房屋建築材料
按建築使用功能分類,房屋建築材料分為牆體材料、屋麵材料、結構構件、建築防水與密封材料、建築保溫與吸聲材料、建築裝飾裝修材料等。
新中國成立初期,房屋建築材料的花色品種很少,構成房屋建築的基本材料是磚、瓦、灰、砂、石、水泥和少量的玻璃、鋼材、木材。從那時起,人們把除水泥、水泥製品、玻璃、建築衛生陶瓷以及建築用鋼材、木材以外的建築材料統稱為地方建築材料。地方建築材料的基本特征是量大麵廣,地方性強,多數產品是就地取材、就地生產、就地銷售。主要產品有磚、瓦、石灰、建築用砂石、瀝青防水油氈、油膏、傳統的裝飾石材等。隨著建築、建材事業的發展,從五十年代末開始,利用工業廢渣和地方性資源生產牆體材料,並研製、開發少數新型防水和保溫材料,品種逐步有所增加。到七十年代中期,特別是中共十一屆三中全會以後,迅速發展了新型牆體材料係列產品,以及建築防水與密封材料,建築保溫與吸聲材料,建築裝飾裝修材料等新品種。這些材料已超越地方建築材料的範疇,形成了以房屋建築為服務對象的房屋建築材料體係。
至八十年代中期,中國的房屋建築材料已是一個品種比較齊全,高、中、低檔基本配套,擁有10多萬個生產企業和近1000萬職工的大行業。
粘土磚瓦
牆體屋麵材料是房屋建築的主要結構和圍護材料。粘土磚瓦是最古老的傳統牆體屋麵材料,在中國已有數千年的生產曆史。
一、曆史悠久的粘土磚瓦生產
粘土磚瓦自古以來就被人類廣泛應用。相傳在古代中國神農伏羲時期就有掘土成穴灶,用火燒製土坯了。據考古資料介紹,商代後期(約公元前11世紀)就有版瓦、筒瓦、瓦當、瓦釘等製品應用到房屋建築上。當時,瓦是房屋建築中的重要屋麵材料。春秋戰國時期,青瓦被廣泛使用,但瓦形比西周時小而薄;筒瓦和圓形、半圓形瓦當的一端有榫頭,表麵有凸起的花紋作裝飾,圖案比較豐富。除砌牆用的條磚外,當時還有鋪地用的方磚、欄杆磚、空腹大塊空心磚等。空腹大塊空心磚一般長為1—1.5米,條麵刻有花紋,多用於墓室,也用於台基。秦漢時期(公元前221年到公元220年),磚瓦生產已成為獨立的手工業,品種增多,出現了五棱磚、曲尺磚、楔形磚等。秦漢時期磚瓦生產發展很快,並得到廣泛應用,故素有“秦磚漢瓦”之稱。南北朝時期,除用磚建造房屋外,還用於建塔。河南登封縣嵩嶽寺磚塔是現存磚塔中年代最早的一座。北宋崇寧二年(公元1103年)李誡修編《營造法式》一書,是中國曆史上第一部記載磚瓦生產工藝的著作。它對磚瓦的尺寸、原料、成型、幹燥、碼窯、焙燒,磚窯的規格和砌築,以及琉璃瓦的釉料配製、生產方法等,都做了比較科學的總結和規定。明清時期,使用磚瓦更為普遍。
屬於磚瓦類的琉璃製品,在早期也是用普通粘土製坯。到明代開始用瓷土製坯,釉料的顏色也逐漸增多,並開始生產琉璃麵磚。明崇禎十年(公元一六三七年),宋應星撰著的《天工開物》一書,比較科學地記載了燒製磚瓦的技術,論述了磚瓦生產的經驗。
中國近代磚瓦工業一直沿襲古老的作坊方式,基本上是手工作業——人工挖土、運土、腳踩泥或牲口踩泥、手工扣坯、露天自然幹燥、土窯燒成。所用燃料因地而異,有的用煤,有的用柴草。每萬塊磚燒煤2.5—6噸,燒柴草約3萬斤。一九○○年以後,一些外國資本家到中國開辦磚瓦廠。上海、青島、天津等通商口岸開始采用機械製坯,並建立了幾座輪窯,當時人們稱之為洋窯。德國資本家在北京南郊馬家堡開辦的泰來窯廠,有製坯機一台,輪窯一座,生產機製紅磚。以後,中國民族資本家在上海、南京、濟南等地開辦了輪窯磚廠。抗日戰爭開始後,各地興建了一批串窯磚廠和輪窯磚廠,僅北京就有6座輪窯。
中國的磚瓦生產雖有悠久的曆史,但直到中華人民共和國建立前夕,還是手工露天作業,靠天吃飯。在北方一年隻生產150—200天,南方生產220—250天,勞動強度大,勞動生產率低,磚瓦業工人的社會地位低下,被稱為“泥腿子”、“窯花子”。北方流傳著一首民謠:“有女不嫁臭窯匠,一年三季守空房,寒冬臘月回家轉,破衣爛衫扔一炕。”這是舊中國磚瓦工人苦難生活的真實寫照。
二、發展生產滿足城鄉建設需要
新中國成立後,隨著國民經濟的恢複和大規模建設的展開,磚瓦企業迅速增多,產量大幅度增長。
一九四九年,全國磚產量約10億塊。到一九五二年底,全國磚產量增加到148.8億塊,瓦增加到65億片,滿足了經濟恢複時期國家建設的需要。第一個五年計劃期間各級人民政府在一些大、中城市和新型工業建設地區興建了一批規模較大的磚瓦廠,其中北京豆店磚瓦廠被列為全國重點工程項目之一。新建的磚瓦廠采用當時國內較先進的技術和裝備,機械製坯,輪窯焙燒。北京豆店磚瓦廠還學習蘇聯經驗,采用隧道幹燥室幹燥磚坯,建成了全國第一個人工幹燥車間,為磚瓦生產擺脫靠天吃飯,實現長年生產邁出了可喜的一步。
五十年代後期,隨著社會主義經濟建設的發展,對磚瓦的需要量大幅度增加。為了增加產量,各地開展以提高輪窯日產量為中心的增產運動,改進操作方法,推廣稀碼快燒經驗。同時,發動群眾,大辦土窯磚瓦廠,出現了圍窯、方窯、虎窯和無窯燒磚等。一九五九年,全國磚產量增加到371億塊,瓦106億片。
六十年代初,在國民經濟調整中,基本建設速度放慢,磚瓦產量下降。一九六二年磚產量僅為61億塊,瓦17億片。同時針對“大躍進”期間發展起來的土窯磚瓦廠存在能耗高、產品質量差、破壞耕地等問題,開始進行技術改造。為了加強對地方建築材料的管理,一九六二年底,經國務院批準,在建築工程部內單獨設置地方建築材料工業管理局。此後幾年,國家和各級地方政府每年大體按基本建設總投資0.8—1%的資金安排牆體屋麵材料的基本建設,有計劃地建設了十幾個以工業廢渣和其它地方資源為主要原料的新型牆體材料樣板工廠,並用國內先進技術新建一批粘土磚瓦廠。到一九六五年,磚產量回升到326億塊,瓦113億片。
“文化大革命”期間,磚瓦產量再次下降。為了保證國家基本建設用磚,一九七○年至一九七五年,在國家基本建設委員會(簡稱國家建委)每年召開的全國基建會議上,都把發展牆體屋麵材料生產作為重點議題之一,號召各省、自治區、直轄市積極采取措施發展生產。一九七五年,經國務院批準,由國家計委、建委、財政部共同商定,三年內由國家每年安排各種資金(包括基建投資、專項貸款和工業廢渣治理資金)3億元,用於發展牆體屋麵材料生產。在這三年中,改造、擴建和新建了一大批國營磚瓦企業,用專項貸款扶持了部分城鎮郊區的社辦企業,擴建了幾個牆體材料裝備製造廠,並在大、中城市新建了一批新型牆體材料廠,為新型牆體材料的發展打下了基礎。
中共十一屆三中全會以後,隨著現代化建設的全麵進行和農村經濟的繁榮,城鄉房屋建設規模迅速擴大,磚瓦的需要量急劇增加,進一步推動了全國磚瓦生產,尤其是鄉鎮磚瓦企業的發展。一九七八年至一九八七年的十年間,全國磚瓦生產平均每年增加200多億塊磚。一九八七年全國磚產量達到3991.39億塊,其中鄉鎮企業產3314.74億塊,占83%;瓦448.27億片,其中鄉鎮企業產408.23億片,占90%。中國已經成為世界上磚瓦產量最高的國家。
鄉鎮磚瓦企業的迅猛發展,不僅改善農民居住條件,支援城市和工業建設,而且為安排農村多餘勞動力、增加農民收入和集體積累發揮了積極作用。但是,在一些地區由於缺乏統一規劃和正確引導,鄉鎮磚瓦企業存在著盲目發展,濫用土地,技術、工藝、設備落後,浪費能源等問題。而全民所有製磚瓦企業因土源枯竭、效益下降,呈萎縮趨勢。
為了幫助鄉鎮磚瓦企業提高生產技術、改進產品質量、降低能耗,國家建材局與農牧漁業部鄉鎮企業管理局多次共同舉辦鄉鎮磚瓦企業培訓班;各省、自治區、直轄市建材主管部門也組織力量對鄉鎮磚瓦企業開展多種形式的技術服務。
三、技術開發取得初步成果
中國用量最大的牆體材料是實心粘土磚,它在牆體材料總量中占95%以上,這反映了中國牆體材料的落後麵貌。為了改變這一落後狀況,從五十年代後期起,國家就安排研製、生產空心磚和利用工業廢料生產牆體材料,以後又多次提出要改革小塊實心粘土磚,把節土、節能、利廢作為磚瓦工業技術改造的長期方針。
一九八一年,建材部地方材料和新材料局組織專家進行調查和論證,對牆體材料的發展提出“四個轉化”,即由高能耗向低能耗轉化,由重型向輕型轉化,由小塊向大塊轉化,由毀田向造田利廢轉化的基本方針。在一九八三年國家科委、國家計委和國家經委聯合組織製定的《建築材料工業技術政策要點》和一九八五年國家建材局組織編製的《粘土磚技術經濟政策》中,都把實心粘土磚的改造作為發展新型牆體材料的重要組成部分。
三十多年來,磚瓦工業圍繞以節土、節能、利廢為中心開展技術改造和技術開發取得了初步成果。
(一)開發、推廣粘土空心製品。
生產和使用空心磚,具有省土、節能、減輕建築自重、改善牆體熱工性能、提高砌築效率、降低建築造價等優點,是粘土磚產品改革的主要方向。
從五十年代到六十年代初期,北京、廣東、廣西、湖南等地先後研製多種規格非承重和承重空心磚。一九六四年十月,建築工程部地方材料局在湖南長沙市召開承重空心磚技術經驗交流會,使空心磚生產技術逐步推廣。一九六五年,上海、廣東、廣西、江蘇、河南、陝西等地共生產空心磚1.47億塊。一九六六年推廣麵進一步擴大,全國空心磚產量達到10.53億塊。
六十年代後期,中國生產的承重空心磚主要規格為240×115×90毫米,孔洞率為15—25%。南京新寧磚瓦廠還生產了花格空心磚、拱殼空心磚、檁條空心磚、樓板空心磚和預製空心磚檁條、樓板、牆板等構件。由於各地磚廠技術裝備水平不高,空心磚的生產率、成品率低,以及應用技術沒有跟上等原因,致使許多地方又恢複了實心磚的生產。
七十年代初期,國家建委建材工業局分別在河南商丘市和江蘇常熟縣召開會議,交流改革牆體材料產品結構、推廣空心磚和新型牆體材料的經驗。四川省建材局在六十年代推廣應用空心磚的基礎上,又有計劃、有步驟地分三批推廣空心磚。到一九七四年,該省空心磚產量占全省磚產量的56%。此時,全國空心磚產量增加到13億塊。
由於國家沒有製定應用空心磚的建築設計規範和施工規程,一九七六年唐山大地震後,人們對空心磚建築的抗震性能產生了疑慮。為了弄清空心磚建築的抗震性能,西安冶金建築工程學院、西安磚瓦研究所、南京工學院、南京新寧磚瓦廠、陝西建築研究所和四川建築研究所等單位,分別進行了空心磚砌體力學性能的試驗、研究工作。初步試驗結果表明,空心磚砌體的抗壓強度、齒縫抗剪強度等指標優於或相當於實心磚砌體。
一九八六年,國家建材局、國家計委節能計劃局和城鄉建設環境保護部組成的空心磚推廣應用協調組,組織中國建築科學研究院工程抗震研究所、陝西建築研究所、同濟大學、中國建築西北設計院、西安冶金建築工程學院、四川建築研究所等單位,在總結分析過去各地空心磚砌體試驗資料的基礎上,對KP1型(240×115×90毫米)承重空心磚砌體和實心磚砌體進行了係統的抗震性能對比試驗。結果表明,承重空心磚砌體的抗震性能同實心磚砌體基本相同,個別指標還優於實心磚砌體。在這一基礎上,由中國建築科學研究院工程抗震研究所等單位編製了《承重空心磚建築抗震設計、施工規程》,為空心磚的推廣應用提供了設計依據。協調組在上海、遼寧召開了兩次有部分省、市的計委、建委、建材、建工部門和企業參加的空心磚生產應用經驗交流會,安排了一批企業改產空心磚的技術改造項目。中國建築西北設計院、無錫利農磚瓦機械廠、信陽建材設備廠、西安磚瓦研究所和中國振華電子工業公司建新機械廠、北京磚瓦機械廠等單位,設計和研製了適合不同技術層次的原料加工和真空成型設備,促進了空心磚的推廣,並把推廣工作重點轉到鄉鎮磚瓦企業。到一九八七年,上海、北京、遼寧、浙江、福建等省市已改造了一批鄉鎮企業生產空心磚。為了提高中國空心磚生產的技術水平,從一九八四年開始,先後從意大利、西班牙和聯邦德國購買了部分技術裝備,在廣東東莞市、安徽肥西縣、陝西西安市和山西太原市建設了4條空心磚生產線,作為技術進步樣板。