装配式外墙板的应用与发展

装配式外墙板的应用与发展

1结构体系特点进入新世纪后，中国的混凝土结构、预制混凝土结构和钢结构体系基本完成。混凝土结构的外墙体系均以“梁+柱+填充墙”为主,并开窗和洞口;钢结构体系的外墙基本是填充和外挂体系各占一半。在三种建筑结构体系中框架混凝土结构体系约占70%,其外墙多数由加气混凝土砌块与剪力墙组成,但加气混凝土吸水率高,砌筑时普通砂浆容易失水过快,粘结强度偏低,普遍存在砌筑质量较差如常常出现抹面层空鼓、开裂、脱落。门窗洞口处容易产生“八字”裂缝。由于沉降与收缩等原因,在混凝土梁底与砌体之间抹灰面层通常出现通长裂缝。另外,加气混凝土的砌筑效率低,需要的人力成本高,且砌体表面偏差大,必须抹面找平,增加建筑垃圾,不符合节水、节材、绿色建筑发展的需求。钢结构体系的外墙基本是砌块和墙板各占一半。无论钢结构,还是框架混凝土建筑急需一种适合自身建筑发展的外墙板。因此,寻求和研发适合当前建筑体系需求的外墙板是建筑工业化发展需要解决的问题。2外墙板保温、隔热材料的应用建筑物的外墙是建筑物的重要组成部分,是墙体材料革新与建筑节能的重要内容之一。对于建筑物的外墙来说,除了要求其具有足够的力学性能之外,还要求其具有优良的保温、隔热、隔声、防水等性能。以往单一材料组成的外墙板往往达不到对于上述性能的综合要求,特别是对于保温、隔声性能的要求。因此,在外墙板的结构中使用高效保温隔热材料(如矿棉、岩棉、聚苯乙烯泡沫塑料等),使其满足对外墙板隔热、保温性能的要求,是解决这一问题的关键。目前,发达国家已普遍采用在外墙板中使用高效保温、隔热材料,这种形式的外墙板(复合外墙板)在预制外墙板中已占很大比例,例如在丹麦、瑞典、法国均已占70%以上。当前国内可作为外墙板使用的材料有:承重混凝土岩棉复合外墙板、薄壁混凝土岩棉复合外墙板、混凝土聚苯乙烯复合外墙板、混凝土膨胀珍珠岩复合外墙板、钢丝网水泥聚苯乙烯夹芯板、SP预应力空心板、加气混凝土外墙板、泡沫混凝土墙板与真空挤压成型纤维水泥板(ECP)墙板。国内外现有外墙板的性能比较:2混凝土板厚体复合2结构图1理性能导热系数:0.33W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能相当于370mm厚;抗压强度20MPa;面密度约400Kg/m2。综合比较3厚度混凝土混合板结构防火等级的测定导热系数:0.31W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能相当于370mm厚;抗压强度大于20MPa;面密度约240Kg/m2。综合比较混凝土聚苯乙烯复合外墙板结构防火等级的测定导热系数:0.35W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能相当于370mm厚;抗压强度约20MPa;面密度约360Kg/m2。综合比较2混凝土膨胀岩复合外墙板结构理性能导热系数:0.31W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能相当于370mm厚;抗压强度20MPa;面密度约450Kg/m2。综合比较2亚洲网水泥聚苯乙烯醚芯板结构防火等级的测定导热系数:0.32W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能相当于370mm厚;抗压强度约10MPa;面密度约40～70Kg/m2。综合比较2sp预测空心板结构a级:a级:a级:a级:a级:a级:b级:a级:b级导热系数:约0.35W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能相当于240mm厚;抗压强度约30MPa;面密度约70～100Kg/m2;可作为高速铁路吸音墙;抗震性好。③综合比较:2加热混凝土外墙板结构(2)物理分辨率导热系数:0.11W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能好;抗压强度约2～10MPa;面密度约50～100Kg/m2。综合比较2真空缓冲纤维水泥板ecp结构防火等级及密度导热系数:0.30W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能好;抗压强度约20MPa;面密度约60～120Kg/m2。高速铁路吸音墙综合比较3泡沫混凝土地板结构理性能导热系数:0.15W/(m·k);防火等级:A级不燃;隔热性能好;抗压强度约3～10MPa;面密度约50～100Kg/m2。复合外墙板保温系统综上所述可知,承重混凝土岩棉复合外墙板具有导热系数低、防火性能好、强度高等优点,但面密度大,安装效率低,不利于推广应用。薄壁混凝土岩棉复合外墙板同样具有导热系数低、防火性能好、抗压强度高的优点,且符合《民用建筑节能设计标准》,但制作工艺复杂,也不利于推广应用。混凝土聚苯乙烯复合外墙板和混凝土膨胀珍珠岩复合外墙板也具有导热系数低、防火性能好等优点,但面密度大,需要专用吊机安装,不利于当前建筑工业化的推广应用。钢丝网水泥聚苯乙烯夹芯板具有良好的隔热保温、防火性能,面密度小,但制作工艺复杂,质量参差不齐,不符合工业化推广应用。SP预应力空心板保温隔热性能、防火、隔音性能好,但价格较高。加气混凝土外墙板具有隔热性能好、面密度低、强度适中、性价比高等优点,且欧美发达国家具有约半个世纪的推广应用经验,工艺技术成熟。真空挤压成型纤维水泥板(ECP)墙板轻质高强、防水性好、适合作混凝土幕墙、高速公路隔音墙,价格较高,但供应量不足。泡沫混凝土墙板具有隔热、防火、隔音、抗压强度高、面密度低等优点,适合作清水混凝土木墙板,是绿色建筑发展的方向。3“ecp”板、复合预制板的研制资料表明:当前技术相对比较成熟的主要有加气混凝土(ALC)墙板和真空挤压成型纤维水泥板(ECP)墙板两种。前者以南京旭建建材集团和上海伊通公司的加气混凝土外墙板为代表,后者则有北京北新集团和天津正通墙体材料公司开发的金邦板。泡沫混凝土轻质墙板还处于研发改进与推广阶段。ECP板虽然强度很高是理想的建筑“外壳”,但其制造工艺难度较大,需采用先进的“高压真空挤出方式”,才能使原料高压充填成型,同时将空气排除在外,实现基体材料极高的密实度(压缩强度是一般混凝土的2倍多),但目前日本原产的板材价格昂贵达300～400元/m2,我国目前由于工艺水平的限制,制造数量很少,引进生产技术国内制造虽可降低2/3的造价,但远水不解近渴。该板保温性能在多数情况下不能满足要求,由于与结构直接连接,要注意处理好冷热桥的问题,结构连接处要加隔热材料“补强”。国内目前生产的板材多为轻质加气或芯材使用含聚苯乙烯类多孔材料的多层复合预制板,制造工艺相对较为简单易行。后者虽然保温隔热性能好,适用于外墙外保温式的外墙构造体系,由于多种材料间的膨胀系数有差别,长时间使用中在材料间的内力的作用下板材是否会变形或裂缝还是一个需要研究的问题。4改性混凝土墙板综合目前各种因素,目前国内技术比较成熟的还是ALC板体系。⑴对于夏热冬暖地区和夏热冬冷地区,建议采用150～200mm的加气混凝土墙板即可满足外墙结构、保温、隔热要求。⑵对于寒冷地区根据不同体系系数,建议直接采用250～275mm的加气混凝土外墙板。⑶对于严寒地区,建议采用300～350mm厚加气混凝土板。⑷泡沫混凝土墙板可以作为清水轻质幕墙板和内墙板使用,以适应建筑工业化的发展。5作框架材质非严格墙随着我国建筑工业化的发展,以加气混凝土外墙板和泡沫混凝土外墙板为代表的装配式外墙板具有轻质、高强、节能、防火、防水、结构等一体化功能,将成为当前和今后推广应用的方向。面密度太大,不利于安装。适合现浇施工。(图2)作框架轻质建筑体系的非承重外墙,符合《民用建筑节能设计标准》,制作工艺复杂。(图3)具有承重混凝土岩棉复合板的优良特点。面密度较大,大板需要大型吊机安装。(图4)面密度较大,大板需要大型吊机安