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由于玉树灾区地处偏远、高寒多震,建筑施工期短(每年仅3-4个月),建材和煤炭稀缺,水泥和钢材需长距离外运,且运力小,重建工作具有时间急、周期短、任务重、要求高的特点。因此急需为灾后重建优选出抗震轻质、节能保温、建筑速度快、耗材量少、绿色环保的建筑材料和建筑结构。手机新2会员端矿产资源重点实验室在近年开展新资源技术研究的基础上,针对上述具体实际,与相关企业和建材专家合作,应邀开展了深入系统的调研和论证,提出了现浇筑全包覆泡沫混凝土墙体与轻型钢框架结构相结合的新型住宅建筑体系。认为不仅最适合玉树灾后重建,而且也代表了新一代建筑节能保温、抗震轻质、绿色环保的发展方向。
5月下旬向青海省政府和玉树州政府提交了相关的调研报告和建议后,6月5日,青海省科技厅厅长解源与中国建筑设计研究院和国家住宅与居住环境工程技术研究中心的专家一道,在矿产资源重点实验室再次就此开展了深入的讨论,会上肯定了泡沫混凝土轻钢结构建筑的显著优点,但也指出其存在的缺陷和不足,尤其是在可靠性和系统化这两方面还需要进一步的论证和研究。
泡沫混凝土是一种轻质多孔材料,是自水泥混凝土产生以来最重大的科技进步之一。它将重质的水泥混凝土(2000 kg/m3±)泡沫化、轻质化、功能化,赋予它轻质、吸能、减震、保温、隔热、吸声、隔声、耐火、防火、抗渗、防水、抗冲击波等功能,而且绿色环保,无毒、无害、无污染、无放射、全无机、耐老化、长寿命。泡沫混凝土板材可广泛用作外墙、内墙、地板、屋顶等,且可加工、可锯可刨、可钉锚、可装饰。泡沫混凝土既可制成各种预制件组装成屋,而更为快速的则是现场浇筑,一次成形。由于其硬化过程无需加热养护,属于自然硬化,因此无需烧煤。又由于其密度小,水泥耗量小。
以往泡沫混凝土存在的最大缺陷是强度低和易变形开裂,但近年的研究已经有了应对措施:
1、与钢结构或混凝土框架结构相结合,让框架结构去受力,而泡沫混凝土则主要用于墙体填充。
2、泡沫混凝土墙体采用三明治夹芯结构,亦即高强度、低变形的较高密度泡沫混凝土板作为表面保护层,低密度-超低密度的泡沫混凝土则作为保温芯层。
3、加入各种矿物助剂、加入强耐碱的玄武岩纤维短切纱和工格栅布、或者预埋各种增强筋,以增大强度、降低变形收缩率。
轻型钢框架结构的综合优势包括:强度高,抗震性能好,自重轻,安装容易,施工快,绿色环保(施工污染少,材料100%回收),长寿命(结构寿命可达100年),设计快速灵活(可设计藏式建筑),钢材用量也小。显然,轻钢结构是提高抗震设防标准的最佳选择之一,已广泛用于汶川重建。
将全包覆泡沫混凝土现浇墙体与轻钢结构的优势集于一体,就能达到双抗震(钢结构和泡沫混凝土双抗震)、自保温(无需另加保温层)、双轻质、绿色环保、节省建材、多功能、快速建设等综合要求,特别适合玉树灾区重建。由于综合成本低(低于砖混结构和混凝土结构建筑)、性价比高、易于推广普及,面对当今节能降耗、低碳环保的呼声,有可能在“震后时代”迅速取代目前的普通混凝土建筑,推动我国住房建设跃上一个新台阶。
目前推荐的全包覆泡沫混凝土现浇墙体,主要采用500㎏/m3以下的低密度泡沫混凝土浇筑成墙体,导热系数达到0.09 w/m.k以下。由于全包覆,不仅提高了建筑物的整体性、保温性和抗变形能力,而且保护钢结构在大火中不变形、且免于氧化锈蚀,解决了钢结构长期存在的防火难题和氧化腐蚀难题。
轻型钢结构和全包覆泡沫混凝土,都已经有成熟的成套生产设备、执行标准和施工规范,能在短时间内快速在玉树形成较大的生产能力。
玉树灾后重建是一项高度关注、极为敏感的工程,矿产资源重点实验室将本着科学严谨的原则,进一步开展相关的论证和研究。