一种混凝土砌块及其砌体的制作方法

本实用新型属于建筑材料技术领域，具体涉及一种能用于严寒地区及寒冷地区抗震、节能为主要功能的新型复合混凝土砌块及其砌体。

背景技术：

随着建筑行业的不断发展，现代建筑在结构抗震一体化和结构节能一体化上的要求不断提高，祖国北方即是地震高危区，又是严寒或寒冷地区，四季温差达60—70℃，室内、外温差达60—70℃；这对外维护结构节能性提出了很高的要求。例如，新疆地区就有六条地震带，经常发生强度不等的地震，给当地人民带来安全隐患和心理压力。

目前，建筑主体抗震承重采用钢筋混凝土结构，墙体一般采用页岩多孔砖，加气混凝土砌块，轻集料小型空心混凝土砌块等填充，砖与砖或砌块与砌块之间及砌体与结构柱之间通过砂浆平面粘接在一起形成墙体。为了满足建筑节能设计要求，在墙体的内侧面或外侧面进行保温施工，然后在保温层上，进行内、外侧装饰施工。但这些结构存在着起壳、脱落、开裂、渗漏等弊端和地震发生时的安全隐患，保温材料易燃也存在着火灾隐患，且设计寿命为15-20年，需中途更换。

目前，全世界砖或砌块间的连接方式大多数为平面连接，少部分有单排“公、母”榫卯连接。为提高结构抗震效能采用抗剪力墙结构，或者配筋砌体结构体系，不但新增成本，而且施工复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种有效增强抗震、节能性能的同时也能提高隔音、抗辐射、抗渗漏等能力，实现了复合功能一体化的混凝土砌块。

本实用新型的上述目的是通过如下的技术方案来实现的：该混凝土砌块，它是由三个块状臂部相邻之间通过两排肋部连接而成的板砖状构件，两排肋部之间形成上、下两个通孔，两排肋部左、右两侧边各形成上、下两个U形通孔；每个臂部的左、右两侧端部设有沿臂部厚度方向延伸的凹槽，每个臂部在同一面上设有沿臂部厚度方向延伸的半盲腔。

具体的，三个臂部中，上、下两个臂部同一面上各设有两个半盲腔，中间臂部同一面上设有一个半盲腔。

具体的，所述混凝土砌块由轻集料、支撑料及水泥混合制成；所述轻集料包括炉渣、轻质高强度陶粒、玻化微珠、珍珠岩、蛭石、发泡水泥废渣和加气砌块边角余料中的至少两种；所述支撑料包括碎石、卵石、破碎建筑固废、冶炼固废和尾矿渣中的两种以上。

进一步的，混凝土砌块中，各原料的体积比分别是：轻集料45-55％，支撑料40-48％，凝胶材料5-8％；并且，其中轻质高强度陶粒的体积比为5-30％。

具体的，所述轻质高强度陶粒的粒径为3-8mm，球形，容重325±25kg，筒装抗压≥1.5MPa；所述轻集料和支撑料的粒径均不大于15mm。

本实用新型的目的之二在于提供一种基于上述混凝土砌块的砌体。

本实用新型的上述目的是通过如下的技术方案来实现的：该砌体是将上述混凝土砌块设有盲腔的一面朝下沿其厚度方向叠加、沿其长度方向延伸、沿其宽度方向延伸或不延伸通过采用砂浆砌筑而成砌体；

沿混凝土砌块长度方向延伸中，左右相邻砌块端部之间的砂浆灰缝和端部凹槽中的砂浆形成十字榫使砌块左右平行相连；沿混凝土砌块厚度方向延伸中，砌块上的半盲腔通过反转砌筑法，经链接砂浆的流动，将半盲腔封闭成盲腔，上下相邻砌块之间的砂浆灰缝和盲腔中的砂浆形成磨榫使砌块上下平行相连；砌体左右两端砌块端部的U形通孔与相邻梁柱之间，通过梁柱上的植筋和U形通孔内充填的砂浆形成芯柱将砌体与梁柱连接；

混凝土砌块两排肋部之间的两个通孔在砌筑时，沿混凝土砌块厚度方向对齐排列，形成砌体内部两个垂直通道；垂直方向相邻混凝土砌块对应肋部之间不布砂浆，从而形成左、右水平通道，如此在墙体内部形成平行排列的双层空气夹层。

本实用新型的有益效果体现如下：

(1)本实用新型提供的混凝土砌块，臂部两侧端的凹槽通过定量布浆充填、挤压，使相邻砌块间的连接方式由平面连接升改为嵌入式连接，形成十字榫，并平行排列；臂部水平方向的背面通过定量布浆填充、挤压，经砂浆流动，三维封闭(瓶盖式)臂部半盲腔口，形成盲腔，产生节能效果；同时，在水平方向构成磨榫结构，并平行排列。本实用新型以结构后榫的形式改变了砌块与砌块间、砌体与结构间的连接方式，能数倍提升墙体抗剪力，使建筑物的稳定性增强，在有效增强砌体抗震、节能的同时也提高了砌体隔音、抗辐射、抗渗漏等能力，实现了复合功能一体化。

(2)本实用新型将土砖墙、土坯墙的封闭空气节能原理应用于轻集料小型空心混凝土砌块内，构成砌体最主要的节能措施。

(3)本实用新型提供的混凝土砌块，砌块臂与臂之间通过肋部间断相连，没有直接延续的热桥或冷桥，提升了热(冷)传导的距离，起到一定的节能效果；臂与臂之间形成双层空气对流层，能有效衰减热流波和辐射波的传递，同时起到一定的节能效果。

(4)本实用新型提供的混凝土砌体，在臂与臂之间有两层流通空气夹层，可以上下、左右对流，将实心墙体的二个面变为六个面，通过各面温差产生动力，推动空腔内空气，特别是水分子的内循环，赋予墙体的内呼吸功能。

(5)本实用新型提供的混凝土砌块，其核心原材料为轻质高强陶粒，为本申请人的另一产品，正在申报实用新型专利，该轻质高强陶粒：容重为300±25kg；直径为3-8mm，球形；筒装抗压≥1.5MPa。

(6)本实用新型提供的混凝土砌体，通过以上所述形成综合节能效果，能依据不同地区节能要求，调节各节能手段，以满足当地对节能设计的要求，达到结构、节能一体化目的。

据2016年统计，中国一年使用的墙体材料，折合成标砖约8000亿块，烧结一万块标准页岩空心砖需耗0.91tce，而混凝土砌块每万块需耗水泥20吨，折合标煤0.1229吨，两者相差0.787tce/万块标砖，页岩砖用量占40％，即3200亿块。如全部用本实用新型砌块代替，则每年节省标煤2518.4万吨，减SO2排放58万吨，减少CO2排放6296万吨，可以从根本上治理雾霾源。

附图说明

图1是本实用新型实施例混凝土砌块的正面结构示意图。

图2是图1的背面结构示意图。

图3是图1中M-M处的剖视图。

图4是本实用新型实施例混凝土砌体的水平剖面图。

图5是图4中相邻砌块端部之间十字榫的示意图。

图6是图4中结构梁柱上植筋沿砌体垂直方向的示意图。

图7是图4中梁柱上植筋和U形通孔内砂浆所形成的芯柱沿砌体垂直方向的示意图。

图8是本实用新型实施例混凝土砌体中上下相邻砌块之间砂浆灰缝和盲腔中砂浆所形成的磨榫沿砌体垂直方向的示意图。

图9是图4中F-F处的垂直剖面图。

图10是图9中砌块上、下臂部半盲腔封闭形成盲腔的结构示意图。

图11是图4中H-H处的垂直剖面图。

图12是图11中砌块中间臂部半盲腔封闭形成盲腔的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及功能效果更加清晰，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细的说明。应当理解，此处所述具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1、图2、图3，本实用新型实施例的混凝土砌块，它是由三个块状臂部1相邻之间通过两排肋部2连接而成的板砖状构件。两排肋部2之间形成上、下两个通孔3，两排肋部2左、右两侧边各形成上、下两个U形通孔4；每个臂部1的左、右两侧端部设有沿臂部厚度方向(即E-F方向)延伸的凹槽5，每个臂部1在同一面上设有沿臂部1厚度方向延伸的半盲腔，从图1中可见，上、下两个臂部1上各设有两个半盲腔6，中间臂部1上设有一个半盲腔7。

参见图1至图12，将上述混凝土砌块设有盲腔的一面朝下沿其厚度方向(E-F方向)叠加、沿其长度方向(A-B方向)延伸、沿其宽度方向(C-D方向)延伸或不延伸通过采用砂浆砌筑而成砌体。

沿混凝土砌块长度方向(A-B方向)延伸中，左右相邻砌块端部之间的砂浆灰缝和端部凹槽5中的砂浆形成十字榫9使砌块左右平行相连。如图4、图5所示，混凝土砌体通过C-D方向两个相邻臂部1的凹槽5沿E-F方向充填砂浆，在砂浆凝固后形成十字榫9，分三组平行排列。

沿混凝土砌块厚度方向(E-F方向)延伸中，通过砌块上的半盲腔6、7的设计，利用反转砌筑法砌筑时，不但能扩大横向布浆面，而且能形成三维磨榫13，经链接砂浆的流动，同时对半盲腔口形成三维瓶盖式封闭，将半盲腔封闭形成盲腔，上下相邻砌块之间的砂浆灰缝8和盲腔中的砂浆形成磨榫13使砌块上下平行相连；如图3、图9、图10、图11、图12所示，在A-B方向，C-D方向，E-F方向，砂浆凝固后形成“磨心”形结构原榫和将半盲腔变成盲腔并使砌体E-F方向连接更加稳固；与现有平面粘结技术相比，E-F方向连接部开裂、渗漏的可能性大大降低，在节能方面与现有技术EPS板等轻质材料充填设计相比，本实用新型提供的封闭空腔节能效果更好，并不需要成本，且提高应用效率。

砌体左右两端砌块端部的U形通孔4与相邻梁柱之间，通过梁柱上的植筋10和U形通孔4内充填的砂浆形成芯柱11将砌体与梁柱连接。本实用新型混凝土砌体与梁柱之间通过芯柱11相连，如图4、图6、图7所示，首先在梁柱相应部位植φ6mm-8mm的U型钢筋即植筋10，在砌筑时按层次将砌块臂与臂之间的U形通孔用砌筑砂浆充填；砌体完成后形成平行排列的芯柱11，将砌体牢牢固定在梁柱之上，即增强了梁柱间的稳定性，又能提升砌体与梁柱结合部的抗渗能力，还可防止强烈地震发生时墙体抛出伤人的危险。

本实用新型通过十字榫、磨榫、芯柱等榫式连接，环环相扣，从而防止新砌墙体滑动现象，关键提升了在强烈地震情况发生时墙体的综合抗剪力，实现结构-抗震一体化。

混凝土砌块两排肋部2之间两个沿E-F方向的通孔3在砌筑时，沿混凝土砌块厚度方向(E-F方向)对齐排列，形成砌体内部两个垂直通道；垂直方向相邻混凝土砌块对应肋部2之间不布砂浆，从而形成左、右水平通道，如此在墙体内部形成平行排列的双层空气夹层。另外，还可以在其通道内预置管线。内部通道的形成使得砌体内部的水分子可以进行交流，形成砌体内部的双层内呼吸功能，有效缓解热流波及辐射波的作用，使室内更节能，更舒适；内呼吸功能的形成使得墙体具有一定的抗潮湿功能，并不断延长砌体的使用寿命。

采用本实用新型提供的混凝土砌块砌筑形成的砌体，能有效节能，其节能原理来源于如下几点：

(1)如图1、图2所示，在A-B方向、C-D方向没有直通热(冷)桥。砌体C-D方向延长300mm-500mm的热(冷)传导距离，砂浆连接C-D方向80mm-100mm热(冷)传导距离。

(2)如图3、图9、图10、图11、图12所示，盲腔中空气的导热系数为0.023-0.025W/m·k，相比现有EPS板充填(EPS板的导热系数为0.045-0.045W/m·k)，只要将封闭空气的量占8cm厚就相当于16cm厚的EPS板外保温效率，为砌体提供热阻是：

(3)如图1、图2所示，双层排列的中央通道内空气，能上下、左右对流，其导热系数为0.16-0.17W/m·k，也能为砌体节能提供一定的热阻。

(4)轻质高强陶粒的掺和，不仅使砌体容重每立方米控制在1000kg以内，且使混凝土实质部分的热阻明显提升，实质导热系数为0.22-0.32W/m·k。

因此，本实用新型提供的混凝土砌体完全可以满足严寒地区外围护墙体结构节能设计要求；同时，扩大使用空间，节省施工成本，能避免因保温轻质材料引发火灾的隐患。

本实用新型中，混凝土砌块其胶凝材料为水泥。轻集料包括轻质高强度陶粒、珍珠岩或玻化微珠、蛭石、发泡混凝土残料、电厂炉渣、粉煤灰和加气混凝土边角余料中的至少两种。支撑料包括砂、碎石、卵石、破碎建筑固废、尾砂矿、工业废渣中的二种以上。将轻集料、支撑料、胶凝材料科学配比，搅拌混合，经制砖机高压成型后，通过自然或蒸汽养护而得。

本实用新型中通过轻质吸水材料的科学配比，解决了普通轻集料空心混凝土砌块的透而不吸的技术瓶颈，使得本实用新型的混凝土砌块具有恰当的吸水性能，利于砌筑和粉刷。

本实用新型中采用的砌块成型机有下列要求：功率大于40kw，震动频率55hz，振幅1.2mm-1.5mm，成型压力15MPa。

本实用新型中采用的生产模具须根据原材料的配比设计模芯的形态及模具压缩比。

本实用新型中轻质高强陶粒的粒径为5-8mm，容重300±25kg，球形，筒装抗压≥1.5MPa。

本实用新型中所用水泥标号为425-525号。

本实用新型中，水泥符合GB/T175、GB/T1344、GB/T12958的要求，轻质高强陶粒符合GB/T174311的要求，珍珠岩符合JG/T209—92中100号要求，玻化微珠符合JG/T1042—2007的要求，普通砂符合JG1042—2007的要求，普通砂浆符合JGJ52的要求，粉煤灰符合JG28的要求，碎石符合GB14685的要求，工业废砂符合GB14685的要求，卵石符合GB14685的要求。

在优选情况下，轻质高强陶粒含量占体积比是10-20％，约合30-60kg；珍珠岩的含量10-20kg，粉煤灰含量100-150kg，煤渣150-250kg，砂含量150-250kg，根据当地有的原材料优选材料就地配方。最终使砌块达到容重≤1000kg/m³，抗压5-10MPa，节能k≤0.5W/㎡·k。

本实用新型采用的连接砂浆，一般地区采用M50普通砂浆，地震高发区采用M75普通砂浆。

综合上述，本实用新型提供的混凝土砌块和砌体，实现了多位一体化功能(结构-抗震、节能、抗渗、抗辐射、隔音等五位一体化功能)，弘扬了中华古建筑文化技术精髓，省时、省钱、省力；提升了建筑外围护结构的安全性和建筑内部的舒适性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型；凡在本实用新型精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。