陶粒增强加气砌块外墙自保温体系.doc

陶粒增强加气砌块外墙自保温体系 简介：外墙自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。 一、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。建筑物外围护结构中的能耗方式中，外墙与外窗所占比例最大，达90%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施。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两大类。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，作为单一节能措施，不宜作为推广项目。外墙外保温体系中采用最多的是保温砂浆和苯板或聚胺脂保温系统。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了取决于材料组方外，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。对外饰面采用面砖来说，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，因为用于外墙时的吸水性问题很难从根本上改善。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一样的问题。另一方面，高层建筑中的使用安全问题也是夏热冬冷地区值得进一步研究的。聚胺脂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和湿度、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带来了一定的制约。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。外墙自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自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。二、陶粒增强加气砌块墙体自保温体系陶粒增强加气砌块自保温材料是浙江大学与浙江上虞科元自保温墙体材料有限公司联合，通过性能设计，历时三年研制而成的新产品，申报了4项专利。05年通过浙江省科技厅组织的鉴定，06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、浇摸、静养、自动切割、蒸汽养护等工艺制备而成。目前已建成年产15万立方米的生产规模。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 kg/m3750kg/m3。可有效减轻墙体施工劳动强度、减小建筑物自重，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。陶粒增强加气砌块的导热系数为0.11W/m.K0.18 W/m.K，是粘土砖的五分之一，混凝土的八分之一，在夏热冬冷地区，240mm厚墙体即可满足节能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，可以与建筑物同使用寿命，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，隐藏巨大的维护和更新费用。 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四分之一，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，质量更能保证。 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，壁厚5cm，表面未做任何处理，不渗水。 精密的尺寸：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，尺寸精度达到同类产品优等品的要求，可减少粘结及抹面砂浆的用量，降低成本，提高墙体质量。 绿色环保、循环利用：陶粒增强加气砌块的主要原材料均为工业废渣或河湖泊淤泥，产品符合GB6566建筑材料放射性核素限量标准中建筑主体材料的要求。即使建筑物拆除以后，砌块仍可通过破碎，实现循环利用，降低建筑垃圾的污染。 粘结强度高、施工简单：陶粒增强加气砌块与水泥基材料相容性好。特别是陶粒切割面含大量开口孔，与粘结砂浆的抗拉强度大于0.9MPa（砌体材料破坏），内墙面可以不做抹灰，直接批括腻子，外墙面可以用普通砂浆抹面，也可以用水泥砂浆直接粘贴面砖、文化石、花岗岩等。 2、砌体性能砌体轴心抗压强度B07级陶粒增强加气砌块砌体的实测轴心抗压强度为4.9MPa，与砌体结构设计规范中的混凝土砌块类、蒸压灰砂砖类、烧结多孔类等三类的砌体轴心抗压强度的经验计算公式得到的抗压强度相较，是混凝土砌块类的1.3倍，蒸压灰砂砖类、烧结多孔砖类的1.5倍左右。在实际应用中如套用此三类砌体轴心抗压强度平均值的经验计算公式来计算陶粒增强加气砌块砌体的抗压强度是偏安全的。砌体轴心弹性模量陶粒增强加气砌块的砌体弹性模量为3.8103MPa，与烧结多孔砖类相近，比混凝土砌块类计算弹性模量小，而比蒸压灰砂砖类计算弹性模量高。在实际使用中进行结构设计时，按照蒸压灰砂砖类、烧结多孔砖类进行抗压强度及弹性模量设计较为合理。砌体抗剪强度砌体沿通缝抗剪强度为0.85Mpa，实测抗剪强度平均值是混凝土砌块类计算值的3.9倍，是蒸压灰砂砖类计算值的2.9倍，烧结多孔砖计算值的2.1倍。这主要得益于较高的砂浆粘结抗剪强度和良好的粘结性能。因此采用砌体结构设计规范提供的混凝土砌块类、蒸压灰砂砖类、烧结多孔砖类经验公式计算陶粒增强加气混凝土砌块砌体的沿通缝截面抗剪强度平均值是偏安全的。砌体弯曲抗拉强度沿通缝截面弯曲抗拉强度平均值为0.52MPa，沿齿缝截面弯曲抗拉强度平均值为0.65MPa，两者较接近。而砌体结构设计规范沿齿缝计算强度约为沿通缝强度的2倍。这是由于该产品无论是沿齿缝或沿通缝弯曲抗拉破坏时，砌块一起破坏，砌块的强度控制着砌体的弯曲抗拉强度，而规范中提供的计算弯曲抗拉强度主要由砂浆强度控制。三、锚固性能扩孔型建筑锚栓M6的大于1300N、M8大于2100N、M1大于4000N。如果在砌筑灰缝中，锚固力更大。四、吊挂力砌体吊挂力试验参考建筑隔墙用轻质条板（JG/T1692005）进行，吊挂点与锚固根部距离为100mm，分级施加荷载。悬挂1000N，持荷24h后，墙体无裂缝出现，也无其它损伤现象；继续加载至1203N时出现悬挑杆弯曲变形，而墙体仍无裂缝，也无其它损伤现象。五、墙体自保温体系的热工性能不计内外粉刷砂浆和刷面层，B06级产品，单一240mm厚主墙体的热阻值为1.28 m2.K/W，传热系数0.78 W / m2.K，热惰性指标4.6；B07级产品，单一240mm厚主墙体的热阻值为1.07 m2.K/W，传热系数0.93 W / m2.K，热惰性指标4.5。均满足夏热冬冷地区节能50%的设计要求。六、梁、柱节点处理采用墙体自保温体系时，梁、柱节点和剪力墙的保温措施是必需的，可在梁、柱和剪力墙等部位内缩（3050）mm（即自保温墙体部分外凸），内缩部分用保温砂浆或同质材料粘贴即可。也可用同质材料制作模板，与混凝土整体浇注成型。七、结语墙体自保温体系具有安全性高、与建筑物同使用寿命等优点，特别适合于夏热冬冷地区。而目前适用于外墙的自保温材料并不多，有待进一步加强开发研究。陶粒增强加气砌块具有强度高、收缩小、吸水率适宜、砌体性能好、施工方便等特点，是一种优异的新型外墙自保温材料。