矩形多孔砖（精选8篇）
矩形多孔砖 篇1
摘要：矩形孔黏土烧结多孔砖在关中地区农村节能示范工程中得到了实践应用,为了研究其应用效果,针对新型民居外墙传热系数进行测试,并分别对新旧民居的耗热量指标及外墙砌筑定额消耗量进行了计算,结果表明矩形孔黏土多孔砖具有更好地节能性、经济性和实用性。此外,对比分析了外墙传热系数的计算值和实测值,提出通过增加保护层来改善墙体的热工性能。
关键词：矩形孔多孔砖,关中民居,传热系数,定额消耗量,热工性能
关中地区地处陕西中部,黄土资源丰厚,黏土烧结实心砖在该地区具有悠久的历史。KP1圆孔多孔砖是该地区城镇多层和高层建筑外围护的主要使用材料,农村部分地区还有少量使用黏土实心砖。KP1圆孔砖孔洞率为16%~25%,同实心砖墙体相比较,圆孔砖墙体热工性能较好,但节能效果仍欠理想[1]。研究结果表明,矩形、菱形、圆形、方形四种孔型中矩形孔的平均导热率最小,仅为圆孔的48.7%[2]。当建筑体形系数小于0.3,结构围护采用矩形孔多孔砖作为墙体材料,采用无机保温砂浆即可满足节能50%的要求[3]。矩形孔多孔砖承重围护体系具备耐候性与耐久性、防火安全性、优良抗震性等特点和优势[4],应该大力推广该材料在节能建筑中的应用。
2011年国标《烧结多孔砖和多孔砌块》(GB13544-2011)取代《烧结多孔砖》(GB 13544-2000),新标准取消了圆形孔和其他孔型,规定采用矩形孔或矩形条孔。在新标准的推动下,随着新农村建筑节能和生态民居建设工作的开展,采用矩形孔多孔砖砌筑的370 mm外围护自保温墙体率先在该地区农村建筑中使用。为了了解该孔型黏土烧结砖的应用效果,选择新建的节能型民居进行外墙传热系数检测,并分别对新旧民居的耗热量指标及外墙砌筑定额消耗量进行了计算分析。通过对比分析外墙传热系数的计算值和实测值,对矩形孔多孔砖在该地区的推广应用提出相应的改进措施。
1 矩形孔多孔砖外墙传热系数测试分析
矩形孔多孔砖又称为DS型多孔砖,根据孔洞分为27、33、46孔等,孔洞率在32%~36%之间。在该地区新建民居中应用推广的是9排27孔的矩形孔多孔砖(图1),尺寸与KP1圆孔砖相同,孔洞率为32%,外围护墙体结构厚度为370 mm,为研究其热工性能,对新旧民居的两种外围护墙体分别进行检测分析。
1.1 测试方案
为了使测试结果有更好的对比性,选取的新旧民居各一栋,两栋建筑为南北朝向,均为两层砖混结构,新型民居(图2)是以农村建筑节能和生态民居的理念设计而成的,建筑面积约为204 m2。旧民居是一栋使用近20年的砖混建筑(图3),建筑面积约为196 m2,建筑形式及围护构造做法代表了关中地区的典型民居,新旧民居外围护墙体构造作法见表1。测试时间为2012年1月15日至17日,测试期为48 h。测试内容主要为外墙壁面温度及热流,壁面温度及热流测点设置高度距地面1 m。测试仪器为建筑围护结构传热系数现场测试仪R70B。
1.2 测试结果分析
传热系数是衡量平壁在稳定条件下的一个重要热工性能指标,传热系数越小,墙体的保温性能越好。图4为测试期间新旧民居外墙传热系数变化曲线,新民居外墙的实测平均传热系数约为1.23 W/(m2·K),略大于陕西省农村建筑技术导则的规定值1.1 W/(m2·K),分析其原因主要是新居外墙外侧无任何保护层,雨水渗入墙体加大墙体的传热作用,在测试过程中也发现外墙内侧饰面层有返潮、起皮现象,这是造成外墙传热系数偏大的主要原因。旧民居外墙的实测平均传热系数约为2.17 W/(m2·K),远大于规定值。由此可知新民居外墙的保温性能明显好于旧民居。
2 耗热量与定额消耗量计算分析
2.1 新旧民居耗热量指标计算分析
表2为新旧民居耗热量、耗煤量计算结果,从计算结果可分析得到旧民居外围护耗热量约为新民居的两倍,矩形孔多孔砖外围护耗热量明显低于传统实心砖围护的耗热量,由此得知使用矩形孔多孔砖具有显著的节能效果。从建筑耗热量计算结果来看,新型民居的耗热量约为旧民居的46%,新型民居的节能量达到53.5%,超过农村建筑节能50%的标准要求。从采暖耗煤量上分析,新居的耗煤量仅为旧民居的46.4%,按照居住建筑的采暖要求,整个采暖季新型民居可节省燃煤约3859 kg,间接减少CO2排放量9.6 t,减少SO2排放量0.09 t,节能减排效益明显。
2.2 单方定额消耗量计算分析
节约材料也是农村推广建筑节能工作所积极倡导的,针对不同的墙体材料进行单位定额消耗量计算分析,即可得到使用新型材料的节材量。表3为使用矩形孔多孔砖砌筑370 mm墙体和实心砖砌筑240 mm墙体的单方墙体定额消耗量,从表中可知实心砖的各项消耗量参数均高于矩形孔多孔砖。与实心砖相比较,矩形孔多孔砖单方砌筑量节约标砖196块,节材率为37%,节材量可观。从综合工日来看,矩形孔多孔砖砌筑单方墙体比实心砖节约0.76个工日,按照当前人工费市场信息价格,砌单方砖墙可节约人工费约114元。
3 总结
370 mm厚的矩形孔多孔砖外墙传热系数已经能够满足陕西省农村节能建筑外墙传热系数小于1.10 W/(m2·K)的要求,但实测值略大于计算值,这主要因为矩形孔砖墙外侧为清水砖墙,致使雨水渗入墙体产生传湿作用,增加了墙体传热量。因此,对于该地区农村建筑中易受到雨水冲刷的墙体应该增加砂浆抹灰层、饰面层、保温材料层等保护层,一方面保护墙体结构的稳固性和使用寿命,同时可以增强围护的热工性能。
外围护的耗热量计算值表明矩形孔多孔砖比实心砖砌筑的墙体热工性能更好,新型民居建筑耗热量仅为传统建筑的46%,在不使用外保温系统的条件下完全满足农村建筑50%的节能要求。使用矩形孔多孔砖砌筑节材率可以达到37%,单方墙体砌筑可以节约0.76个综合工日。
矩形孔多孔砖符合当前节能材料的推广政策,能够满足农村建筑的节能标准。针对关中地区丰富的黄土、煤矸石等资源,矩形孔多孔砖具有巨大的发展潜力。
参考文献
[1]李德芳,侯汝欣.条形孔多孔砖的质量检测及检测方法的讨论[J].四川建筑科学研究,2002,28(3).
[2]孟繁华,王殿军.提高空心砖和多孔砖热工性能的措施[J].砖瓦,2002(2).
[3]史庆轩,刘加平,易文宗.DS型空心砖在节能建筑中应用的研究[J].施工技术,1998(7).
[4]刘凌,刘加平.承重型空心砖自保温墙体的适应性研究[J].建筑科学,2011,27(4).
[5]陕西省农村建筑节能技术导则[S].陕西省建设厅,2008.
[6]陕西省建筑装饰工程消耗量定额[S].陕西科技技术出版社,2009.
矩形多孔砖 篇2
买方单位（甲方）：江宁区禄口镇人民政府（禄口工地）卖方单位（乙方）：南京市江宁区再创环保材料厂
甲方现有一大批混凝土多孔砖孔委托给乙方配送，为保障甲、乙保障甲、乙双方的合法权益，保证工程顺利进行，经双方友好协商，共同达成协议如下：
1、甲方现有百幢二期禄口拆迁房在建设中，需大量混凝土多孔砖使用，规格型号190*190*90（mm），单价为送到施工现场含运费暂定0.58元/块（开票价），随着市场行情双方商量调整价格，乙方如能及时提供，甲方不得再使用其他厂家混凝土多孔砖。
2、送货时间：乙方连接到甲方电话通知送砖，24小时内必须按砖要求数量配送到位，如不到位，甲方损失由乙方承担。
3、双方责任：甲方应提供安全可靠的地理位置给乙方停靠堆放，若在甲方施工现场（除乙方人员人为除外），造成乙方人员受伤，甲方负安全责任，乙方需按甲方要求进出工地和卸车砖块，除此之外乙方人员的一切行为均有乙方承担，乙方必须保证混凝土多孔砖的质量，如有达不到质量要求甲方有权拒收退转。
4、付款方式：此合同暂定壹仟贰佰万元整，甲方每月底付给乙方当月所送混凝土多孔砖全额的50%，每幢办公楼竣工验收完付全款的80%，本底全部款项剩余20%，乙方把发票办好一次性付清。
5、本协议中未尽事宜，由甲方双方共同协商解决。
6、若上述的协商办法不能解决争议时，由仲裁委员会仲裁。
7、本协议一式贰份，甲方执贰份，乙方执贰份，双方签字盖章后立即生效。
买方单位（甲方）：卖方单位（乙方）： 代表人：
多孔砖砌筑施工浅析 篇3
1 推广和应用多孔砖可提升建筑施工的经济性
普通粘土砖是建筑工程中应用广、数量大的墙体材料。但粘土砖制砖毁地、耗能, 且用普通粘土砖砌筑的房屋存在着自重大, 隔热性能差的缺点。以普通的民用房屋为例, 墙体自重占房屋总重量的40%~65%, 由于自重大, 就会加大基础, 增加工程造价, 是很不经济的。
多孔砖的墙体具有自重轻、隔热保温性能好等优点。多孔砖的密度比普通粘土砖低30%左右, 由于砖本身有很多孔洞, 因而减少了砖的导热性, 190mm厚的多孔砖墙的保温性能, 相当于240mm厚的普通粘土砖墙, 多孔砖墙的厚度减落了1/5, 约等于增加建筑面积2%~3%, 节约制砖用土20%, 多孔砖比普通粘土砖厚, 就相应地减少了灰缝的数量, 从而可提高砌筑效率30%, 节约砂浆20%~30%。同时, 增强了砖的抗折强度, 弥补了孔洞率对于砖的强度影响。多孔砖的强度能够满足房屋墙体结构受力要求。
因此, 推广和应用多孔砖, 在一定范围内将普通粘土砖改为多孔砖砌筑墙体, 具有很高的经济性。对于节能、节土, 改善建筑功能是非常有意义的,
2 多孔砖砖砌体施工技术要求
2.1 施工准备:
(1) 砖:在常温状态下, 多孔砖应提前1至2d浇水湿润, 砌筑时砖的含水率宜控制在在10%-15%;冬期施工应清除表面冰霜。 (2) 多孔砖在运输、装卸过程中, 严禁倾倒和抛掷。经验收的砖, 应分类堆放整齐, 堆置高度不宜超过2m。 (3) 皮数杆:用40mm×50mm木料制作皮数杆上注明门窗洞口、木砖、拉结筋、圈梁、过梁的尺寸标高。特别注意在窗的上角应是七分砖。皮数杆间距15m, 一般距墙皮或墙角50mm, 转角处均应设立。皮数杆应垂直、牢固、标高一致。
2.2 操作工艺根据设计图纸各部位尺寸, 排砖撂底。
排砖撂底是砌筑的第一步, 根据门窗洞口等尺寸, 先排好砖, 然后再进行砌筑施工, 使组砌方法合理, 便于操作。砌筑前, 应先把楼面清扫干净, 洒水湿润。基础应采用实心砖砌筑。根据最下面第一皮砖的标高, 拉通线检查, 若水平灰缝厚度超过20mm, 用细石混凝土找平, 不得用砂浆找平。
2.2.1 拌制砂浆砂浆配合比应用重量比, 计量精度为;
水泥±2%, 砂及掺合料±5%。比例为水泥:砂:增稠粉=1:6.5:0.007。砌筑砂浆应采用机械搅拌, 投料顺序为砂→水泥→掺合料→水, 搅拌时间自投料完算起不少于3min。砂浆应随拌随用, 水泥或水泥混合砂浆一般在拌合后2-4h内用完, 严禁用过夜砂浆。
2.2.2 砌多孔砖墙体砌筑先从转角或定位
处开始砌筑, 内外墙同时进行, 纵横墙交错搭接砌筑。多孔砖的孔洞应垂直于受压面砌筑, 能提高砌体的抗剪强度和砌体的整体性。
每层的轴线位置由经纬仪进行定位, 砌筑墙面的垂直度由线锤控制, 平整度由两个转角之间的控制线控制。为确保质量, 每道墙两面均设置控制线进行控制。组砌时, 宜采用一顺一顶或梅花丁砌筑形式。砌筑方法采用"三一"砌砖法上下错缝, 交接处咬槎搭砌, 严禁使用掉角严重的多孔砖。水平灰缝采用坐浆法, 按规范要求厚度为8-12mm。因此可以根据门窗口的高度, 调整各水平灰缝的大小, 并严格控制在规范范围内。竖向灰缝宽度宜为8-12mm, 应在砖侧面打浆, 才能保证砂浆饱满度要求在90%以上, 平直通顺, 立缝上部用砂浆填实填满, 严禁出现瞎缝和亮缝, 随砌随用小工具将缝中多余的砂浆清除。
多孔砖墙按图纸设置构造柱, 在构造柱处应留置马牙槎, 即三进三退, 各种预留洞, 预埋件等应按设计要求设置, 避免砌筑后剔凿。对电线盒预留洞口, 应由电工先定好管线位置和高度, 瓦工在砌筑时用切割机切出槽口, 线管安放后及时C15细石混凝土填满灌实并和墙面抹平。为保证工程质量, 我们采用了掺微膨胀剂能有效减少封堵线管槽产生的裂缝。墙体严禁穿行水平暗管和预留水平沟槽。无法避免时, 将暗管居中埋于局部现浇的混凝土水平构件中。如需要穿墙时 (如水管等) , 在预留位置采用预制好带套管的混凝土块代替多孔砖工。混凝土块预先在现场制作, 大小和多孔砖相同, 强度为C15以上, 以确保工程质量。
因为要安装防盗门和塑钢窗, 所以多孔砖墙门窗框两侧应预埋混凝土块, 每侧至少3块, 窗框视大小而定, 超过1.8m的埋4块。混凝土块和上述作法相同, 随砖一起砌筑, 不允许事后剔凿放置, 有效保证了安装防盗门和塑钢窗的牢固性以及墙体的整体稳定性。
转角及两墙交接处同时砌筑, 不得留直槎对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处, 应砌成斜槎, 斜槎高不大于1.2m。接槎时, 必须将接槎处的表面清理干净, 浇水湿润并填实砂浆, 保持灰缝平直。每天砌筑的高度不超过1.8m。在内外墙接槎处及外墙转角处及构造柱处设置拉结钢筋, 沿墙体高度每500mm设置2根Φ6的钢筋, 钢筋伸入每侧墙体1000mm。
3 多孔砖砌体施工中的几个常见问题与控制
3.1 圈梁下面一层多孔砖孔洞的封堵
多孔砖由于存在孔洞, 为避免浇注圈梁混凝土时, 水泥浆流入孔洞造成蜂窝缺陷, 故必须对圈梁下面一层多孔砖事先用砌筑墙体的砂浆堵摸。当墙体不足以砌一层多孔砖时, 可改砌普通砖, 防止圈梁混凝土漏浆。
3.2 砌筑时宜拉反手线
鉴于多孔砖的应用在许多地方刚刚起步, 砖的尺寸偏差较大, 为使墙体两面都有较好的平整度, 砌筑时可采取拉反手线的方法, 这样瓦工在砌筑时, 正手墙可用肉眼控制, 而反手墙则以拉线来控制, 达到正、反手墙面都能照顾到的效果。这样做, 对下一道抹灰工序也是有利的。
3.3 管线凿槽问题
目前, 暗设管线日益普遍, 墙面凿槽埋设管线的问题是一个突出的问题。多孔砖由于有孔洞存在, 控制凿槽尺寸的难度比普通砖大。水平管线应考虑通过楼板孔洞或在混凝土圈梁内留管来解决, 垂直管线则仍然只能进行打凿。为保证墙体的强度不被削弱, 一方面应尽量控制好凿槽的尺寸, 另一方面应做好事后的修补工作。对于一般较小的凿槽, 可采用1:3水泥砂浆进行修补, 而对于管线集中布置的较大凿槽, 则应该采用细石混凝土浇灌密实。
需要提到的是, 目前开凿砖墙槽孔有小型电动工具, 但仍有必要作进一步改进, 以适应施工的需要。
.4施工者的砌筑技术问题
由于多孔砖在许多地区尚属起步阶段, 砖的规格尺寸偏差相对普通砖也大些, 目前从事砌筑的多为技术不熟练的工人, 因而必然有一个锻炼培养过程。在工程实际施工中, 一些多孔砖房屋的砌筑, 常会出现随着楼层的增加, 砌体质量逐渐有所提高, 但随着楼层的增加, 以上质量缺陷有所改善。
以上情况说明, 施工者的技术问题应引起足够的重视。因此, 有必要对施工人员进行必要的培训, 特别是关于多孔砖砌筑的特点和特别注意的问题;同时, 要在实际施工中进行锻炼提高。对于未砌筑过多孔砖的施工者, 应在较熟练掌握施工技术的施工者指导下操作, 并加强检查, 避免造成返工浪费。
参考文献
[1]廖益林, 杨红通, 石雄元, 张冰理.多孔砖的砌筑工艺要点和质量控制措施.建筑工人200508-15.期刊.
矩形多孔砖 篇4
笔者作为从事墙体材料质量检测多年的技术人员, 对新版《烧结多孔砖和多孔砌块》标准的新内容有一些自己的理解, 下面就此谈谈笔者的心得, 与广大同行交流探讨。
1 标准名称的变化
GB 13544-2011的标准名称为《烧结多孔砖和多孔砌块》, GB 13544-2000标准名称为《烧结多孔砖》。从两者的名称上不难发现, 新版标准所涵盖的产品更广了, 也可以说我们国家烧结类墙体材料又增加了一个品种, 即“烧结多孔砌块”。什么是烧结多孔砌块?标准中给出的定义是:经焙烧而成, 孔洞率大于或等于33%, 孔的尺寸小而数量多的砌块。多用于承重部位。从定义中我们至少可以解读以下几个信息:①烧结空心砌块的工艺与烧结多孔砖、烧结空心砖和空心砌块相同, 都采用窑炉焙烧工艺;②烧结多孔砌块的孔洞率为33%, 大于烧结多孔砖的28%, 小于烧结空心砖和空心砌块的40%;③烧结多孔砌块的孔洞型式孔洞排列与烧结多孔砖相同, 都是孔的尺寸小而数量多的孔型, 适用于承重部位, 与烧结多孔砖一致, 说明其物理性能上与烧结多孔砖一致, 但烧结多孔砌块在尺寸上不是砖, 而是砌块, 它的规格尺寸是与烧结空心砌块和其他类砌块相一致的。因此, 烧结多孔砌块是介于烧结多孔砖和烧结空心砖和空心砌块之间的新型的烧结类墙体材料, 其同时具备砌块的尺寸与砖的性能, 丰富了我国烧结类墙体材料的产品品种。新版标准名称的变化, 从一个侧面也反映了我国烧结类墙体材料发展的方向。
2 原材料适用范围的变化
新版标准的原材料有黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰、淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物等, 相比老版标准增加了淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物作为制砖的原材料。这一变化是基于两个方面考虑, 才做出调整的。一方面, 我国制砖技术与制砖机械的提高, 使我们具备了利用工业废弃物及淤泥制砖的技术支持;另一方面, 体现了我国墙体材料产业政策的调整与发展方向, 鼓励墙体材料生产企业走资源集约型、环境友好型的可持续发展的路子, 在资源综合利用方面做更多的贡献。
3 烧结多孔砌块技术指标的制定
上面已经提到, 烧结多孔砌块是一种新型的烧结类墙体材料, 它介于烧结多孔砖和烧结空心砖和空心砌快之间, 因此它的技术指标有其独特性, 主要表现在三个方面:
a.在外型方面, 新标准对烧结多孔砌块的外型上增加了粉刷槽和砌筑砂浆槽, 主要目的是为了增加与砂浆之间的结合力。其中, 粉刷槽要求的条面和顶面上均匀分布, 深度不小于2mm, 这一点对烧结多孔砖亦适用;砌筑砂浆槽是对烧结多孔砌块的特殊要求, 这主要是考虑到烧结多孔砌块的规格尺寸比较大, 为提高砂浆间的结合力需要一定的处理方式, 可以减少墙体裂缝和粉刷层脱落。标准中要求砌块至少应在一个条面或顶面设立砌筑砂浆槽。并规定了不同设置型式砌筑砂浆槽的深度和宽度。
b.在孔洞率方面, 标准中将烧结多孔砌块的孔洞率设定为33%, 高于烧结多孔砖的28%, 低于烧结空心砖和空心砌快的40%, 有两方面原因决定了这个取值。一方面, 砌块的尺寸较大, 孔洞数量较多孔砖多, 孔洞率适当高于烧结多孔砖, 是正常的技术因素;另一方面, 砌块的外型决定了其孔洞率要高于烧结多孔砖。上述提到, 烧结多孔砌块在外型上较烧结多孔砖多了砌筑砂浆槽, 根据设置方式的不同, 砌筑砂浆槽的深度在15mm~40mm之间, 宽度大于砌块面宽的50%。依据孔洞率的检测方法, 该部分尺寸均计算在砌块的有效体积内, 因此, 外型的特殊性也决定了烧结多孔砌块的孔洞率要高于烧结多孔砖。另外, 由于烧结多孔砌块主要是用于承重部位, 与烧结空心砖与空心砌块的使用部位有质的差别, 过高的孔洞率势必造成力学性能的降低, 在技术上也有相当的难度。标准将烧结多孔砌块孔洞率定为33%是符合该产品实际, 在技术上也是可行的。
c.在密度等级方面, 标准规定烧结多孔砌块的密度等级分为900、1000、1100、1200四个等级, 同比烧结多孔砖低一个密度等级, 与烧结空心砖和空心砌块高一个密度等级, 这与其孔洞率的指标是相对应的。同时, 通常而言, 密度等级与强度等级成正比, 强度等级高的产品, 相应的密度等级也高。
烧结多孔砌块的其他技术性能指标与烧结多孔砖一致, 在此不再赘述。
4 适当提高了烧结多孔砖的孔洞率指标并新增了烧结多孔砖密度等级指标
新标准对烧结多孔砖的孔洞率做了适当调整, 将数值由原先的不小于25%调整为不小于28%, 笔者认为, 此番调整有以下三点理由:①新标准要求烧结多孔砖在条面和顶面上设置深度不小于2mm的粉刷槽, 这对孔洞率的提高有一定的影响;②近年来工艺技术及生产设备的提升对生产高孔洞率的产品提供了技术保障;③新标准对产品的孔型和孔洞排列及结构做了大的改动, 并增加了孔洞尺寸的要求, 同时对产品的节能效果提出了更高要求, 产品的孔洞率是适应这些要求的具体表现。
对烧结多孔砖规定密度等级指标, 是新版标准新增的内容。标准将烧结多孔砖的密度等级设为1000、1100、1200、1300四个等级, 这个指标的设立对促进企业摒弃传统的生产工艺, 采用新技术是有很大帮助的。①要降低产品密度等级就需在原材料上下功夫, 多用粉煤灰等密度较低的工业废弃物以降低整体产品的密度;②要努力提高产品孔洞率, 以提高产品孔洞率。要满足以上两点, 生产企业必须对原材料的处理、搭配、机械设备的改造等方面进行改进提升, 否则是生产不出合格的产品的。
5 孔型和孔型结构尺寸的调整
新标准取消了沿用很久的圆型孔和其他孔型, 规定采用矩型孔和矩型条孔, 同时对孔洞尺寸和壁肋厚度做了具体规定。这些调整的主要目的是提高产品的节能效率, 降低产品的导热和传热性能。孔型和导热系数对应关系如表1。
从表1不难发现, 矩型孔的导热系数明显低于其他孔型, 因此, 新标准选用矩型孔是符合节能型墙体材料要求的。另外, 孔洞的总导热系数可用下列公式计算:
式中λd—孔洞的总导热系数, W/m·K;
λa—空气分子的导热系数, W/m·K;
λc—空气对流对应的导热系数, W/m·K;
λr—孔洞壁面辐射对应的导热系数, W/m·K。
λc、λr可用下述公式计算:
λc=0.942d3/2△t
λr=3.62×10-8d (T14-T24) / (T1-T2)
式中d—表示孔洞的直径或宽度;
△t—表示孔洞壁温差;
T1和T2—表示对应孔洞壁温度。
从以上公式可以看出, λc和λr均与孔洞的大小 (直径或宽度) 有关。孔洞愈小, λc、λr亦变小, 导热系数也就越小, 因此, 提出合理的孔洞尺寸是多孔砖和多孔空心砌块节能性能的基本要求。实践证明, 垂直于热流方向的矩型孔长宽比愈大, 砖的导热系数愈小。因此, 适当增加孔洞长度, 对砖的节能性的提高是很有帮助的。新版标准基于这些理论, 对烧结多孔砖和烧结多孔砌块的孔洞尺寸做了适当调整, 是符合材料节能的要求和技术要求的。
6 推进和提高产品强度质量的均匀性
将抗压强度标准值fk的接收常数K=1.8调整到K=1.83, 同时取消了变异系数。这样调整的主要目的是为了推进和提高产品强度质量的均匀性。对K值为1.8和1.83分别取几组数据计算, 笔者发现抗压强度标准值fk的接收常数K提高0.03, 总体上对强度等级的最终判定影响不大, 但由于新标准取消了变异系数, 也就取消了强度平均值-单块最小值的判定规则, 因此, 适当提高K值有助于生产企业对产品抗压强度均匀性的认识, 促进其改进生产工艺, 提高产品的均质性。
7 增加了产品放射性核素限量的技术要求
放射性核算限量是对建筑材料的一般要求, 其他类的建筑材料基本都制定了放射性核素的技术要求, 新版标准加入这一指标, 是内容上的完善。另外, 现在在原料范围中明确了用工业废弃料制砖, 增加此条款, 从人体健康及环境危害方面考虑, 也是一种必然。
8 取消了优等品、一等品、合格品质量等级的规定
新版标准在产品质量等级上取消了沿用很久的优等品、一等品、合格品的划分, 只规定了合格品与不合格品。这主要基于以下两点考虑:①现实中, 受原料、工艺等制约, 实行分等生产分等堆放有很大难度, 生产企业基本都是混等堆放;②优等品、一等品的砖主要用于清水墙, 现在清水墙建筑几乎绝迹, 标准中对此再作划分就没有现实意义了。
9 增加了附录B (资料性附录) 的内容
附录B (资料性附录) 的增加, 与老版标准相比无疑是一大亮点。该附录主要内容是烧结多孔砖和多孔砌块的图示, 标注了产品的各个部位, 明示了孔洞排列的型式, 非常直观生动, 改变了标准生涩抽象的风格, 值得提倡。
从上述讨论中, 新版标准所涵盖的产品增加了烧结多孔砌块, 丰富了烧结类墙体材料的产品品种。相比老版标准增加了淤泥 (江河湖淤泥) 及其他固体废弃物作为制砖的原材料, 这变化一方面体现了我国制砖技术的提高与制砖机械发展, 另一方面, 体现了我国墙体材料产业政策的调整与鼓励走可持续发展方向。孔洞结构采用矩型孔, 提高了产品的节能效率。同时, 新版标准还加入放射性核算限量, 取消了沿用很久的优等品、一等品、合格品的产品质量等级划分, 只规定了合格品与不合格品。资料性附录的增加, 直观生动地展示了孔洞的排列型式, 改变了标准生涩抽象的风格。
摘要：为了加深对新实施标准《烧结多孔砖和多孔砌块》的理解, 从标准名称、原材料、外观尺寸和其他相关技术指标角度阐述了新标准较旧标准的区别和改进之处。对新标准的解读发现:新标准多涵盖了一个新烧结类墙体材料品种——烧结多孔砌块;原材料增加了江河湖淤泥及其他固体废弃物, 体现了资源集约型、环境友好型的可持续发展战略;相关技术的调整, 改善了产品的节能效果, 具有重大经济效益和现实意义。
木屑对烧结页岩多孔砖研究 篇5
木屑作为烧结页岩多孔砖的一种有机材料,在烧结温度下燃烧时,分解过程中产生无害气体、可以提高砖的热值,从而提高页岩砖的可燃性、燃烧速率,产生大量微小气孔。木屑取自各种农作物的副产品或者废弃物,在高温下生物质材料中的纤维和其他有机物燃烧产生一定的能量并形成气孔,影响其物理性能。在研究木屑烧结页岩砖的研发和力学性能时做了大量的研究和理论基础[3—6]。本文研究通过添加不同掺量和颗粒级配的木屑烧结成一种新型的轻质烧结页岩砖材料。
1 原材料和试验方法
1. 1 原材料
1. 1. 1 页岩
选用页岩来自广西柳州市砖厂,取自于柳州市平和村附近,可塑性指数为9. 2 左右,含水率为10% 左右,烧成温度为1 050 ℃ ,经干燥后置于球磨机破碎磨细成粉末状,其粒径成分包括Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ca O、Mg O ,经过80 目筛分,其成分含量如表1。
2. 1. 2 木屑
木屑样品取自柳州市木材厂,是多种木材锯屑的混合物,木屑主要经过清洗、干燥、磨碎、筛分的过程,利用电热恒温箱中进行烘干直至质量不变,以去除表面附着的颗粒和水溶性物质,最后在60 ℃下烘干一夜,按照试件通过机械粉碎,筛分成不同粒径( 1. 5 ~ 2. 0 mm,0. 5 ~ 1. 0 mm,0. 12 ~ 0. 5 mm) ,如下表2。
1. 2 烧结成型
烧结页岩砖的烧结程序在实验室完成,具体步骤如图1,采用的设备为武汉试验电炉有限公司生产,如图2,将页岩作为主料,木屑、煤矸石分别倒入搅拌机中,木屑掺量分别为0、10% 、15% 、20% ,加适量水均匀混匀,搅拌后将混合料放到试模中,如图3,然后将坯体阴干后脱模,放入高温电炉中进行焙烧,分为四个阶段: ①干燥阶段,此阶段为温度范围为400 ℃左右,主要是蒸发砖坯表面的自由水、吸附水、结晶水。②加热阶段,此阶段温度范围为400 ℃至900 ℃之间,发生分解反应,同时木屑有机质达到燃点,开始燃烧分解,形成了微小的气孔。③烧成阶段,此阶段温度范围为900 ℃至1 050 ℃,由于铁离子的变价,导致在烧结过程中砖的颜色由灰色逐渐向红褐色转变。④冷却阶段,为了防止降温过快导致的断口裂缝,将降温速度调为100 ℃ /h,烧结成型尺寸为240 mm × 115 mm × 90 mm轻质页岩矩形多孔砖,分为3 排,如图4,考虑到由于木屑的加入,消耗的空气增多,因此在焙烧过程中增加空气的供应量。
1. 3 试验方法
参照GB /T 2542—2012《砌墙砖实验方法》对烧成制品进行相关性能测试; 对烧结体积密度测量过程为试样干重m( 在干燥过程中,前后两次的称量相差不超过0. 2% ,前后两次的称量时间间隔为2h) 除以试样体积。用广州市广材试验仪器有限公司TYE - A型数显式电液压力试验机测量试件抗压强度,如图4( b) 。据GB /T 10294—2008《绝热材料稳态阻及有关特性的测定,防护热板法》等规范要求对试验试件进行导热系数检测,导热系数通过实验室智能化导热系数测定仪测得,此测定仪的步骤为: 通过自动汽缸将单元试件夹紧,同时调节气动系统的压力值,将封闭的压缩机调至制冷方式,仪器中紫铜墙铁壁板作为计量加热面板,温度分布均匀且热力惯性较小,其中测量的精度≤3% ,冷板温度范围: 10 ~ 50 ℃,热板温度范围: 常温~ 80 ℃。将试件烘干后通过调节导热系数测定仪中平板厚度,将其置于两板之间,接通电路,开启试验,如图5。
1. 4 结果与讨论
1. 4. 1 体积密度
图6 显示了随着木屑掺入量的增加( 0,10% ,20% ,30% ) ,样品的体积密度趋于下降,但是木屑的颗粒级配对体积密度产生较小的影响。原因在同一木屑的颗粒级配,在烧结过程中木屑不断热分解,同时在试样内部产生了大量的微小孔隙[7,8],使得密度降低。然而,在掺量为10% 时,颗粒级配分别为0. 12 ~ 0. 5 mm、0. 5 ~ 1. 0 mm、1. 0 ~ 1. 5 mm、1. 5 ~2. 0 mm,其体积密度从1 710 kg / m3下降为1 520kg / m3,但下降率较小,粗粒径使得砖体密实程度降低,因此选择较小粒径的木屑使烧结页岩砖样品的体积密度更高。通过回归可得出掺量与体积密度的线性关系:
y为烧结页岩矩形多孔砖体积密度( kg / m3) ; x为木屑的掺量( 0,10% ,20% ,30% ) 。
1. 4. 2 导热系数
当试验进入稳定导热状态后,自动采集数据,其数据如表3。
如图7 所示随着木屑掺量的增多,导热系数降低,但是不同粒径的木屑对导热系数没有明显的影响。当木屑的颗粒级配为0. 12 ~ 0. 5 mm,导热系数从0. 58 W/( m·K) 下降为0. 27 W/( m·K) 。当颗粒级配为0. 5 ~ 1. 0 mm,导热系数从0. 54 W/( m·K) 下降为0. 24 W / ( m·K) 。当颗粒级配为1. 0 ~1. 5 mm,导热系数从0. 5 W / ( m · K) 下降为0. 27W / ( m·K) ; 当颗粒级配为1. 5 ~ 2. 0 mm,导热系数从0. 47 W/( m·K) 下降为0. 30 W/( m·K) 。其烧失量大使得烧结页岩砖产生微孔,因此减少了自由循环传热路径从而造成了低的导热系数,所以在页岩砖中掺入木屑能有效的降低导热率并且显著提高轻质烧结页岩砖的绝热值。根据下图可知,黑线为趋势线,其导热系数和木屑掺入量的方程为:
y2为烧结页岩矩形多孔砖的导热系数; x为木屑的掺量( 0,10% ,20% ,30% ) 。
1. 4. 3 抗压强度
随着木屑掺量的增加,试件内孔隙率提高和负荷载承载面积减少,因此其强度降低。木屑颗粒级配越小,则抗压强度越高,其原因为颗粒级配较低的木屑产生微小的孔,导致了小的裂纹长度,颗粒级配越大的木屑包含更多细长的颗粒,增加了应力集中系数导致抗压强度降低。当颗粒级配为1. 5 ~ 2. 0mm掺量为20% 和30% 时,抗压强度为4. 3 MPa、3. 6 MPa,不满足烧结普通页岩砖的基本要求。木屑掺量不大于10% ,满足烧结普通页岩砖的基本要求,如图8 所示。利用excel回归可以得出,抗压强度和木屑掺量函数式为: Iny = 2. 548 - 0. 008x。
当粗粒径和细粒径混合掺入到页岩砖中,可以观察到随着掺量的增多,试样的抗压强度先增加到一个极限然后下降,如图9。在掺量为10% 左右抗压强度达到了极限,分别为10. 6 MPa、11. 8 MPa、13. 7 MPa。根据《烧结普通砖》GB 5101—2003,满足其基本要求。在一定范围内,级配小的木屑在烧结过程中产生微小孔隙,彼此分布在砖体内各个部分,因此其抗压强度的下降率比纯粗粒径低,这些微小孔隙与剩余的木屑连接产生类似于粗粒径的效果。因此可以选择掺量为10% ,颗粒级配为0. 12 ~0. 5 mm时,烧结页岩砖力学性能到达最佳。
2 结论
( 1) 随着木屑的掺入量增加,其体积密度降低,在掺量为10% 时,颗粒级配分别为0. 12 ~ 0. 5 mm、0. 5 ~ 1. 0 mm、1. 0 ~ 1. 5 mm、1. 5 ~ 2. 0 mm,其体积密度从1 710 kg·m- 3下降为1 520 kg·m- 3,但下降率较小,粗粒径使得砖体密实程度小,因此选择较小粒径的木屑使烧结页岩砖样品的体积密度更高。
( 2) 试件的导热系数随着木屑的掺入而降低,木屑的烧失量使得烧结的页岩砖产生微孔,减少了自由循环传热路径从而造成了低的导热系数,因此在页岩砖中掺入木屑有效的降低导热率并且显著提高了轻质烧结页岩砖的绝热值,但木屑的颗粒级配对导热系数没有较大的影响。
( 3) 随着木屑增加,抗压强度呈现指数降低。当粗粒径和细粒径混合掺入到页岩砖中,抗压强度随着掺量先上升到一个极限然后下降,掺量为10%左右抗压强度达到了极限,分别为10. 6 MPa、11. 8MPa、13. 7 MPa,根据《烧结普通砖》GB 5101—2003,满足其基本要求,且选择掺量为10% ,颗粒级配为0. 12 ~ 0. 5 mm时,烧结页岩砖力学性能到达最佳。
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新型保温混凝土多孔砖 篇6
我国的建筑节能工作已经走过了20多年的艰苦历程,目前大部分省市把节能目标定在了第二阶段:节能50%;部分省市走到了第三阶段:节能65%。为达到这些目标,国家有关部门及各省市有关部门出台了一系列节能设计标准规程,对于最关键的部位———外围护墙体,也提出了一系列措施。目前应用最广泛的是外墙外保温,该技术是在主体结构完成后,通过粘贴等手段将保温材料粘附在外墙外表面。该技术的优点是保温性能可靠,基本能做到无热桥,所以得到普遍推广应用。但经过几年的应用,发现了该技术易出现墙体表面开裂、雨水渗漏严重等问题,且问题一旦出现很难维修。在这种情况下,国内很多学者把目光转向了“自保温”墙体的研究[1,2]。本文所述保温混凝土多孔砖即属于“自保温”墙体,兼具承重与保温双重功能。该产品于2006年6月通过产品鉴定,至今已获得5项专利。
1 保温混凝土多孔砖的结构组成
保温混凝土多孔砖由混凝土承重区、EPS保温层和混凝土保护层3部分组成,保温层位于承重区和保护层之间。为了使承重区、保温层、保护层三者之间连接紧密,设置了相互配合的燕尾槽,可有效增加三者之间的配合强度,起到固定和拉紧作用,增加保温混凝土多孔砖在实际使用中的整体强度,有效保证建筑质量;在其中增加横向连接的加强钢筋,可以进一步加强其连接强度。为防止横向钢筋对承重区、保温层、保护层的连接不牢固,在钢筋的两头增加了固紧措施,这种设计可以有效防止钢筋被拉出,同时更好地增加连接的强度,达到优化的效果。钢筋的直径为1.5～2.5 mm,位于混凝土承重区内的长度为3～4 cm,位于保护层内的长度为1～2 cm。保温混凝土多孔砖的结构组成及外形尺寸见图1。
混凝土多孔砖承重区由粉煤灰、石粉、石屑等废料作基材,配以水泥等胶凝材料组合而成,壁厚为20 mm,双排8孔,开孔设计为倒梯型、内切圆角,铺浆面为半盲孔,座浆面为全孔,砌筑时座浆面与铺浆面双向作用下形成灰缝,提高了砌体抗剪和抗弯强度;其外壁到相邻肋的距离为55～100 mm,肋与肋之间的距离为55 mm,是安装暗插座、暗开关和铺设水电管道的最佳尺寸;孔洞率为40%,承重面积为240 mm×240 mm,此承重设计是根据混凝土多孔砖的240 mm砌体结构设计的,在满足强度要求的前提下砌体的密度较低。保温混凝土多孔砖的强度等级为MU10、MU15、MU20等。块体尺寸与普通混凝土多孔砖匹配,可直接根据砌体规范进行工程设计。
保温层由240 mm×90 mm×bepsmm的燕尾形状的EPS板做成,在生产时可以简单地放入下成型模内,然后将多孔砖材料布入成型模,上模在高压下带动挤压头挤入下模,这样EPS板就被包含在多孔砖中,而且EPS板通过燕尾和连接钢丝同承重区和保护层可牢固连接不易脱落。EPS板密度为18～20 kg/m3,导热系数为0.042 W/(m·K),起到了很好的保温隔热作用,其中EPS板厚度beps可由墙体的传热系数确定。
保护层材料同承重区材料一样,为同材料、同强度等级的混凝土,作用是保护内侧的EPS保温板和用作连接外侧装饰层,该保护层除与EPS保温板燕尾连接外,还在该层内设置了4根直径2.5 mm的钢丝与承重区拉结,使承重区、保温层、保护层牢牢地连在一起,保护层厚度为15～25 mm。
2 保温混凝土多孔砖墙体的热工性能试验
2.1 不带砖缝阻热条保温混凝土多孔砖砌筑的墙体
对图1所示保温混凝土多孔砖,取EPS板厚度beps=45mm,生产出的保温混凝土多孔砖外形尺寸为300 mm×240mm×90 mm。采用北京世纪建通科技发展有限公司生产的JTRG-Ⅱ建筑热工温度与热流自动测试系统进行检测,检验依据为GB/T 13475—92《建筑构件稳态热传递性质的测定和防护热箱法》。墙体砌筑采用M5混合砂浆,砌筑完成后,在墙体两侧采用10 mm厚水泥砂浆抹平,待墙体干透后进行试验。试验时,实验室室温12°C,相对湿度30%～40%。设定冷箱温度-10.0°C,热箱温度20°C,热流系数23.26,温度巡回路数8个,热流巡回路数4个。连续检测时间在温度与热流稳定后不少于72 h,最后取热流稳定后不少于20组数据平均得:热流q=36.5 W/m2,热箱墙体表面温度θi=18.58°C,冷箱墙体表面温度θe=-6.57°C。由此得墙体的热阻[3]为R=0.689 m2·K/W,传热系数K=1.192 W/(m2·K)。
由试验得出,图1所示保温混凝土多孔砖墙体的热工性能可以满足夏热冬冷地区节能50%要求[K≤1.5 W/(m2·K)],但不能满足寒冷地区如山东省节能65%的要求。分析传热系数较大的原因,可能是砖缝用混合砂浆砌筑,其导热系数较大,成为了热桥。
2.2 带砖缝阻热条的保温混凝土多孔砖砌筑的墙体
经上述原因分析,对以上保温混凝土多孔砖进行改进,将EPS板伸出砖顶面和一个侧面各10 mm,以起到对砖缝阻热的作用,改进后的带砖缝阻热条的保温混凝土多孔砖如图2所示。
同样取EPS板厚度beps=45 mm,用同样的砌筑方法和试验方法进行试验,得到的墙体的热阻R=1.4 m2·K/W,传热系数K=0.645 W/(m2·K),传热系数降低45%。可见对砖缝进行保温隔热对墙体的传热性能影响很大,beps=45 mm已接近规范要求。调整EPS板厚度,可得到满足要求的保温混凝土多孔砖,为简化起见,最终确定2种型号的保温混凝土多孔砖作为定型产品(见表1)。
3 保温混凝土多孔砖砌筑方式试验
保温混凝土多孔砖在砌筑时,保温层的位置有2种放置方式,一种是将保温层置于承重层外侧,另一种是将保温层置于承重层内侧。2种砌筑方式在热桥处理上将采取不同的构造措施。为了寻求最佳的砌筑方案本文进行了实际工程试验。
首先建造了1栋4层、建筑面积为1500 m2的单身宿舍楼,将保温混凝土多孔砖的保温层置于承重层外侧,建成不久外墙体表面就出现了大量裂缝,后经加贴玻纤网,仍出现大量裂缝,部分墙体严重起鼓(见图3)。由此可见,在保温混凝土多孔砖的保温层外15 mm厚的混凝土保护层,难以承受外墙表面高温差造成的温度应力,很难避免墙体表面裂缝的发生。
在此工程之后又建造了1栋3层住宅办公综合楼,将保温层置于承重层内侧,外墙表面未加玻纤网,目前,该工程建成已有2年,未发现任何裂缝。实践证明,将保温层置于承重层内侧,可从根本上杜绝外墙表面裂缝发生。因此,保温混凝土多孔砖节能建筑体系砌筑时,应将保温层置于墙体承重层内侧。
4 综合成本对比
外墙用普通混凝土标准砖砌筑240 mm墙体,再用传统外墙外保温技术进行保温处理的每平方米墙体成本:标准砖128块×0.24元/块=30.72元;用灰137.43元/m2×0.0625 m3=8.59元;人工0.10×128块=12.80元;外墙抹灰用料150元/m3×0.015 m3=2.25元;抹灰人工费11元/m2。外墙外保温平均价格80元/m2。综合成本(不含内墙抹灰及粉饰):145.36元/m2。
外墙用普通多孔砖砌筑240 mm墙体,再用传统外墙外保温技术进行保温处理的每平方米墙体成本:多孔砖80块×0.35元/块=28.00元;用灰137.43元/m3×0.033 m3=4.54元;砌筑人工80块×0.12元/块=9.6元;外墙抹灰用料150元/m3×0.015 m3=2.25元;抹灰人工费11元/m2。外墙外保温80元/m2。综合成本(不含内墙抹灰及粉饰):135.39元/m2。
外墙用本文的保温混凝土多孔砖砌筑310 mm墙体后直接抹灰成本:保温砖40块×1.70元/块=68.00元;用灰137.43元/m3×0.037 m3=5.08元;人工40块×0.24元/块=9.6元;外墙抹灰用料150元/m3×0.015 m3=2.25元;抹灰人工费11元/m2。综合成本(不含内墙抹灰及粉饰):95.93元/m2。
通过以上对比可以看出,达到相同热工性能,保温混凝土多孔砖成本为95.93元/m2,比用混凝土标准砖加外保温层可节省49.43元/m2,为34%;比用普通多孔砖加外保温层可节省39.46元/m2,为29%。由此可见,保温混凝土砖墙体造价低,经济社会效益可观。
5 结语
本文研制的保温混凝土多孔砖,在生产过程中加入EPS保温板,实现了混凝土多孔砖与EPS板的一次成型。EPS板与混凝土燕尾连接,并在内部设置钢丝连接,能确保承重区、保温区、保护层三者牢固地结合在一起。试验显示,采用带有砖缝阻热条的保温混凝土多孔砖砌筑的墙体比用不带砖缝阻热条的保温混凝土多孔砖砌筑的墙体,传热系数降低45%。
用上述保温混凝土多孔砖砌成外墙墙体与用EPS板作外保温的墙体相比有以下优点:(1)外墙饰面稳固。不易空鼓脱落,有效地避免了墙体表面的开裂;(2)保温节能。其热工性能优异,达到了建筑墙体节能65%的要求,是墙体复合走向单一材料复合的一次突破;(3)方便省时。保温系统随墙体砌筑的完毕即完成,不需要增加任何保温隔热的工序;(4)价格低廉。它比目前市场上其它节能墙材造价均低,比承重砌体外墙外保温墙体造价节省30%;(5)坚固耐用。保温系统使用寿命与墙体的寿命相等,中间不需要进行任何维修与更换,切实做到了保温与建筑同寿命。
通过在华宇怡园花都住宅楼、鸿泰墙材住宅办公综合楼等工程上的应用表明,室内热环境明显改善,可满足当前山东省房屋建筑节能65%的要求,证明此产品是成功的,可大力推广。
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矩形多孔砖 篇7
1 模具导致砖坯开裂变形的原因
目前国内烧结多孔砖和多孔砌块基本上都是以页岩、煤矸石和粉煤灰等为主要原材料。成型工艺采取螺旋式硬塑或半硬塑挤出成型, 挤出压力一般≤4MPa, 由于页岩、煤矸石和粉煤灰均是瘠性料, 塑性和流动性差, 挤出的砖坯经干燥和烧结后常常会出现变形和开裂现象, 特别是在孔洞周围裂纹更为严重。究其原因, 有配料、泥料塑性差、挤出机质量、干燥和烧成工艺等方面原因, 但由挤出成型模具带来的问题却不可小视。烧结多孔砖和多孔砌块模具由模芯固定支架 (板) 、模芯、模套等三部分组成。砖坯挤出成型原理是:泥料被挤泥螺旋绞刀推挤到挤出咀 (机头) , 在这里泥料汇聚形成一个接近密实均匀等压区。等压区的泥料在后面泥料推挤下继续前行, 进入安装于挤出咀机口方向的成型模具。在模具入口处, 泥料先是被模芯固定架 (板) 分割成许多股泥料, 再进入成型模腔 (模道) 。受到模具摩擦阻力影响, 这些泥料在模腔内既作前行又作横向流动, 很快充满模腔内的一切空隙, 初步愈合形成多孔砖大面 (有孔面) 形状, 并在模腔内继续前行过程中相互挤压密实均匀和定形, 直到挤出模具, 成型为多孔砖坯条, 再经切割成为砖坯。成型过程中, 受到模具结构、刚度和加工精度等诸多因素的影响, 泥料在模具内前行和横向流动阻力会各点不一致, 速度不一致, 导致挤出砖坯条断面的密实度不均匀, 特别是在矩形孔洞的四个角处因形状突变, 会造成砖坯在干燥和烧结过程中因形成应力集中而变形开裂。
2 模具设计应注意的问题
烧结多孔砖和多孔砌块挤出成型模具由模芯固定支架 (板) 、模芯、模套等部分组成, 根据烧结多孔砖新标准对孔型, 孔洞率的要求, 笔者就模具设计应注意的问题谈谈自己的认识, 希望能够对解决因模具问题而引起的多孔砖和多孔砌块变形开裂问题起到抛砖引玉作用。
2.1 模芯固定架 (板)
模芯固定架 (板) 的作用是将所有模芯杆的前端按砖型孔洞排列要求固定在支架 (板) 上, 支架固定在模套前端上, 模芯另一端呈悬臂状插入在模套中, 模芯之间、模芯与模套之间的空间形成泥料通道 (模道) , 从机口过来的压力泥料穿越支架 (板) 空隙, 被分成许多股泥流进入模具成型腔, 为了使进入模具成型腔的泥料压力损失小、流速均匀一致, 模芯支架应设计成对称布置和尽量大的过泥面积, 并且在保证强度和刚度、芯杆稳定不变形的基础上, 将模芯支架迎泥方向面积最小化设计, 即成刀锋状, 以增大过泥面积和减小过泥阻力, 使泥料在模具成型腔的前部就能够尽快压缩, 愈合成型。模芯固定架 (板) 设计的合理, 既能有效提高砖坯的均匀性、密实度, 又可以适当缩短模具长度, 降低挤出能耗。
2.2 模芯
模芯的断面形状就是砖坯孔洞形状, 新国标要求烧结多孔砖孔洞率≥28%, 取消了圆型孔和其他孔型, 规定采用矩型孔或矩型条孔, 还规定了孔的尺寸范围。这样虽然能够改善和提高节能效果, 但由于矩形孔的四角是干燥和烧结时的应力集中处, 是最容易开裂的部位。一块小规格多孔砖矩形孔的孔角数量一般都在100个以上, 这些孔角都是形成开裂的隐患。新标准规定孔角要有过度圆角, 却没规定最大圆角半径, 许多企业为了节约模具加工成本, 没有真正做到将模芯四条棱角加工成圆角, 只是随便倒倒角了事, 应力集中问题没有解决, 开裂依然严重。从提高砖坯强度, 减少孔角开裂角度考虑, 圆角半径越大越好, 但过大会影响到孔洞率和保温效果, 因此设计合适的孔洞过渡圆角半径尤为重要。笔者认为圆角半径r与孔洞宽度b之比≥1/6为好, 模芯在模套内的长度以距离模口 (出坯口) 5mm左右较合适。
2.3 模腔形状和纵向长度 (成型长度)
模腔形状和纵向长度 (成型长度) 设计要满足砖坯的成型要求。它与泥料的塑性、模芯支架布置和过泥面积、砖坯的孔形、孔密度、砖坯的外壁厚和肋厚有关。纵向长度 (成型长度) 过长, 出坯阻力增大, 砖机挤出力不够, 出坯率降低, 制砖机功耗加大, 同时还会出现泥料在螺旋绞刀处返泥发热现象, 带来砖坯开裂问题, 对设备、模具和产品都不利;过短, 出坯阻力小, 泥料在模具内没有足够的挤压力, 愈合成型不好, 坯体断面密实不够, 均匀性差, 特别是孔角处更易形成密实度不均匀现象, 带来干燥和烧成开裂变形问题。笔者认为成型长度与砖坯最大外壁厚 (或肋厚) 之比应大于8为好。应该指出的是, 有许多的挤出模具模腔形状设计成完全倒喇叭收缩出口, 没有设计一段等径挤出模腔, 泥料成型缺少定型阶段, 这也会带来砖坯的成型缺陷。
3 结语
成型是烧结多孔砖和多孔砌块生产工艺中十分关键的一个环节, 模具的优劣对砖坯质量起到至关重要的影响。近年来我国烧结多孔砖和多孔砌块成型模具技术发展较快, 从模具材料到结构设计, 从机械加工到耐磨处理, 技术水平都有很大提高。模具材料由最初的普通碳素钢到合金模具钢, 加工由传统的车、刨、割焊到今天高精度的三维数控加工, 耐磨处理也由当初的单一淬火发展到陶瓷衬套、表面喷涂和化学热处理等。模具结构设计要考虑泥料的特性和泥料在模具中经过泥条压缩愈合、均匀密实和定型的挤出成型过程。为保证模具出坯速度均匀一致, 要有调节挤出成型阻力机构, 如机内的芯杆架、芯杆机械调节和机头机口内壁液体润滑调节。对塑性差和泥料颗粒粒径偏大的的泥料, 在符合新国标要求基础上, 建议成型模具孔洞数量设计要尽量少, 孔洞尺寸尽量大, 这样孔洞角的总数量少, 四角的过渡圆角半径取值可大些, 外壁和内肋厚度也能适当加大。模具的纵向长度 (成型长度) 设计要适当, 要有一段等径挤出模腔。总之, 对同样的原料, 使用设计合理、加工精细、强度高和耐磨性好的模具可以有效防止砖坯缺陷, 提高产品质量和生产效率, 降低挤出机的能耗和磨损。
摘要：成型是烧结多孔砖和多孔砌块生产工艺的关键环节, 模具的优劣对砖坯质量起到至关重要的影响。文中就成型模具对烧结多孔砖和多孔砌块质量的影响进行了阐述, 对模具设计、加工中应注意的关键环节, 如模具材料、结构设计、机械加工到耐磨处理等提出了意见与建议。
关键词：挤出成型,成型模具,烧结多孔砖,多空砌块
参考文献
[1]崔玉华, 吴秀英, 罗亮.《烧结多孔砖和多孔砌块》新行业标准的探讨[J].砖瓦世界, 2009 (12) .
[2]李庆繁.提高多孔砖砌体的力学和抗震性能[J].砖瓦世界, 2011 (07) .
矩形多孔砖 篇8
新标准GB13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》代替GB13544-2000《烧结多孔砖》将于2012年4月1日开始实施。为了加深烧结类生产企业对新标准的理解, 共同探讨执行新标准的方法和应对措施, 帮助企业做好新老标准的衔接工作, 省墙办在2012年4月6日的全省设区市主任工作会上, 吴锡冯主任结合第二季度墙材革新工作对新标准如何贯彻学习做了进一明确, 并要求各设区市对照新标准做好宣传服务保障, 认真贯彻执行。
新标准GB13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》与老标准GB13544-2000《烧结多孔砖》的最大区别是:①将名称《烧结多孔砖》改名为《烧结多孔砖和多孔砌块》;②增加烧结多孔砌块的内容和技术要求;③将淤泥和其他固体废弃物纳入制砖原料范围内;④技术指标增加了密度等级, 砖的密度等级分别为 (单位:㎏/m3) :1000、1100、1200、1300;砌块的密度等级分别为 (单位:㎏/m3) :900、1000、1100、1200四个等级。;⑤用抗压强度平均值和强度标准值评定强度等级, 取消抗压强度平均值和单块最小值评定方法;⑥取消了优等品、一等品、合格品质量等级的规定。每块砖或砌块不允许出现严重泛霜;⑦提高了孔洞率的技术指标。A、取消了圆型孔和其它孔型, 规定采用矩型孔或矩型条孔, 并增加了孔洞尺寸要求, 以改善和提高节能效果。B、原孔洞率为≥25%, 现改为:经焙烧而成, 砖孔洞率≥28%、砌块孔洞率≥33%, 孔的尺寸小而数量多的砌块。主要用于承重部位;⑧将抗压强度标准值fk的接收常数K=1.8, 调整到K=1.83;⑨增加了放射性核素限量技术要求。⑩新标准实施后所生产的烧结多孔砖产品和老标准生产的产品相比主要是提高了产品强度质量的均匀性, 改善和提高了节能效果, 环保健康要求得到保障。