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1、 .混凝土砌块与墙体自保温技术体系研究- -日期： / WR高性能加气混凝土砌块与墙体自保温技术体系研究一、 前言建筑物的节能已成为我国普遍关心的重要问题，国家为此出台了许多政策、法规，并列入了国策。建筑物的节能其外围护墙体起到相当关键的作用，如何确保建筑物外围护结构隔热保温性能是建筑节能亟待解决的重大难题之一。目前，节能建筑墙体的保温技术主要是外墙外保温，常用的保温材料则以保温砂浆或XPS挤塑板为主，这些措施虽然能满足现行建筑节能设计标准，或改善墙体的保温性能，但是仍存在许多隐患，如措施达不到节能预计标准，工程造价高，施工复杂，保温层与建筑结构寿命周期不同步，火灾隐患等。且材料本身就是以石油
2、为原料，或者制造时的能耗高，其价格随世界石油市场而波动。因此建设、设计、施工等单位都迫切希望能够选用单一的自保温墙体材料达到建筑节能的要求，实现即节省工程造价，方便施工，减少质量通病，又能确保与结构寿命周期同步，达到规定的节能设计标准要求。综合比较后，外围护结构自保温技术要优于节能建筑外保温、保温等技术，应成为当今建筑节能措施的首选技术，而建筑外围护结构自保温技术的关键是要寻找到理想的、符合要求的隔热保温墙体材料与其相配套的有关技术，以形成完整的墙体自保温技术体系。二、 WR高性能加气混凝土1、 加气混凝土是目前最优良的多功能隔热保温材料。加气混凝土是以地方材料为主要原材料生产的产品，资源丰富
3、，产品具有轻质、隔热、保温、隔音、防火、不渗漏、可加工性好等功能，属新型墙体材料，是节能建筑理想的自保温墙体材料，具有广阔而深远的应用前景。目前，我国生产的加气混凝土，根据主要原材料的不同而分为粉煤灰加气混凝土和石灰砂加气混凝土两种。前者抗压强度高，而抗拉、抗折强度、抗冻性、耐久性不如后者，干燥收缩也比后者大。石灰砂加气混凝土的抗压强度比前者低，干燥收缩虽低于前者，但还是偏高。至今产量最大、使用最多的是粉煤灰加气混凝土。由于加气混凝土本身某些材料性能的不足，加之应用技术未完全配套，如建筑构造和施工技术，还有配套材料等问题，所以用加气混凝土砌筑的墙体存在易开裂，经粉刷后容易产生裂纹、起鼓等质量通
4、病，造成加气混凝土主要用作墙材料，极少用作外围护墙的局面，导致加气混凝土隔热保温等优点得不到充分的发挥，影响了加气混凝土的声誉，限制了在市场中的推广应用。2、 WR高性能加气混凝土是以单一材料即可达到节能设计标准的墙体材料。为了解决加气混凝土在建筑上使用时产生的问题，使其成为节能建筑理想的自保温墙体材料，现已研制出高性能加气混凝土并已获得国家发明专利。WR高性能加气混凝土博众家所长，它具有两种加气混凝土的优点，克服了两种加气混凝土的不足之处。WR高性能加气混凝土的抗压强度高于石灰砂加气混凝土和粉煤灰加气混凝土，而抗拉、抗折强度和石灰砂加气混凝土一样高于粉煤灰加气混凝土。且在生产中成品率高，产品
5、在运输与使用中破损率极小，耐久性和抗冻性优于粉煤灰加气混凝土，干燥收缩远远低于粉煤灰加气混凝土，也比石灰砂加气混凝土低得多。一般粉煤灰加气混凝土的干燥收缩一般在0.8mm/m(快速法，下同)，石灰砂加气混凝土的干燥收缩一般在0.7mm/m左右，而WR高性能加气混凝土的干燥收缩仅为0.40.6mm/m，这就解决了现有两种加气混凝土制品的缺陷，即砌筑的墙体不开裂，粉刷不易产生裂纹和空鼓，同时因其隔热保温性能好、耐久性好等特点，在节能建筑自保温体系发展中起到了积极作用。使用WR高性能加气混凝土作为单一材料的自保温节能建筑墙体，施工方便，造价低，而且没有改变普通正压加气混凝土砌块的特点和外型尺寸，对产
6、品检验、设计、施工与工程验收等均和普通蒸压加气混凝土砌块相同，可采用现行国家和地方标准进行。具备可用性、可操作性强等特点，甚至达到建筑节能65以上的设计标准，能广泛用作建筑物的外墙、墙与非承重墙、承重墙。3、 WR高性能加气混凝土的研制WR高性能加气混凝土是由优质砂等多种原材料配制的轻质、高强的多功能墙体材料，严格控制各种原材料的质量，是获得高质量产品的先决条件。产品的良好物理力学性能，如强度、收缩、容重、隔热保温性能等取决于WR高性能加气混凝土中各种水化产物的含量和结晶度。其主要水花产物是硅酸钙凝胶，托勃莫来石与少量水化石榴石。CSH和CSH（1）对强度有较大的增强作用，托勃莫来石次之，水化
7、石榴石对强度无作用。胶状水化硅酸钙含量越高，收缩越大。托勃莫来石含量越高，收缩越小。研究的关键主要是制品中最正确托勃莫来石和水化硅酸钙凝胶的数量和在合理比例条件下的各种原材料的比例。同时研究了各种工艺参数对制品性能的影响，确定了合理的工艺参数，并对部分生产工艺进行了调整。为了稳定、提高产品质量，还研究加入了适量的外加剂来控制生产。高性能加气混凝土国家发明专利在国家授权后，在生产厂家进行了实施，制定了WR高性能加气混凝土企业标准，于2005年10月严格按标准进行了批量生产。所执行的企业标准在很多性能指标方面高于国家标准。例如：技术指标标准企业标准国家标准尺寸允许偏差 （mm)长度2.04.0宽度
8、1.52.0高度1.52.0缺棱掉角数不多于1个2个缺棱掉角最大尺寸（mm）6570裂纹不允许2条爆裂、粘模和损坏深度不得大于（mm)不允许30抗压强度B063.63.5（Mpa)B075.15干燥收缩（快速法）mm/m0.750.80目前，全国有蒸压加气混凝土生产企业约596加，总设计能力超过4650万立方米。但是，从2007年国家监督抽查重点砌块产品合格率为90。而WR高性能加气砼按照企业标准对生产产品进行测试验收，其合格率达到98以上，远远超过了现有蒸压加气混凝土生产企业的合格率，完全具备了正常生产和推广应用的条件。4、 WR高性能加气混凝土砌块的主要物理力学性能批量生产的WR高性能加气
9、混凝土砌块的各项物理力学性能经国家建材工业硅酸盐制品质量监督检验测试中心和省建材产品质量检验站等单位检测，其结果如下：（1） 国家建材工业硅酸盐制品质量监督检验测试中心，检测结果：序号检验项目计量单位标准值检验结果A5.0B07A3.5B06A5.0B07A3.5B061尺寸偏差和外观(块)1737376752干密度Kgm7256257106053抗压强度（平均值）Mpa5.03.55.64.2(最小值)Mpa4.02.85.23.94干燥收缩值（快速法）mm/m0.800.800.510.535抗冻性（冻后强度）Mpa4.02.84.93.8（质量损失）5.05.00.71.06导热系数Wm
10、k0.180.160.170.14（2） 省建材产品质量检验站对干燥收缩性能检测结果：检测项目单位标准值实测值B07B06B07B06干燥收缩值（快速法）mm/m0.800.800.50（最大值）0.51（最大值）三、 WR高性能加气混凝土砌块在工程上的应用实例WR高性能加气混凝土砌块具有较小的导热系数和相对于保温材料有较大的蓄热系数，达到一定厚度后，其单一材料外墙的平均传热系数和热惰性指标可以满足省民用建筑热环境与节能设计标准（DB32、4782001）对外墙节能的规定指标，不需要再在其墙体的外侧或侧复合保温层，加之具有比其他保温材料有相当高的强度，可以满足一般框架结构围护构造。WR高性能加
11、气混凝土已在市外滩小区商办楼、市开发区法院、国际海员俱乐部、观音山庄住宅楼、闸汇公园一村等工程的建筑墙体保温体系中进行了应用。（见部分工程照片）外滩小区商办楼是一座一万平方米的12层建筑，原来设计的建筑外墙保温体系是外墙挤塑板保温，要求达到建筑节能65以上的设计标准。当城建开发得知WR高性能加气混凝土自保温技术后，立即改换为自保温节能建筑体系，实现了既降低了建筑工程造价，方便施工，又达到保温体系与结构同寿命的目的。该工程建筑自保温墙体材料采用240mm厚的WR高性能加气混凝土砌块（根据热工计算，240mm的WR高性能加气混凝土自保温墙体完全可以达到节能65的设计要求），墙体砌筑砂浆1:1:6混
12、合砂浆，粉刷在喷浆后采用1：1：3混合砂浆打底，1：1：2.5混合砂浆面层。开发区法院工程的砌筑和粉刷砂浆还采用了专用轻质保温砂浆，效果更佳。建筑冷桥部位（梁、柱）均采用改性聚氨脂硬泡沫体保温层（亦可采用保温砂浆做保温层）。建筑外墙面均用外墙涂料。为了保证WR高性能加气混凝土自保温技术的成功应用，确保工程质量，首先抓了WR高性能加气混凝土砌块的生产质量，严格按照WR高性能加气混凝土的企业标准检验，然后将合格产品在工厂仓库棚存放20天以上，经测试砌块的含水量在20以下，处于低干燥收缩值的砌块含水量阶段。为了减少砌块的破损，并免受雨水侵蚀，将砌块用木托盘进行包装，外套塑料袋，然后送到工地。经对以上
13、工程的统计，砌块到工地基本没有任何破损。在施工过程中，制定了相应的应用技术手册，并提出了WR高性能加气混凝土施工要点向施工人员作交底。墙与梁、柱交界等节点的建筑构造都有专门的处理方法。目前WR高性能加气混凝土自保温墙体施工到粉刷完毕，至今已经两年时间，经历了严冬和两个夏天的考验。经检查墙体没有开裂，粉刷没有空壳、裂纹，质量完全满足规要求。实践证明，应用WR高性能加气混凝土自保温技术节省了较高的挤塑板外保温费用。由于WR高性能加气混凝土干密度是红砖的13，混凝土的14，采用WR高性能加气混凝土自保温技术可减少基础和梁柱造价，一般可节约510结构综合造价。总之，WR高性能加气混凝土自保温技术不仅施工方便、操作简便、利于推广，而且还具有节土、节能、利废等优点，有利于改善社会效益、经济效益、环境效益，具有很好的推广应用前景。
