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景观砖块的质量优势

一、美国ASTM标准中对景观砖质量分级的有关规定

1、对景观砖的物理性能的要求

我国建筑业对景观材料的要求一般要求它的外观颜色、工程造价等特性,对材料的耐候性的要求就不明确了。美国试验与材料协会(ASTM)规定建筑景观砖必须具有抗自然风化的能力。人类建筑始终遭受着大自然的侵蚀,砖块作为建筑物的皮肤,直接与自然环境相接触。在国外建筑业对建筑围护结构的外墙材料的选择限制是非常严格的。例如:美国试验与材料协会(ASTM)把美国领土划分了三个自然风化区域:

1)  

 

在多雨气候以及严寒地区受到冻融循环破坏的严重自然风化区域中要使用SW级别的烧结砖,如图4-1,这是多孔承重墙体饰面装饰砖块的实物照片,它的质量参数是抗压强度大于20兆帕,吸水率7%。

 

 

ASTM标准中对正负零以下的建筑基础或地下工程用砖也要求选择SW级别的烧结砖,以保证建筑安全。此外,在未被标明为SW级别的地理区域中,默认为SW级别。

2)  第二个级别MW级别(温和气候)的砖,对于潮湿和冷冻的抵御能力要差一些, 适用于温和气候环境里,在自然风化适度区域的地下工程或基础也可使用MW级别的砖。

3)  第三个级别是NW级别(可以忽略风化作用),作为普通材料使用而不能应用在室外景观中。

由于这几种产品的性质区别很大,使用寿命也不同。如果设计师没有重视气候问题以及材料的耐侯性问题, 那么,建筑的安全性就难以得到保证了。

景观砖块就像它的名字所表达的含义一样,可以装饰建筑外墙面或园林景观的外墙上。在寒冷或潮湿的气候环境里设计景观建筑时,必须使用SW级别的砖。美国试验与材料协会明确了景观砖块的规范,只要砖达到SW级别,就允许设计师选择使用。

2、对景观砖块外观的要求

景观砖块标准外形是长方体,特殊砖块有各种各样的外形。我国对装饰材料的外观质量一般按照优等品、合格品来区分。美国试验与材料协会(ASTM)制定了景观砖块的外观标准规范C216,其中条款适用于所有的景观砖块并对景观砖块的外观要求划分了三个等级:

FBS(标准的景观砖块)

FBX(精选的景观砖块)

FBA(建筑的景观砖块)。

美国试验与材料协会把生产商生产的承重表面空洞率不超过25%的砖块视为“实心”砖,可以作为承重砌体材料,这与我国相应的标准是一致的。

每块标准砖块都有6个面,两个切割面、两个丁面、两个条面,设计师设计景观效果时,采用哪个面作为装饰面,要视墙的厚度、高度、砌筑方法、砖的形状和效果来定,一般情况下采用条面为装饰面。无论是哪个面是装饰面,哪个面是承重面,墙体施工中到封顶时,都要要采用实心的景观砖块来做好封顶(一般采用专用的压顶砖块),以防止墙体泛霜。

对于FBS (标准的景观砖块)类的砖块,它主要供普通砖石建筑使用,对饰面完整度要求不高,允许有一定尺差。

对FBX(精选的景观砖块)类的砖块,要求每一块砖都有一个完好的装饰面和较小尺差。适宜精致的景观小品装饰效果的设计。

对FBA(建筑的景观砖块)类的砖块,它适用于建筑效果要求不高的场合,对砖的尺寸、色彩或者质地不做要求。

对景观砖块的抗风化能力而言,只允许使用SW和MW两类产品,所以,设计师应该注意,如果没有指定一种砖块的抗风化级别或者外观要求的话 ,SW 级别和FBS类别通常被视为默认标准。

美国试验与材料协会(ASTM)的分级是比较科学的,我国生产景观砖产品的企业在制订企业标准时应该予以学习采纳。

3、对普通建筑砖的要求(标号100以内的砌筑材料)

美国试验与材料协会颁布的C62 条款中规定了这种砌筑砖的具体参数要求。 由于在砌筑过程中,它是饰面建筑材料的辅助部分,而且用量非常大。它的外观和性能又都非常差,与我国现在限制生产的黏土砖、水泥砖和煤矸石砖是一致的, 所以,在建筑设计的时候它通常都是用作墙体内部的填充或承重材料来使用,它们价格低廉,可降低工程造价。但建议景观设计师们尽可能不要利用这种砌筑砖做设计,如果必须使用,一定选择烧结砖而不要使用水泥砖,防止墙体因干缩率过大产生裂纹。

4、对路面砖的质量分级的要求

路面砖的分级是按照使用环境的不同而划分的,在ASTM标准中分为以下几个方面:

1)人行道和轻载路面的铺路砖

“轻载路面”是指行驶的车辆较小且机动车行驶速度低的通行道路, 例如生活小区的车道,如图4-2所示是一个生活小区的实景照片,属于“轻载路面”的工程范例

 

 


 

因路面砖块常年暴露在自然风化的环境里和受到车轮的冲击,这就要求轻载路面的铺路砖块必须比建筑用的景观砖块具有更高的抗压强度和耐侯性能。美国试验与材料协会(ASTM)公布的C902 条款中对人行道和轻载交通道路的铺路砖块设立了标准。其依据主要针对轻载路面的铺路砖块的使用环境和本身的耐磨特性,也就是除砖的强度外还有抗风化能力。

铺路砖块的抗自然风化能力分为三个的等级:

SX 级别路面砖:适用于长期连续暴露在严寒地区和寒冷地区有冰冻的环境下。在这些恶劣环境里的室外人行道或园林上的工程,应该专门使用SX 级别的烧结砖。与建筑墙体上用的景观砖块不同的是,SX 级别的铺路砖块平均抗压强度必须达到30兆帕以上,吸水率为3%至6%, 而且单块砖块的强度不得低于25兆帕。

MX 级别路面砖:在南方没有冰冻的气侯里,可以使用MX 级别的烧结砖。平均抗压强度必须达到30兆帕以上,吸水率为6%至9%, 而且单块砖块的强度不得低于25兆帕。

NX 级别烧结砖:它只适合于室内的使用,景观设计师们可以不必考虑。

轻载路面砖的耐磨特性分为两个分类:

I 类砖块:适用于交通流量大且对路面磨损度较高的路面使用,例如车道或者行人非常密集的人行区域。

S类砖块:适合专用的人行通道,例如公共通道。因该类的砖块对于磨损的抵御能力差,所以一般被应用在车流量小的住宅小区中。

2)重载路面铺路砖块的分类

在机动车的流量速度更快、体积更大而且重量更重的道路环境下, 自然需要更为坚固的砖块。如图4-3,是街道的实景照片,在这种重载路面的道路环境中所使用的砖块不仅要能够承受得住重车对路面形成的负载, 还要能够抵抗更大的磨损以及水平方向扭曲力量所施加的冲击力。这种材料在美国试验与材料协会 C1272 条款中明确规定了关于重载路面车道铺路砖块的标准规范。此种铺路砖块划分成了两类。


 

 R 类的砖块:适用于具有高强度路基的路面材料, 例如混凝土或者沥青路基。R类铺路材料最小的平均抗压强度要达到600号以上,一般要求达到800号以上,这样的砖对提高道床和路基为整体的抗压强度起到关键作用。R类铺路材料最薄的厚度尺寸为50毫米。

与之相对的是F砖块,它是一种更坚硬的砖块,更适合于柔性路基或者不带水平支撑的平铺方式, 例如把筛选的基沙夯实后作好稳定路基在铺高强度砖。这就要求F类的铺路材料要达到比 R 类材料具有更高的抗压强度。一般要求最小平均抗压强度值达1000号。F类的铺路材料必须达到不少于80毫米的厚度。

本节要点:美国ASTM标准对景观砖质量的规定

1)墙体饰面的景观砖物理参数分为SW、MW、NW三个级别。SW级为最高级,适应于严寒地区和多雨环境。也适用于任何环境中。

2)景观砖块的外观划分了FBS(标准的)、FBX(精选的)、FBA(建筑的) 三个等级。FBS(标准的)级为建筑景观设计的通用材料。

3)路面砖的分级按照使用环境的不同而划分轻载路面和重载路面。路面用砖耐侯性分为SX、MX、NX三个标准;轻载路面的强度等级分为I、S两级,重载路面砖块分为R类和F类。

 

 

 

二、我国景观砖的质量

在我国,景观和饰面材料的选择应该借鉴美国标准,对材料的抗压强度、吸水率、抗冻融能力(耐50次循环)要严格把关。目前,我国各生产企业的建筑材料标准一般是企业标准,所规定的内容基本是物理性能的数据标准和外观标准。例如:水泥砖一般标注抗压强度、表面颜色、外观尺寸,除此之外,就没人要求了。例如,我国某企业制订了透水砖的质量标准,除了透水效率的参数外,就只标注了抗压强度,如表4-1:

平均抗压强度

最小抗压强度

30

25

35

30

40

35

45

30

50

45

55

50

60

55

 

表4-1,透水砖抗压强度的标准

 

在这个表格中,看不出这个企业要生产什么样的产品,要生产透水砖的新企业也不知道要怎么做,尤其是设计院无从选择,只能随意抽取某个数据,作为设计依据。当工程采购人员按照设计标注的数据进行采购时,买来的材料质量如何,就需要质检抽测了。这个标准与国际通用标准的差距就在于没有按照气候条件对工程质量的要求来归级。一个企业的产品,到底适应那些建筑,适应什么样的气候条件。如果一个企业的产品质量稳定的话,他的产品质量就能对应到一种质量标准上去,所以,简单地把砖的抗压分成几个档次作为产品质量标准是错误的。

烧结景观砖的质量标准规定执行了同步的“欧洲质量标准”。例如,我国生产高档烧结景观砖的企业标准中引入了实心体抗压强度大于80兆帕、砖体24小时煮沸整体吸水率6%~10%、多孔承重砖抗压强度大于20兆帕,空心非承重砖抗压强度大于5.5兆帕,耐侯性要求达到零下40度冻融50次合格,砖体有确切的导热系数数据等这些国际上通用的参数。

 俄罗斯、日本、外蒙等国家到中国景观砖生产厂家来采购烧结砖时,他们要求厂家提供物理特性检测的报告,重点要求整体抗压强度和吸水率两个指标。此外,他们的国家实验室还要对产品进行抽测,达到什么级别就是什么级别。表4-2,俄罗斯的多孔墙体装饰砖产品参考定价。

抗压强度

吸水率

售价

大于200号

6~9%

16~18卢布

150~200号

10~14%

12~14卢布

小于150号

大于15%

5卢布

 

表4-2,烧结砖在俄罗斯的市场价

 

从这个产品参数与售价的对照表上,就能看出砖的质量与价值的区别。前面已经讲述过,砖是用土壤烧结而成的,砖的强度与砖坯被烧结的玻璃化程度有直接关系。而砖的耐侯性能、保温性能、隔音性能都与玻化程度有关,所以用两个基本参数就能间接地反映出材料本身的质量。陶瓷国标GB14001~5中规定了烧结材料的质量分级情况,他只是从陶瓷应用角度考虑的,但它毕竟引入了抗压强度和吸水率这两个质量参数。如表4-3所示。

名称

抗压强度

吸水率

全瓷玻化材料

大于1300号

小于0.5%

细炻材料

1300号

0.5~3%

炻质材料

100~1300号

3~6%

粗炻材料

800~1000号

6~9%

 

表4-3,烧结材料名称与参数的对应

 

 

烧结材料烧结到何种程度要完全考虑这种材料应用在什么场合和环境。用于恶劣环境下,也就是寒冷地区、严寒地区、潮湿多雨地区,按照美国ASTM标准中规定,必须烧结到SW级的材质水平。表4-3中列出的材料就具有了超强的耐侯性。对于表4-3的四类材料,他们的物理特性是有区别的。

 

表4-4,烧结景观砖企业标准基础

材料的物理特性的总体对应关系是:吸水率越低,材料的抗压强度越高,耐磨特性和抗抗污染能力也越强;相反,吸水率越高,材料的抗压强度越低,耐侯性和抗污染能力就越差。对于砖本身的保温、隔热、隔音、呼吸能力、与水泥沙浆的亲和力等性能与吸水率的关系来说,却是一个曲线,即随着吸水率的提升,砖的这些特性开始是逐步升高的,而达到最大值时,就快速下降了。这个拐点是抗压强度800号、吸水率7%的这个点上。所以对于烧结材料来说,用于地面园林景观工程时,要强调它的耐磨、耐侯、抗污染特性,它的材质参数达到炻质标准;而作为墙体时,强调的是它的保温、隔热、隔音、牢固度和防水特性,所以它的材质参数必须达到粗炻材质水平。由此可见,国际ASTM标准的制订是非常科学的。我国目前烧结景观砖的质量标准是如表4-4为基础制订的。

 

砖名称

抗压强度

吸水率

抗冻融

导热系数

隔音特性

配砖

墙体饰面砖

大于200号

6~9%

大于50次

0.26

降到53分贝

齐全

承重砌块

大于100号

10~14%

大于50次

0.09

 

 

园林地面砖

大于300号

3~6%

大于50次

 

 

齐全

园林小品砖

大于200号

6~9%

大于50次

 

 

齐全

 

 

 

   

本节要点:我国景观砖的质量标准

   1)景观砖属于陶瓷材质类别,质量划分依据执行陶瓷国家标准。

   2)选购墙体饰面景观砖块、园林小品建筑时,要执行粗炻材质标准。

   3)选购地面砖景观砖块时,要执行粗炻材质标准。

   4)我国烧结景观砖的质量标准与ASTM标准是接轨的。

三、景观砖块的优势比较

1、景观砖块与普通砖的参数对比

首先,利用对比方式,比较墙体烧结景观砖块和普通黏土砖块的各项参数上的比较。如表4-5所示,

 

        内容

单位

检测数据汇总及比较

粘土砖

景观砖块

抗压强度

kgs/cm²

100

大于200

抗折强度

kgs/cm²

无要求

13.2

吸水率

%

大于18%

7%

孔洞率

%

15~25

冻融试验

-40度次数

不冻融

> 50次

平均容重

kg/m³

大于1800

1300-1700

单体传热阻R

(㎡·K) / Watt

0.167

0.44-0.48

导热系数

Watt/( m·K)

0.6

0.265

标砖单重

Kg/块

大于2.6

2.0-2.3

外观尺寸精度

mm

国标±4

±2

产品特色

砌筑装饰

无装饰效果

达到S级

用于建筑

节能墙体

外墙保温

清水墙

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表4-5,烧结景观砖与黏土砖的参数比较

 

 


 

由于烧结景观砖的生产采用了陶瓷烧结工艺,它是用煤气、燃油或天然气等燃料做外燃,通过计算机控制,把烧结温度最大程度地稳定在1050±5度范围内,这就使砖体的玻化程度非常好,砖体的抗压强度超过了80兆帕(800号)以上,整体吸水率小于9%。这个质量达到了陶瓷工艺国家标准GB14003中定义的粗炻材质的标准,所以不能简单地把高档烧结景观砖称做普通黏土砖。对于这种材料,不仅说英语的人称之为“景观砖”,而且,俄罗斯人称之为“陶瓷砖”,亚洲说汉语的人称之为“缸砖”或“陶砖”。总之,从含义上讲,它是完全不同于普通黏土砖的建筑材料。

景观砖块,顾名思义,就是能做装饰面的砖块。在对建筑效果要求越来越高的今天,对饰面材料的装饰效果要求也越来越高。在过去,将用砖砌筑墙体并勾缝,砖的面层暴露在外面的墙体叫做清水墙,这类砖叫清水砖。几千年来,古青砖一直是清水砖的表率,它建造了万里长城、古塔、古庙、古园林小品等。过去,限于人工木模制坯和烧结工艺水平的限制,古清水砖除了有青灰的颜色外,砖体的总体质量并没有比现在的普通黏土砖好多少。而今天的景观砖块已经玻化到陶瓷质量了,它的各项物理参数与黏土砖相比有了十分大的提高。

 

表4-6,景观砖特性与其它材料的比较

景观砖块是综合性能甚优的材料,它具有其它建筑材料所不具备的质量优势。表4-6是景观砖块与免烧砖、涂料、帖片等装饰材料在工程应用中的具体性能的比较。

 

     参数

 

比较内容

选择优先度

几种墙体砌筑常用材料的比较

景观砖块

免烧砖

沙浆面+涂料

瓷面贴片

抗冻融性能

1

5

3

-

-

隔热性能

1

5

3

-

-

坚固程度(抗压)

1

5

3

-

-

耐磨特性

1

5

3

2

5

美学特性

3

5

4

5

5

形状多样性

3

5

5

-

-

防水能力

1

4

2

2

5

色彩效果

3

3

3

5

5

耐久寿命

1

5

3

1

3

售价和购买能力

2

4

5

4

4

清理保洁能力

2

5

3

1

1

隔音效果

1

5

3

-

-

建筑风格和特色

1

5

3

-

-

综合加权得分Ncp

4.65

3.39

2.29

3.69

表格中的选择优先度则是景观砖块与其它材料在某个特性方面的横向比较,比如说:隔热性能,景观砖块的选择优先度是1,说明在隔热性能方面,景观砖有最高的可选性。综合比较栏目中的各项指标采用5分制,分数越高越好。例如,在隔热性能方面,景观砖块的得分为5分,水泥砖得分3分,而其它两项的得分为0分。可见,从得分上,烧结景观砖块也是个隔热性能非常优秀的材料。

表格4-6中非常清晰地对几种常用材料的各种性能进行了比较。表格中的数据是欧洲砖石联盟协会统计编制的,综合得分是通过公式计算出了的。

计算公式是:                 其中

通过公式计算,综合加权得分Ncp的结果是:

烧结景观砖得分4.65;

蒸养砖块和水泥砖块的得分是3.39;

水泥抹面再刷涂料的施工工艺仅得到了2.29分

相比之下,墙体表面采用贴瓷砖或砖片的施工工艺比水泥砖或涂料要略微好一些,而烧结景观砖做墙体饰面是最好的。烧结景观砖与其他几种材料在各个性能指标的选择优先度方面比较,得到8项第一,两项第二,三项第三。对于这样的优秀品质的材料而言,不论用于墙面还是用于地面,它确实是一种近乎完美的建筑材料。

2、烧结保温装饰砌块与水泥砌块性能的比较

水泥砌块主要指水泥陶粒砌块、水泥炉渣砌块、夹气混凝土砌块等非烧结砌筑材料。此类产品在欧美国家属于NW类标准的材料,只可用于对建筑的质量没有要求的或是不受限制的场所里。比如:停车库、临时建筑、对环境不要求的野外仓库等。表4-7是烧结砌块和水泥砌块在物理性能方面的比较表格。

        内容

单位

检测数据汇总及比较

水泥砌块

烧结砌块

抗压强度

kgs/cm²

30

大于50

吸水率

%

20%

小于14%

孔洞率

%

40-45

40~45

平均容重

kg/m³

650-1100

650-950

单体传热阻R (㎡·K) / Watt

240x115x240

0.25

1.18

240x190x190

0.20

1.08

260 x300x190

0.25

2.6

导热系数

Watt/( m·K)

0.93

0.09

满足50%节能

复合墙体

加50毫米苯板保温

65%节能

满足65%节能

复合墙体

加90毫米苯板保温

单体达65%节能

用于建筑

墙体砌筑后

开裂

不开裂

 

表4-7,烧结保温砌块与水泥砌块的参数比较

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

从表格中看出,烧结砌块与水泥制品相比较,从多方面有着很大的差别。烧结砌块的材料本身就是烧结景观砖的材质,同样是烧结过的土壤,所以它具有不同承重砖块的形状,还具有烧结砖块的物理性能。

1)干缩性:烧结制品的干缩率仅仅是水泥制品的10%,烧结砌块砌筑的墙体不需要任何防裂措施墙面就不会开裂。

2)保温特性:水泥制品保温性能非常差,按照65%节能水平计算,水泥需要3米厚的墙体才能满足热工系数的要求。而烧结砖的热阻是水泥的10倍以上,如果用于建筑设计,300毫米厚的墙体就可以达到65%节能了。

3)隔热特性:烧结砖的热惰性非常好,这个性能决定了房间内的环境冬暖夏凉。

4)呼吸特性:世界上只有木材和砖具有呼吸特性。当砖块烧结到吸水率为8 %左右时,它的呼吸特性是最好的。

5)抗压强度好,稳定性高,百年不变品质。相比之下,水泥材料28天才达到凝固强度,而50年后就开始衰败了。

6)隔音特性:烧结砖的隔音特性要远远好于水泥砖。经检测,240毫米烧结砖墙隔音效果,能将飞机的噪音降到53分贝以下。

3、无以伦比的环保性能

烧结砖与免烧结的砌筑材料相比的又一个优势是环保性能。为了证明这个特点,有这样三个实验足以说明问题了。

第一个实验:材料毒害性实验

实验方法:在水泥槽子和粘土烧结槽子里放养老鼠,上口封住,观察老鼠活动。

 

 

第一步:做一个水泥槽和用黏土烧结一个槽子。

 

 

第四步:测量老鼠体温。水泥槽老鼠体温22度;烧结槽老鼠体温26度。

 

 

第五步:饲养。水泥槽的老鼠7天后全部死亡;烧结槽的老鼠一个月后仍健康成活着。

 

 

第二个实验:老鼠的适应性实验

在两个槽子内继续放入老鼠,上口不封,观察老鼠活动情况。

 

第一步:两个槽子相邻,分别放入几只老鼠。

 

 

第二步:观察老鼠活动情况。烧结粘土槽子里的老鼠非常愉快,而水泥槽子里的老鼠却纷纷逃到了烧结粘土槽子里面去了。这说明老鼠也在追求环保生活。

 

 

第三个实验:将水泥块和烧结粘土砖放入到两个养金鱼的鱼缸里面去。观察金鱼的生命力。

 

 

第一步:将水泥块和烧结砖分别放入两个养鱼缸里面。

 

 

第二步:观察。7小时后,放入水泥块的鱼缸内的金鱼全部死亡。而放入烧结砖的鱼缸内的金鱼,15天依然生命旺盛。

 

景观砖是世界建筑业认同而且有历史传统的建筑材料,随着科技水平的提高,它的制作工艺、产品功能又得到了快速的发展。上面的对比试验证实,烧结砖的独有的优势是其它材料不可替代的。选择建筑材料,必须全面考虑他们的可选性。如果说不考虑材料特性,而盲目地选择其它砌筑材料来建造房屋,不仅得不到高质量的建筑,也得不到环境优美的房屋空间。老鼠尚且知道逃避恶劣的水泥房子,人类更应该给自己建造一个好的生活环境。

烧结砖块的抗压强度达到了800号 (M80) ,吸水率在7%时,这种高砖具有与水泥沙浆最适宜的亲和力,同时烧结制品在这个吸水率下,具有最大的“呼吸”特性,所以,它有很强的抗潮性、高抗冻融能力 (零下40度,冻50次没问题) 、保证在任何建筑和任何环境下,都不出现冻坏现象而确保完好无损。如今的景观砖还具有非常好的保温特性,它的传热系数仅为0.09~0.26Wat/㎡·K之间,这样的材料砌筑的墙体,可以大幅度地降低建筑物的热耗、具有良好的隔热效果,真正做到了房间内冻暖夏凉.。此外,它还具有容重低、花色品种多种多样,可以满足建筑工程对砖体构型的需求,使用户施工更为便利。这些优势不是我们今天或今后需要去一步步验证的数据,而是欧美国家早已确认完并建立了相应的标准的,它是我们只需要拿来使用而没有必要去研究的科学数据。

本节要点:景观砖的优势比较

    1)景观砖块与水泥砖、免烧硅砂砖、普通黏土砖、涂料、贴片等相比,有着很大的优势,是近乎完美的砌筑材料。

    2)烧结砌块比水泥砌块相比,烧结砌块能达到65%标准,还有性能稳定,是必选的材料。

    3)景观砖经过高温烧结,高度玻璃化,它成为了非常安全的材料,是对生命最贴近的材料。


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