水泥混凝土问世以来一直是建筑工程最重要的结构材料,得到广泛的应用。随着科学技术的进步和发展以及人们认识水平的提高,水泥混凝土又开拓了新的用途,迈向装饰材料行列。
水泥混凝土作为装饰材料有着得天独厚的有利条件。首先,原材料资源非常丰富,主要材料为水泥、砂、石、颜料等,还可利用粉煤灰、煤歼石等工业废渣和尾矿;第二,混凝土制品的搅拌、制作等有成熟的工艺,混凝上及其制品的性能和耐久性好;第三,混凝土拌合物容易着色,采用不同颜色的颜料或各种颜色的集料与混凝土原料拌合,就可制得不同色泽的装饰混凝土和制品;第四,新拌混凝土的可塑性好,用不同形状的模具就可塑造出不同形状的混凝土制品,要圆就圆,要方就方,形状千姿百态;第五,凝结硬化后的混凝土表面可加工性好,可劈、可凿(琢)、可磨、可剁,表面可加工出不同的质感,特别是仿天然装饰石材的质感,是造就自然景观的理想材料;第六,应用范围广泛,可用于工业与民用建筑、市政、交通、园林、水利等土建工程,乃至雕塑工艺制品等;第七,把普通混凝土和制品深加工为装饰混凝上制品后,产品价值倍增,企业可获得较好的经济效益。
装饰混凝土制品,包括装饰砌块,是当今水泥混凝上制品发展的方向之一。为推进其在我国的起步和发展,1989年12月和1994年12月己召开两次全国装饰混凝土制品学术研讨会,装饰砌块是研讨会的议题之一。我国房建材料工业“八五”和“九五”技术进步规划,中国建筑砌块“八五”和“九五”发展规划,都把装饰砌块列入发展规划中。国家建材局多次下达科研项目开发装饰砌块及装备技术,制订装饰混凝土砌块行业标准等。我国2000年小康住宅示范工程已把砌块和砌块建筑,装饰砌块和装饰砌块建筑列入三种建筑体系之一。随着墙体材料革新,装饰混凝上砌块作为多功能的新型墙体材料将会有很大发展。
一、装饰混凝上砌块种类
作为砌筑材料,国外发达国家把混凝土砌块作为主要的墙体材料之一,其中装饰混凝土砌块占有一定比例。装饰砌块除具普通混凝土砌块的优点外,还把装饰、防水、保温、隔热、吸音融为一体,使其具有多种功能。“装饰混凝土砌块”行业标准把砌块分为贴面砌块和砌筑砌块,其中砌筑砌块又分实心和空心,三大品种系列,每一品种又可有多种花色,我国已研制开发了数种装饰砌块及其相关的加工装备和生产技术。本节重点介绍装饰混凝土砌块和种类。
1、劈离砌块
把两个砌块合并为一个大的砌块成型、养护和达到一定强度后,用劈离机在指定断面处将其劈开,成为两个劈离砌块。或者是一个砌块劈离面的厚度增加到一定厚度,成型、养护和达到一定强度后,在指定断面处劈开,一个为砌筑用的劈离砌块,另一个为贴面用的劈离砌块。作为转角处的劈离砌块应有两个相互垂直的劈离面,作为门柱用的劈离砌块,四周应有四个劈离面。
劈离砌块的劈离面,因组成材料的内聚力和粘附力不同,成为凹凸不平的断面,有着粗犷、古朴的质感,又因采用不同颜色的颜料、色质集料、外加物以及不同的配合比,可仿各种天然石材的色泽和纹理,因此,装饰效果比较理想。在国外,劈离砌块在装饰砌块中是生产和使用量最多的品种。我国研制装饰砌块也是从劈离砌块开始,已可生产多种饰面花色的劈离砌块,如整面劈离的劈离砌块、呈沟条状的劈离砌块等。
2、凿毛砌块
采用机械锤击或者高速喷丸的方法冲击砌块表面,使砌块表层的水泥砂浆和石子碎落,露出新的并被冲击成坑凹状的表面,此即凿毛砌块。坑凹状的表面因凿头形状的不同有不同的装饰效果。凿毛砌块还因颜色、集料等不同可仿不同的天然石材,其装饰效果有的类似火焰烧毛的装饰石材。
3、拉毛条纹砌块
在砌块表面铣出横的、竖的、斜的、交叉的一道道深度约1.5mm的条纹,并露出新的表面,以此作为装饰面,此即拉毛条纹砌块。铣出的条纹在整个饰面上可以是均匀分布的,也可分成一段段的,将显示出不同的装饰效果。拉毛条纹砌块的装饰效果类似剁斧石,但加工精细,仿石材的质感强。
4、磨光砌块
用研磨机对砌块表面进行连续磨,使成光滑的平面并露出一定的石率,此即磨光砌块。磨光砌块露出集料的大小、形状和着色的变化使饰面色彩多样,其装饰效果类似水磨石和表面光滑的花岗石及大理石。
5、雕塑砌块
雕塑砌块充分利用混凝上拌合物硬化前具有可塑性的特点,将其浇注在带槽、肋、块、弧形或角形的模箱中成型,脱模后即制成饰面形状各异的雕塑砌块。每一种雕塑砌块砌筑的墙体可显示出一种有规则的造型,而不同雕塑砌块的组合又可派生出新的造型。因此,雕塑砌块对建筑的装饰效果有无限的灵活性。
6、釉面砌块
这是低温釉料与混凝土表面复合而成的一种装饰砌块。砌块经成型、上釉(喷或涂)、焙烧复合、养护等工序制成。已研制成功的一种低温釉料,熔融温度850℃,焙烧复合时间2.5~3.0小时,然后在水中养护三天即成。国外釉面砌块的花色品种多达百种以上,装饰效果古朴。美国专门制订了这类砌块的国家标准。
7、穿孔花格砌块
这类砌块也是利用混凝土拌合物的可塑性,浇注入不同花格的模箱制成。这砌块虽然主要是为了美观,但它既能作为分隔墙保持幽静的环境,又能解决室内外的视野,既能遮阳挡风,又能通风。花格砌块用于装饰房屋的立面、分室隔断、花园围墙,庭院花格墙等。
不难看出,上述装饰混凝土砌块的制作主要有三种方法:一是在砌块成型养护好之后,用专门的机械对砌块表面进行二次加工制得,如劈离,凿毛、拉纹、磨光砌块等;二是用特制模箱成型的各种雕塑砌块、花格砌块等;三是釉面砌块,包括各种表面涂敷着色的砌块等。
二、装饰混凝上砌块生产
1、生产中应注意的问题
“装饰混凝土砌块”标准(报批稿)规定了产品的分类、等级与标记、技术要求、材料、试验方法、检验规则以及标志、堆放、运输等。对生产装饰混凝土砌块的材料如:水泥、粗细集料、轻质集料等应符合有关标准的规定。为提高装饰效果,标准规定可采用经加工的天然色质集料以及尾矿渣等副产色质集料,但所用色质集料不得影响装饰砌块的物理力学性能和耐久性。为提高砌块的质量,可加入符合标准规定的混凝土外加剂以及粉煤灰。对作装饰砌块的混凝土着色时,应使用耐碱、耐气候性好的颜料,所用的拌和水须是清洁水。
国外生产装饰砌块的混凝土都为着色混凝土,即砌块是整体着色的,虽然生产效率高,但原材料的成本也增加。为此,装饰砌块可在饰面层一定厚度用着色混凝土,其它用素色混凝上。
装饰混凝土砌块靠饰面的颜色、形貌、花纹、露出集料等方法获得理想的装饰效果。因此,对饰面层的选材、配合经设计、密实度、强度等,对不同的装饰砌块应有不同的要求。
要注意解决泛白和退色,泛白的主要原因是水泥钙的氧化物析出并富集而产生的。我们曾取析出的自霜用能谱和X光衍射进行微观分析。能谱分析白色粉状物中钙的氧化物高达80.77%;X光衍射分析,主要是氢氧化钙和碳酸钙。刚成型好的装饰砌块很快会在饰面泛出白露,潮湿和干湿交替也会引起墙面泛白。当采用不耐碱和不耐气候的颜料时,装饰砌块要退色。泛白和退色都使饰面难看,装饰效果变差。
用装饰混凝土砌块砌筑的墙体无须再做装修,因此,装饰砌块必须有优良的抗渗性能才能保证墙体的抗渗性能。我国以及日本、美国等对装饰砌块的抗渗性和试验方法都做了规定,必须认真做到。装饰砌块要有良好的抗渗性,首先要使砌块成型密实,其次可掺入防水剂,或在砌块表面做防水处理。为了保证砌筑墙体的抗渗性,对砌筑砂浆也要有特殊要求,应是防水砂浆,砌缝要饱满、密实。
2、饰面加工机械
前面提到,饰面制作有三种方法,这里重点介绍饰面加工机械。
砌块成型时,砌块表面有一层浮浆影响装饰效果,必要时应除掉。劈离、凿毛、拉纹、磨光等装饰砌块必须去掉表面浮浆,才能展现出仿天然石材的不同饰面效果,因此需要有对饰面进行二次加工的机械,中国建筑材料科学研究院研制了劈离机、凿毛机,己由绵竹机械厂生产,同时双方正合作研制拉毛条纹机等饰面加工机械。
⑴.劈离机
劈离机是根据混凝土劈裂(离)抗拉强度试验方法的原理设计并制造的。混凝土试体(园柱体或立方体)在承受上下对称的线性荷载作用时,沿受力面产生拉应力,当外力达到拉应力极限时,试体劈离为两半。劈离面因组成材料的内聚 力和粘附力的不同,使断面呈凹凸形貌。
劈离机有两种施力方式:一种设计只有上下劈刀,砌块在上下对称力的作用 下被劈离为两块。这种劈离砌块饰面的凸凹大,很粗旷,但也影响四边的厚度, 即四边的厚薄不一致,给砌筑增添麻烦。第二种设计是上下、左右共计四把劈刀, 同时施力便砌块劈离。这种方式被劈离的砌块,由于四边的厚度被控制,使四边 的厚薄基本一致,另外,饰面的凹凸小。
⑵.凿毛机
国外厂商曾展示用高速喷丸的方法对混凝土路面砖、混凝土砌块进行凿毛加 工的设备。该机由气压、凿头、移动、升降、吸尘等系统组成。气压系统为凿头提供力源,力的大小通过调整气压压力获得。凿头系统作横向往复运动,并不断冲击砌块表面将砌块凿毛。变换凿头可制得不同形貌的凿毛砌块,而凿头在工作过程中旋转与不旋转,也将制得不同形貌的凿毛砌块。当凿头完成一次横向运动和冲击后,台面移动系统载着砌块前移一定距离,把砌块未凿及的表面送入凿头底下,凿头回返时将其冲击。升降系统根据砌块或混凝土路面砖的厚度调整凿头上升或下降,以保持凿头与砌块面间的距离。收尘系统及时收集凿头凿击砌块时产主的粉尘。该凿毛机实现饰面加工自动进行,只要把砌块或混凝土路面砖放在一端的台面上,启动凿毛机,砌块按一定速度前移并通过凿头系统,从另一端移出后,饰面加工即已完成。
⑶.拉毛条纹机
在研制气压传动凿毛机的基础上,我们同绵竹机械厂进行了拉毛条纹机的设计和试制。
⑷.磨光机
磨光机可采用研磨花岗石、大理石以及水磨石的磨光机,用以研磨混凝土砌块,混凝土路面砖等制品。
装饰混凝土砌块的饰面加工机械国外己有多种,原苏联建筑机构设计研究院设计的CMX463-468型饰面加工机械,可对混凝上制品表面进行凿毛、磨光加工。日本桂机厂生产多种饰面加工机械。美国、澳大利亚、意大利、德国等也早有这方面的机械。我国装饰混凝土砌块饰面加工机的研制,对促进装饰混凝土砌块的生产和应用无疑将起重要作用。
三、装饰混凝土砌块的应用
1、应用概况
装饰混凝土和制品的应用范围之广是其它装饰材料所不及的。在房屋建筑中可制作屋面瓦、墙体和地面装饰材料。园林建筑中,用彩色混凝土塑造童话人物、假山长桥、人工湖壁、湖底以及仿树、仿竹、浮雕制品等。市政和交通工程中作路墙和护墙以及彩色路面。一些传统的混凝上制品,如电杆,日本关西电力公司己制成彩色混凝土电秆,用以美化城市输电线路等等。作为墙体材料和墙面装饰用的装饰混凝土砌块,可用于各类房屋建筑、市政,交通水利工程建筑、园林建筑等方面。
房屋建筑中,北京、浙江、辽宁、四川等一些地区已将装饰砌块用于住宅建筑、银行、礼堂、宾馆、厂房、酒楼等,使用品种有劈离、凿毛、磨光、雕塑等砌块。
市政建筑工程中,举世瞩目的亚运会工程项目之一的北京北中轴路墙采用劈离砌块,北京已有10多座立交桥使用了装饰混凝土砌块,一改立交桥的灰色面貌。装饰砌块的色彩、粗矿的质感与立交桥艺术造型相融汇,使立交桥倍加美观。
水利工程中用花格砌块作护墙、护坡,在花格内种草种花。园林建筑中的塑像基座、花坛、喷水池以及小区环境建筑小品等,也采用装饰砌块。
2、注意事项
这里主要指施工中应注意的事项:施工时必须保持砌块饰面干净,粘附在饰面上的砂浆和其它污染物会破坏饰面的装饰效果。如已粘上,必须即时将其除掉,包括勾缝时的毛口也要除去。勾缝砂浆的颜色和颜色均匀性对砌块建筑整体面貌影响很大,因此,勾缝砂浆的颜色应与砌块饰面的色彩和谐,以取得悦目的建筑效果。对劈离砌块施工时,不要把凸起的饰面或者凹陷的饰面砌在一起,而应把凹凸不同的饰面作适当搭配,以提高粗旷的效果。
结语
混凝土砌块是我国墙体材料革新中要大力发展的一种新型墙体材料,而装饰砌块集墙体结构和装饰于一体,使砌块建筑锦上添花。装饰混凝土砌块品种很多,使建筑具有不同风格和装饰效果。相信随着墙改的深入和砌块建筑的大量推广,装饰渴凝土砌块及其建筑也将随之发展。
德国“混凝土砌块”标准在1989年修订时,主要增加了装饰混凝上面砖和装饰混凝上砌块。《混凝土研究》期刊载文介绍新标准内容时特别指出:现在装饰混凝上面砖和装饰混凝土砌块得到了相当广泛的支持,而且支持日益增多。为此我们深信,在我国发展装饰混凝土砌块也会有越来越多的支持者。
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