陶粒增强加气砌块外墙自保温体系

陶粒增强加气砌块外墙自保温体系针对夏热冬冷地区的特点，分析目前常用建筑外墙保温系统存在的主要问题，阐述采用外墙自保温体系的主要优点。重点介绍陶粒增强加气砌块外墙自保温材料的物理力学性能、热工性能、收缩性能、施工性能和砌体抗压强度、弹性模量、砌体抗剪强度、砌体弯曲抗拉强度等，以及锚固性能、吊挂力和梁柱节点处理方案。通过主墙体传热系数和热惰性指标计算分析，阐明了陶粒增强加气砌块是一种适用于夏热冬冷地区的新型自保温节能材料。1夏热冬冷地区外墙保温体系的现状建筑节能的重点在于提高建筑物外围护结构的保温隔热性能。通过建筑物外围护结构产生的能耗，外墙与外窗所占比例最大，达9O％左右。在外墙与外窗中采用具有优异热阻断性能的保温隔热材料和低辐射中空玻璃，增大围护结构的热阻值，减少建筑物与环境的热交换，是实施建筑节能的最有效措旋。不同的气候条件对建筑物外围护结构的保温隔热要求差异很大。北方地区主要以保温为主，南方地区则以隔热为主，而对于夏热冬冷地区，建筑热过程为外综合温度作用下一种非稳态传热。夏季白天外围护结构受到太阳辐射被加热升温，向室内传递热量，夜间围护结构散热，即存在建筑围护结构内、外表面日夜交替变化方向传热。冬季则主要是通过外围护结构向室外传递热量的热过程。根据历年的用电分析，夏季制冷是建筑用能的主体，冬季采暖用能相对为辅。因此，这一地区节能建筑围护结构设计重点是解决夏季建筑的隔热，兼顾冬季保温。围护结构设计除了满足夏季白天良好的隔热性(衰减值较大，延迟时间长)、夜间散热快之外，还要求冬季具有良好的保温功能。建筑物外围护结构主要包括屋顶、外墙、门窗、楼板等，其中，外墙与外窗所占比例最大，是解决建筑节能问题的关键。采用轻质多孔的自保温墙体材料，增大围护结构的热阻值和热惰性指标，以减少建筑物与环境的热交换，是夏热冬冷地区实施建筑节能的有效措施之一。目前外墙保温体系主要有外墙外保温和外墙内保温2大类。外墙内保温体系由于冷热桥问题和二次装修问题，与我国的建筑体系不尽适应，虽然有费用较低、安全可靠等方面的优点，但作为单一节能措施，不宜推广。外墙外保温体系中采用最多的是保温砂浆和聚苯板或聚氨酯保温系统。(1)保温砂浆采用最多的是胶粉聚苯颗粒保温浆料，这一系统的节能效果除材料组成外，在很大程度上取决于施工质量，并且存在强度与保温性能之间的矛盾，而且由于导热系数相对较大，很难满足节能65％的第二步目标。对采用面砖作外饰面，其安全性尚未得到时间和实践的考验。另一方面，这一系统的使用年限问题也未经时间考验，如玻纤网格布的耐碱性问题，能否经受炎热夏季的强辐射问题等均有待实践的考验。而聚合物改性的无机保温砂浆更适用于内保温，因为用于外墙时，其吸水性问题很难从根本上改善。(2)聚苯板(EPS和xPS)保温系统主要采用粘结剂将苯板粘贴到基层墙体上。这一系统的保温性能可以得到有效保障，而且也可以通过调整苯板的厚度，有效提高节能效果。但这一系统同样存在与保温砂浆类似的问题。另一方面，高层建筑中使用的安全问题也是夏热冬冷地区值得进一步研究的课题。(3)聚氨酯保温系统的粘结强度较高，与基层的整体性较好。但其保温效果在很大程度上取决于施工质量，还与施工期间的环境温度、湿度和风速等相关。且雨天或基层潮湿不能施工，这对多雨潮湿的江南地区应用带来了一定的制约，另外价格也过高。另一方面，所有这些保温系统的目标使用寿命均为25年，且不说尚未经时间的验证，即使到了25年使用寿命后该如何处置，目前还是未知数。因此，开发研制和推广应用更加适合于夏热冬冷地区使用的外墙保温系统，显得十分重要和迫切。外墙白保温系统，即具有良好保温隔热性能的墙体材料及成套应用技术，既可以解决外保温系统的安全性问题，更可以解决耐久性问题，保持与建筑物同使用寿命。特别是为实现节能65％的第二步目标，对夏热冬冷地区来说，单一的外墙内保温或外墙外保温措施，均不是经济合理的，技术可行性也较差，而采用自保温体系与内保温或白保温体系与外保温的有机复合，将是技术可行、经济合理的有效方法。2陶粒增强加气砌块墙体自保温体系陶粒增强加气砌块白保温材料是浙江大学与浙江上虞科元白保温墙体材料有限公司联合，通过性能设计，历时3年研制而成的新产品，申报了4项专利。2005年通过浙江省科技厅组织的鉴定，2006年通过浙江省建设科技推广认证，目前已在浙江、江苏推广应用。该产品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管桩厂的离心余浆为主要原料，经过轻质陶粒和引气浆体制备、混合、浇模、静养、自动切割、蒸汽养护等工艺制备而成。目前已建成年产15万m3。的生产规模。2．1材料性能轻质高强：陶粒增强加气砌块的干体积密度为450～750kg／m3，可有效减轻墙体施工劳动强度、减小建筑物白重，简化地基处理，降低造价。与加气混凝土相对应，B05级抗压强度大于3，5MPa、B06级大于5．0MPa、B07级大于7，5MPa，可直接用于建筑外围护结构。保温、防火：陶粒增强加气砌块的导热系数为0．11~0．18W，(m·K)，是黏土砖的1／5，混凝土的1/8。在夏热冬冷地区，240mm厚陶粒增强加气砌块墙体即可满足节能50％的目标。与其它措施相结合，可轻松实现建筑节能65％的第二步目标。原材料均为无机不燃物，不产生有害气体。耐久、维护费用低：以高温烧结陶粒为骨料的水泥基材料，可以与建筑物使用寿命相同，几乎不需要维护费用。而现有外墙外保温系统一般只有25年的使用寿命，在整个建筑物的寿命周期内，潜在的维护和更新费用巨大。收缩率低：因为陶粒的收缩率极小，在产品中占总体积的60％以上，浆体中又采用了减缩剂技术，因而制品的收缩率很小，标准法测得的收缩率小于0．50mm／m，只有同类产品的60％左右，且收缩的发展速度慢，绝干收缩率只有同类产品的1／4，无墙体开裂之虑。合适的吸水率：陶粒增强加气砌块的体积饱和吸水率为15％~20％，可以使墙面的抹灰作业更加容易，质量得到保证。抗渗性强：陶粒增强加气砌块具有极强的抗渗性。用陶粒增强加气砌块砌筑的水池或盛水器皿，在壁厚小于5cm且表面未做任何处理情况下不渗水。尺寸精度高：陶粒增强加气砌块是在静养后坚硬状态下，采用金刚钻圆盘锯，经自动机械切割而成，避免了养护过程中的变形。砌块尺寸精度达到同类产品优等品的要求，施工中可减少粘结及抹面砂浆的用量，降低成本，提高墙体质量。吧绿色环保、循法环利用：陶粒雅增强加气砌块柳的主要原材料乖均为工业废渣倡或河、湖泊淤范泥，产品符残合迫GB656程6温邑筑材料放射谜性核素限量》询标准中建筑主倒体材料的要求遵。即使建筑物鬼拆除以后，砌构块仍可通过破宝碎，实现循环冶利用，降低建耗筑垃圾的污染辫。谜粘结强度高、涌施工简单：陶沿粒增强加气砌坑块与水泥基材丙料相容性好。痰特别是陶疮粒切割面含大父量开口孔，与肺粘结砂浆的粘翼结抗拉强度大岂于与0租．改9MPa均(必砌体材料破违坏壁)讨，用于内墙面羽可以不做抹灰饱，直接批括腻跃子；用于外墙象面可以用普通板砂浆抹面，也行可以用水泥砂质浆直接粘贴面迫砖、文化石、屋花岗岩等。垦2匆．赖2屡砌体性能亏2串．殿2池．封1浩砌体轴心抗压窃强度惭B0暂7皇级陶粒增强加惰气砌块砌体的鸽实测轴心抗压泥强度划为倍4坑．呆9MP迟a御，与《砌体结场构设计规范》赤中的混凝土砌帆块类、蒸压灰弹砂砖类、烧结跃多孔砖类发等棋3枯类的砌体轴心祥抗压强度的经绍验计算公式得亿到的抗压强度述相比较，是混退凝土砌块类震的术1膜．趟3妖倍，蒸压灰砂峡砖类、烧结多牙孔砖类巡的乡1蜓．劲5岭倍左右。在实山际应用中如套巨用足此含3晕类砌体轴心抗肆压强度平均值烛的经验计算公扮式计算陶粒增却强加气砌块砌伸体的抗压强度揉偏于安全。石2阿．晓2匙．泪2挖砌体轴心弹性阁模量掠陶粒增强加气投砌块的砌体弹愉性模量圈为芳3宾．殖8拉×央10步3馅MP肿a意，与烧结多孔桐砖类相近，比休混凝土砌块类钻的计算弹性模尾量小，而比蒸榜压灰砂砖类的残计算弹性模量筛高。在实际使端用中进行结构衬设计时，按蒸离压灰砂砖类、罩烧结多孔砖类绣进行抗压强度鸡及弹性模量设匙计较为合理。荣2训．治2侧．亿3光砌体抗剪强度逗砌体沿通缝抗撕剪强度多为详0第．研85MP疲a序，实测抗剪强席度平均值是混纳凝土砌块类计县算值卡的古3电．丢9农倍，是蒸压灰律砂砖类计算值白的铸2悲．麻9该倍，烧结多孔化砖计算值颜的旦2仇．弟1辨倍。这主要得弯益于较高的砂厘浆粘结抗剪强桑度和砂浆良好以的粘结性能。脂因此，采后用逢((新i浓切体结构设计短规范》提供的撒混凝土砌块类招、蒸压灰砂砖控类、烧结多孔铸砖类经验公式圆计算陶粒增强录加气混凝土砌尖块砌体的沿通奥缝截面抗剪强蚀度平均值偏安卡全。星2烈．横2戚．蕉4将砌体弯曲抗拉疫强度枪沿通缝截面弯党曲抗拉强度平完均值捧为鸭0姻．京52MP搞a系，沿齿缝截面找弯曲抗拉强度湖平均值册为紫0害．拌65MP腔a画，两者较接近求，而《砌体结童构设计规范》牧中沿齿缝计算集强度约为沿通险缝强度乐的费2粗倍。这是由于奇该产品无论是阻沿齿缝或沿通鼓缝弯曲抗拉破阀坏时，砌块一煎起破坏，砌块可的强度控制着州砌体的弯曲抗径拉强度，而规庄范中提供的计盖算弯曲抗拉强是度主要由砂浆紫强度控制。运2带．鲜3正锚固性能封试验方法及计惨算参坝照促JG160-作-200以4淘《混凝土用膨惊胀型、扩孔型栏建筑锚栓》，谁扩孔型锚栓的俯直径分别墓为尚M闲6肢、叶M虫8懂、页M1固0老，试验结果见若表压1(僻a刷、牛b约分别表示锚固道在砌块块体中对和灰缝楼处寨)淹。2．4吊挂力茅砌体吊挂力试液验参酱照命J情G算／葡T169--早200叼5钓《建筑隔墙用炎轻质条板》进狂行，吊挂点与巩锚固根部距离些为匆100mm兼，分级施加荷域载，悬每挂茫1000拆N袄，持旱荷驶24刊h盒后，墙体无裂纽缝出现，也无暂其它损伤现象最；继续加载痰至箱1203窃N厚时，出现悬挑愁杆弯曲变形，虑而墙体仍无裂扎缝，也无其它质损伤现象。推3央墙体自保温体恒系的热工性能这不计内外粉刷紫砂浆和刷面层节，单一墨240mm今厚主墙体的热滴工性能见奖表很2担。传热系数和府热惰性指标均慧满足夏热冬冷劲地区节甘能绕5鱼0孟％的设计要求津。积4冒梁、柱节点处陪理耍采用墙体自保主温体系时，对纹梁、柱节点和暂剪力墙的保温罩措施是必需的窝，可在梁、胸柱和剪力墙等恶部位内公缩千30拨~牌50mm闲(恒