煤矸石多孔磚填充墻在住宅建筑的應用分析
——以三明市某住宅工程為例

王毅嶸

（福建一建集團有限公司，福建 三明 365014）

0 引言

隨著社會的不斷進步和經濟的高速發展，許多不可再生資源都面臨著枯竭，傳統建筑材料不僅資源越來越少，而且使用成本越來越高。根據國家“節能減排”的要求，全社會應切實增強環保意識，加大研制投入，大力倡導綠色環保新型材料。煤矸石的來源就是在開采煤炭過程中而產生的一種有害固體污染物。若不經處理就丟棄，將對環境產生嚴重影響，我國每年產生的煤矸石廢棄物數量驚人，達到數億噸的量級[1]。煤矸石多孔磚作為一種新型的建筑環保材料，一方面極大地消化煤矸石，將原本污染環境的廢棄物變廢為寶；一方面煤矸石多孔磚代替了原本資源型的建筑墻體材料，減少對環境的開采和污染。因此，煤矸石多孔磚具有很高的經濟效益和社會效益，是建筑材料行業“變廢為寶”的佳話。

1 應用現狀分析

煤矸石多孔磚在福建省的應用已經有十來年的歷史，三明市由于資源發展優勢，近幾年煤矸石多孔磚的發展尤為迅速。煤矸石多孔磚多用于新建、改建和擴建的民用住宅和公共建筑，尤其是應用在民用住宅建筑的填充墻體量最大。

筆者多年來從事建筑行業技術管理工作，接觸過許多煤矸石多孔磚填充墻在住宅建筑的應用實例。煤矸石多孔磚填充墻相比傳統的黏土磚，具有更好的力學性能和保溫效果。目前，隨著制作工藝的提高，出現許多直接采用煤矸石多孔磚為裝飾的填充墻。本文筆者以三明市某住宅工程為例，分析煤矸石多孔磚填充墻在住宅建筑中的應用。該住宅項目位于三明市三元區城關街道，項目的總建筑面積為11.7 萬m2，主要打造商業用房及多棟高層建筑住宅等配套設施。新建住宅建筑高度為96m，地上33層，地下2 層。內外墻均采用煤矸石多孔磚砌筑，其容重不大于15.0kN/m，采用M7.5 砂漿砌筑作為砌筑砂漿。

2 設計要求

2.1 節能設計要求

福建省的煤矸石多孔磚填充墻砌體節能設計，地區的主要特征為夏熱冬暖，主要考慮夏天空調的使用和冬天墻體保溫效果。煤矸石多孔磚的孔洞規律地垂直于墻體受壓面，砌筑而成的砌體在墻身中形成隔熱性能優越的空氣保溫層，因此在福建三明地區建筑節能設計中可以直接考慮煤矸石多孔磚的自保溫性能。因此，在福建省三明地區采用煤矸石多孔磚填充墻砌體的節能設計中，通過合理調整建筑體形系數和窗墻比，選擇氣密性效果較好的保溫窗，必要時綜合考慮提高建筑其他部位的保溫絕熱能力，能夠基本達到節能50%的設計要求[2]。

2.2 結構設計要求

煤矸石多孔磚本身具有強度高、自重輕的產品優勢，正常燒結的煤矸石多孔磚強度可達到15MPa。使用20%左右孔洞率的煤矸石多孔磚，相比于同體積的實心磚墻體，自重可減少15%左右，而建筑的抗震性能卻大幅提高。

福建省煤矸石多孔磚砌體的結構設計主要結合施工常見的質量問題，其中墻體裂縫與潮濕問題已經成為當前急需解決的兩類重點問題。針對墻體裂縫的一些問題可以根據需要設置合適的伸縮縫或采取有效的防裂措施，避免因溫度偏差或材料不同造成墻面收縮開裂。防潮問題，在水汽大或易漏水的位置應做好防水措施，避免因潮濕導致墻體強度和耐久性降低等質量問題。

3 施工要求

施工流程如圖1 所示。

煤矸石多孔磚填充墻砌體的施工工藝相比傳統砌體，并無特別的地方。但是由于其材料孔隙大、失水速度快的特征，施工單位在材料進場把控和施工工序方面應加強管理，才能保證砌體質量（如圖2 所示）。主要管控方面如下：

圖1 施工流程

圖2 BIM 排布

（1）含水率低的煤矸石多孔磚在砌筑時，很容易因干燥收縮引起墻面開裂等質量問題，從而影響砌體砌筑質量。選擇正確含水率的煤矸石多孔磚，對提高砌體質量，減少因干燥收縮造成的墻體，起到關鍵的作用。經工程實踐總結，本工程選用相對含水率60%～70%的煤矸石多孔磚，可保證墻體施工質量。

（2）嚴控進場材料驗收關。在監理的旁站見證下，對煤矸石多孔磚的強度、密度等性能指標按照規定取樣復驗。最后對進場材料的規格、數量和外觀質量進行檢查無誤后，按照規格、類別分類堆放保存。

（3）為保證磚砌體的砌筑觀感良好以及合理利用材料，本項目運用BIM 技術對砌體工程進行模擬排布，建立直觀的三維模型，并通過模擬，達到最優的煤矸石多孔磚排布方案。同時，利用模型導出的二維施工圖進行輔助施工，不僅能確保砌筑質量，更便于在施工班組中更專注于提升砌筑觀感。

在砌體砌筑開始前，項目管理人員召開專項技術交底會議，利用完成的BIM 排磚模型，現場向施工班組進行排磚技術交底。并在施工過程中，安排專人進行監督工人砌筑，實時反饋現場信息。若發現現場實際尺寸與BIM 模型尺寸偏差問題，及時與BIM技術人員進行溝通，對排磚圖進行實時調整。同時可以復合線位，及時糾正放線誤差。

（4）煤矸石多孔磚具有內部孔隙大、失水速度快的特點，因而常常出現墻面裂縫與抹灰層空鼓等一系列質量問題。所以要做好質量的把關工作，抹灰施工前，不僅要清理干凈墻面，同時要保持墻面濕潤，然后在墻面涂刷一層專用界面劑，最后抹灰工作不要一次性完成，應分兩遍成活，同時把控好一次抹灰的厚度不超過10mm。

4 應用前景分析

隨著環保政策的落地實施，福建省煤矸石多孔磚燒結廠在福建省陸續建廠生產和發展壯大。受房地產利好的影響，大部分的煤矸石多孔磚燒結廠均銷量穩定，效益良好。筆者總結煤矸石多孔磚應用優勢主要體現在：①節能環保優勢明顯。前文已提到，煤矸石多孔磚是利用煤炭開發利用過程中的廢棄物作為主要原料，利用自身自燃產生大量熱量提供生產所需的熱量。因此，煤矸石多孔磚相比傳統燒結磚在節能、節材方面有著巨大的優勢；②保溫性能和力學性能良好。煤矸石多孔磚正常燒制后平均強度可達到15MPa，符合一般住宅的結構設計要求。厚度為240mm的煤矸石多孔磚砌體熱阻可以達到1.085m2·K/W，是相同厚度實心燒結磚的兩倍。煤矸石多孔磚應用劣勢主要體現在：由福建省建筑科學研究院主編的《燒結煤矸石多孔磚（砌塊）應用技術規程》于2014 年10 月頒布實施，對煤矸石多孔磚行業的發展起到了指導和規范的作用。但是，企業家對煤矸石多孔磚的看法還是停留在簡單的環保建筑材料上，未投入相應的人力物力對其進行持續性的改良和研發，導致煤矸石多孔磚產品相對單一，且科技含量不高缺乏創新。

5 結語

綜上所述，筆者在從業多年里，經歷了煤矸石多孔磚的發展應用。特別在住宅項目中應用效果良好，本工程已經驗收交付使用，未收到業主和物業關于墻體問題的反應。使用煤矸石多孔磚不僅取得了良好的社會效益而且經濟實用、節約成本，也能達到高效的經濟效益，因此，近年來，其在福建省得到了大力的推廣和應用。但是，從長遠的發展來看，煤矸石多孔磚行業還有很長一段路程需要走，應提高煤矸石多孔磚技術與質量，加大研發力度，同時讓品種更豐富多樣，并大力宣傳與推廣使用。