可再生材料在建筑中的應用
——以磚石材料為例

章 健 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

0 前言

隨著社會和科技的發展，我國每年新增的建筑數量巨大，迭代更新速度也越來越大，在建筑材料的生產、建筑的建設施工過程中對自然環境也產生了破壞。社會和建筑設計師對建筑與環境的關系越發重視，并從材料著手，在滿足人居環境舒適度的前提下，探尋環保、可再生的建筑材料，本文主要從磚石材料入手進行研究。

1 實際意義

建筑材料的回收、再生產和再利用已經成為了一種比較熱門的研究趨勢，在理論、生產技術、和應用層面都擁有一些研究成果，但是建筑材料多種多樣，科研人員與建筑師的視角重點多置于如何增大建筑材料的回收率，在建筑整體表現審美上缺乏深入的探討和研究，更忽略了中國傳統磚石材料在再利用階段的使用。本文主要從再生磚石材料的界定和應用手段兩方面出發，對再生磚石材料在建筑中的應用手法進行探究。

2 再生磚石材料的分類與制備

再生磚石材料的原料來源主要是分為兩種，其使用方法也分為兩類。

①回收翻新舊材料：主要來源于建筑廢棄拆除后的建筑砌塊等，當建筑達到服役年限或者由于政府規劃、功能落后等原因被拆除，產生大量的建筑廢料，但由于建筑結構類型不同，其產生的建筑廢料的種類也有所不同。當建筑為磚混或者是以磚石為砌塊材料的砌筑結構，在建筑拆除后，建筑廢料多為帶有抹灰的磚塊、石塊等建筑材料。對于這些舊磚石材料的處理方法是在建筑拆除后，在施工現場對破舊的磚塊進行簡單篩選、清理、分類加工后，在盡可能保證磚塊的完整性的前提下，投入到建筑的建設中。

目前我國對于舊磚的主要回收利用方式主要有兩種，第一種是對砌筑結構的房屋進行拆除，并將回收的磚石材料直接用于建筑的建造，第二種是負責拆除的公司將拆除廢磚出售給建材制造廠商，廠商將磚塊粉碎后作為其他建筑材料進行使用。

②再生磚石砌塊：鋼筋混凝土結構的建筑拆除后多為混凝土碎渣，回收后不能直接使用，多由建材廠進行深加工，將混凝土或舊磚石的廢渣進行清洗、粉碎后，作為骨料并加入膠凝材料進行壓制，制成再生混凝土空心磚或者砌塊、掛板、透水磚等用于建筑的建造施工。

由上文可知，再生磚石材料的兩種再利用方式有著明顯的區別，一種是從建筑設計角度入手，探尋在建筑設計階段，如何利用回收的舊磚進行建筑設計，將舊磚石的年代感與建筑的立面、結構、室內環境等方面進行融合。另一種則是從建材制造的技術手段入手，探尋以建筑廢渣為原材料的磚石砌塊的生產方法和技術手段，最終目的是如何利用建筑廢渣制備出滿足建筑建設需求的砌塊、人造石材等建筑材料。

3 再生磚石材料在建筑中的應用

根據磚石材料的本身材料特點，其在建筑中的用途主要有以下幾類：用作建筑結構、建筑貼面、建筑的裝飾。由于建筑服役階段和建筑的拆除、回收再利用階段，對砌塊磚石等建筑材料的強度、形態上在不同程度上都會有一定的損壞，因此，本文將磚石材料的應用分為兩類，即原級應用和降級應用。

①原級應用：由于磚石材料的強度耐久性和保存完好程度較好，如在建筑拆除前，磚石主要用作結構構件或者圍護結構，在回收二次利用時，依然作為維護構件的砌塊進行建設。在汶川地震后，劉家琨提出的再生磚計劃，就是磚石作為建筑材料的“平級”應用典型案例，在磚混結構中，磚石不僅是結構構件的建造材料，也是圍護結構的建設材料。用粉碎機將建筑廢磚進行粉碎后作為再生磚的骨料，加入膠結材料和當地農作物纖維后用杠桿式機械壓磚機進行壓制，制造的空心磚用于小跨度房屋，即柱距小于4m的房屋的承重結構或者非承重填充墻的建造，由于再生磚的原材料是磚石的碎渣骨料，因此無須燒制，制造方法比較簡單，與傳統紅磚相比，再生磚成本為80元/m3，成本十分低廉。

一般情況下，由于磚石材料大多作為結構的建設材料使用，因此磚石材料平級應用對材料本身的強度要求比較高，在汶川再建房屋的設計中，再生磚石材料的原級應用理論得到了應用，但是在磚石再利用的過程中經過了人為的深加工——粉碎、攪拌、摻合料和添加劑的加入、壓制等過程，從而彌補了磚石材料在利用過程中的強度不足、形制不規矩的弊端。

由上文分析可知，可再生磚石材料在建筑中的平級再利用過程中，要求磚石的本身結構強度，破損情況都要較小，從而才能達到用于砌筑平級構件的結構標準，但是在不能滿足要求的前提下，建筑磚石廢棄物則需要人為手段處理后，通過技術手段增大磚石的強度，或者打碎后重新制造生產，以滿足建筑需求。

②降級應用：在我國逐步開始禁止粘土磚后，傳統的粘土磚逐漸得到了建筑設計師和磚材制造商的注意，設計師們嘗試研究如何通過增長廢舊磚石材料的的利用從而延續建筑語言和建筑的地域性色彩。

降級應用理論則是以盡量不破壞舊的磚石材料為目的提出的理論，即將原來作為建筑結構構件的磚石降級，在新建建筑中用于建筑構件，裝飾材料等作為非承重構件存在。普利茲克獎獲得者王澍的寧波博物館占地4.3萬m2，外立面采用瓦爿墻形式，將寧波傳統建筑元素融合到建筑中，從鄉土主義出發，在寧波當地收集了大量的拆除的磚石等材料作為建筑材料。在現代建筑史上，寧波博物館大規模的回收利用廢舊磚石材料是首個案例，建筑外墻面的舊磚石材料主要來自于寧波的象山、奉化等地。磚石年代也非常久遠，從明清開始到民國初期，甚至有漢代殘留的磚石，為了使建筑達到預期效果，回收的磚石僅僅做了最簡單的清理處理，保留了原有磚石瓦礫上的圖案、造辦處的文字，根據尺寸分類進行砌筑。在寧波博物館最著名的瓦爿墻設計上，設計師采用了江浙地區的民間墻體砌筑方式，將收集回來的青磚、石塊、瓦礫，作為圍墻的貼面，以砌筑形式進行布置，墻面不加粉裝，將回收的磚石原有材料特點顯露在外。根據推算，寧波博物館外墻每平方米約有100塊左右的舊磚石，整個寧波博物館外墻的磚石砌塊有百萬塊。

考慮到舊磚石的力學特征，寧波博物館將外墻分為3m的網格，以獨立網格為單位進行建造，分區解決砌塊承重效果較弱的特點，并且由于是再生磚，材料的防水、保溫效果較差，也使用了大量保溫層和防水措施來彌補材料本身的不足，舊磚石材料在新建建筑中的降級應用更加側重于裝飾性，寧波博物館在維護墻體的建造上并沒有完全依賴于磚石墻的砌筑，而是在墻體中設置15cm厚的鋼筋混凝土襯墻加固建筑圍護結構，瓦爿墻依附混凝土襯墻進行建造。

就目前的應用思路來看，磚石材料的降級應用屬于對舊磚石的直接利用，其目的主要是將磚石經過使用后的年代感、質感等特點通過現代建設技術手段與設計手法轉移到現代建筑上，使新建建筑中包含豐富的歷史文化底蘊，將有年代感的磚石材料以建筑語匯的形式在建筑中國傳承，且大多數降級應用的磚石都是就地取材，也保證了建筑與周邊環境的契合度，讓建筑在城市更迭中尊重周邊環境和城市中的建筑風貌；另一種則是純粹為了降低建筑成本，將回收的磚石材料作為非承重結構進行建筑非承重構件的建造使用。

4 結語

我國建筑數量巨大，磚石結構的建筑數量占有一定比例，隨著城鎮化進程的加快，越來越多的舊磚石資源流入建筑材料產業中，科學有效地對這些資源進行利用，可以有效地節約建造成本保護自然環境，同時也可以使得新建建筑具有一定歷史意義。隨著設計師對再生磚石的研究和科學技術手段進步，磚石材料已經不僅僅停留在傳統建筑的修復上，其應用方向有以下幾點：

①藝術裝飾，將再生的磚石材料用以新建建筑中用于裝飾建筑的外立面，使得傳統建筑材料在新時代的建筑建設中得以發光；

②節能環保，以節能環保為目的出發，盡可能地大量使用磚石材料，從而減少由于城市進步造成的建筑拆除，建筑垃圾過剩；

③多樣化建材生產方式，依附于當代建材生產的科技進步，利用廢舊磚石材料生產出強度較好，成本較低的新型建筑再生材料。