jù)處理的研究對促進砌體結構發(fā)展有著深遠的意義。