复合节能砌块

复合节能砌块（精选7篇）

复合节能砌块 篇1

随着我国城市化进程的不断推进, 建筑对于节能的要求持续增加, 外墙保温结构的节能在建筑节能中占了很大的比重, 尤其是墙体材料的选用更是在当前形势下需要着重考虑的。目前, 我国的外墙保温系统存在施工工艺不过关、稳定性和耐热性不足等缺陷。因此, 极力开发与推广应用自保温墙体材料构造设计与施工技术, 达到围护结构节能、保温的效果是当务之急。建筑垃圾日益增多, 而通过处理加工成再生骨料并加以循环利用成再生骨料混凝土, 可减轻环境负荷, 同时符合可持续发展要求。因此, 以再生骨料为原料, 通过科学的配比和排孔设计, 并加入硅酸盐水泥、天然砂石、水以及其他添加剂等材料, 配制承重再生骨料复合节能混凝土砌块是一项重要课题。

国内的专家、学者对再生骨料混凝土砌块做了大量试验研究, 并得到了重要成果。如:雍玉鲤等[1]对砌块空气层的形状和厚度进行研究, 并提出砌块孔型为矩形且空气层厚度达到40 mm以上时导热性能最优, 同时提出砌块孔洞行列数越多, 砌块的平均传热系数越小、保温效果越好;谢静静[2]通过对玻化微珠保温材料试验, 得出在再生混凝土保温砌块中其掺量越大, 导热系数越低的结论;卓玲等[3]将再生骨料取代率提高至85%, 按照砌块等级MU5.0进行了配合比优化设计。

本文在分析有关再生骨料混凝土砌块的研究成果[4]基础上, 自主优化设计出一组导热性能优良的以玻化微珠浆作为填充材料的空气层孔型为矩形、强度为MU7.5的再生复合节能材料混凝土承重砌块, 同时经过28 d的养护, 试验得出该新型再生复合节能材料承重砌块的抗压强度, 并提出最优配合比。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

1) 水泥:P.O42.5普通硅酸盐水泥, 产地为吉林省磐石市冀东水泥磐石有限责任公司;2) 天然粗骨料:粒径为5 mm~10 mm的延吉市砾石;3) 天然细骨料:粒径为5 mm以下的延吉市河砂;4) 再生粗、细骨料:来自延吉市施工现场的废弃混凝土试块, 经颚式破碎机破碎后进行筛分。本试验采用再生细骨料的粒径范围为5 mm以下, 再生粗骨料粒径范围为5 mm~10 mm;5) 玻化微珠:轻质保温材料, 产自凌海市龙岩建材厂;6) 胶粉:廊坊康特化工生产的KT-03聚苯颗粒保温砂浆专用胶粉;7) 水:延吉市自来水。

1.2 试件制作

本文共进行三种形式的试件制作, 分别是:1) 尺寸为150 mm×150 mm×150 mm的再生骨料混凝土试块9块, 坍落度为0;2) 尺寸为300 mm×300 mm×30 mm玻化微珠试件6块;3) 根据《普通混凝土小型空心砌块》[5]《砌体结构设计规范》[6]等规范, 选定砌块的尺寸为390 mm×190 mm×190 mm的再生复合材料混凝土砌块6块。

1.3 再生复合承重混凝土砌块设计

根据文献研究[1]确定再生复合材料混凝土砌块肋宽为30 mm, 并按照文献研究[7]所提到的当空气层厚度大于40 mm时热阻变化趋势渐弱的结论, 把空气层的厚度定为50 mm厚, 同时为了砌块间的咬合力更强而设计出新的块型, 其空心率为41%。具体尺寸如图1所示。

2 再生复合承重砌块配合比设计与强度

2.1 再生复合承重混凝土的配合比设计

强度为MU7.5的再生复合材料承重砌块的配合比设计时, 按照表1中所示普通混凝土配合比公式分别计算各材料的用量, 单位用水量取140 kg/m3[3]。

1) 混凝土28 d抗压强度。

由式 (1) 得:

其中, fb为配制混凝土空心砌块的混凝土28 d抗压强度, MPa;fk为混凝土空心砌块设计强度等级;E为空心砌块空心率, 为0.41。

2) 混凝土空心砌块的配制强度。

fh由式 (2) 得:

其中, D为成型工艺系数 (振动不加压型时D=1.20) ;H为养护条件系数 (蒸汽养护时H=1.00) ;M为空心率影响强度的调整系数 (取1.02) ;K为体型系数 (取1.0) 。

3) 用水量。固定为140 kg[3]。

4) 混凝土空心砌块水泥用量。

按照式 (4) 得:

其中, fce, g为水泥强度等级;mwo为单位用水量。

5) 水灰比。

按照式 (5) 得:

6) 混凝土空心砌块砂率。

由式 (6) 得:

其中, Dm为粗骨料的最大粒径, mm。

7) 混凝土空心砌块粗细骨料用量。

按照式 (7) 分别计算得出:

按照再生粗骨料取代率为90%、再生细骨料取代率为50%配制混凝土。因此, 再生粗骨料用量为588.7 kg/m3, 再生细骨料用量为246.3 kg/m3。综上, 再生复合节能承重混凝土空心砌块的理论配合比为:mco∶mwo∶ms∶mg=1∶0.56∶1.81∶2.60。

2.2 再生复合承重混凝土试块强度

按照150 mm×150 mm×150 mm的试模制作混凝土试块, 按照3 d, 7 d, 28 d的养护期, 测试混凝土的抗压强度。其混凝土强度值和相关龄期的关系, 如图2所示。

由图2可知, 经过28 d的标准养护, 最终混凝土的抗压强度达到16.68 MPa, 达到并超过理论计算值。

3 玻化微珠浆配合比的设计与试件制备

玻化微珠是一种轻质保温材料, 用来填充空心砌块的空气层, 使砌块具有更好的自保温性能, 同时保证轻便的特点。本文根据计算所得的三种配合比, 制备三组玻化微珠试件。在控制水、水泥和胶粉的比例不变的情况下, 逐渐增加玻化微珠颗粒的掺量进行对比分析, 三组的配合比如表2所示。

kg/m3

玻化微珠浆试件及导热系数测试如图3所示。

通过28 d的同条件养护, 研究玻化微珠掺量对试件导热系数的影响。玻化微珠掺量与导热系数关系如图4所示。

由三组试件的导热系数对比可知, 在玻化微珠浆试件中, 玻化微珠的掺量越大, 试件导热性能越好, 当比例为第三组所示时, 玻化微珠的导热系数最小达到0.139 7 W/ (m·K) 。

为降低成本, 在玻化微珠试件中水泥掺量较少而导致试件强度较低。通过加入少量胶粉可加强试件的粘结力, 但对试件导热系数产生影响, 因此, 玻化微珠浆实际导热系数会低于试验测定值。

4 再生复合节能材料混凝土承重砌块制备与力学性能测试

4.1 砌块的制备

在制备砌块前, 先进行砌块模具的制作。按照砌块的设计尺寸, 利用建筑模板的拼接做好模具以后, 依照mco∶mwo∶ms∶mg=1∶0.56∶1.81∶2.60的配合比把混凝土浇筑到模具中, 制作的砌块尺寸为390 mm×190 mm×190 mm, 共6块。

砌块拆模后, 在空心层里浇筑上述第三组配合比的玻化微珠浆, 1 d后放入标准养护室进行养护。

4.2 砌块的物理力学性能测定

砌块的强度试验按《混凝土小型空心砌块试验方法》[8]的规定进行。把砌块放入标准养护室进行养护28 d以后, 取其中的5块进行抗压强度试验, 如图5所示。

当试验荷载达到极限荷载的70%时, 裂缝开展明显且有响声, 达到极限荷载时, 试件压溃。再生复合节能材料承重砌块的抗压强度值如表3所示。

MPa

由表3中的抗压强度取5个砌块的平均值, 得到再生复合节能材料承重砌块的抗压强度值为7.74 MPa, 达到预期理论值, 满足承重要求。

5 结语

1) 通过试验得出, 在自主优化配合比设计的玻化微珠浆中, 玻化微珠的掺量越大, 导热系数越小;当玻化微珠、水、水泥的比值为1∶2.8∶0.4时, 导热性能最好, 且成本最低。由于胶粉的掺入会对导热性能产生影响, 因此, 建议在合理的情况下, 空心砌块填充玻化微珠时考虑减少胶粉的掺量。

2) 本文设计的再生复合节能材料混凝土承重砌块抗压强度值达到7.74 MPa, 满足初始设计强度为MU7.5砌块的理论值和承重砌块强度要求, 填充的玻化微珠浆降低砌块的导热系数, 且略微加强砌块的强度, 提高与完善砌块的综合性和施工性。由上文述, 该砌块是适合北方寒冷地区范围内进一步推广应用的新型复合节能承重砌块。

参考文献

[1]雍玉鲤, 江昔平.新型复合自保温砌块的研究[J].混凝土, 2012 (1) :109-112.

[2]谢静静.再生混凝土保温砌块性能研究[J].混凝土与水泥制品, 2013 (11) :55-58.

[3]卓玲, 陈宝璠.MU5.0再生骨料混凝土空心砌块配合比设计[J].硅酸盐通报, 2014 (2) :271-276.

[4]张伟.墙体自保温砌块的研究进展[J].新型建筑材料, 2009, 36 (1) :13-15.

[5]GB 8239—1997, 普通混凝土小型空心砌块[S].

[6]GB 50003—2001, 砌体结构设计规范[S].

[7]李建成.混凝土空心砌块的孔型对其隔热性能的影响[J].混凝土与水泥制品, 1995 (5) :50-52.

[8]GB/T 4111—1997, 混凝土小型空心砌块试验方法[S].

复合节能砌块 篇2

近年来, 随着我国相继颁布了一系列建筑节能相关的政策法规, 建筑节能设计标准也在不断提升, 传统的墙体材料已经无法满足建筑节能的需求, 因此市场上出现了许多新型墙体材料。复合保温墙材从性价比方面与其它类型墙材比较, 仍具有较大的优势, 尤其保温材料和外装饰面材料可以与主体结构具有一致的耐久性, 其使用年限是其它节能墙体难以达到的。同时, 该新型复合烧结砌块原料主要为煤矸石、建筑垃圾、炉渣、矿渣、粉煤灰、淤泥, 原料均来源于建筑与工业废料, 解决了建筑废泥浆与建筑垃圾的处置难题, 解决了固体废弃物所造成的环境污染问题, 可保护耕地资源, 实现固体废弃物的循环利用。该砌块应用到工程实际中, 具有良好的经济、社会及环保效益。目前国内外虽然对具有粘结性复合保温砌块有相关的专利报道, 然而上述专利均基于砌块型式的保护, 如孔洞排列、孔洞尺寸、孔洞形状以及榫健或燕尾槽型式的不同。而对于具体的保温效果、力学性能及所采用的墙体材料方面缺乏系统的研究。虽有文献对某种特定砌块型式进行过实验分析, 然而无法对这些砌块的实际工程应用进行优化并缺乏相关的设计方法的报道, 难以推广应用并形成产业化生产。课题组利用温州大学节能实验室的设备, 对该砌块的物理力学性能以及保温效果进行初步研究。

1 复合保温砌块的结构形式和材料组成

1.1 结构形式

根据GB 50003—2001《砌体结构设计规范》、GB 8239—1997《普通混凝土小型空心砌块》等的规定, 考虑到施工的方便, 砌块的尺寸应满足建筑的模数要求, 同时还要便于生产和运输, 因此砌块的尺寸不宜过大或过小。按照上述原则, 复合保温砌块的尺寸定为390 mm×240 mm×190 mm以及290mm×240 mm×190 mm, 孔洞采用2并排小孔和1大孔共同组成, 其中小孔尺寸为90 mm×30 mm, 大孔尺寸为330 mm×60mm, 并在砌块的孔洞中填充保温材料 (见图1) 。同时还在表面设置10 mm宽、1.5 mm深的凹槽, 以增强砌块与砂浆的咬合力, 防止砂浆脱落。砌块的壳体壁厚为2.5 cm。

1.2 材料组成

煤矸石:采煤和洗煤过程中排放的固体废物, 代替黏土作为制砖原料, 可以少挖耕地。烧砖时, 利用煤矸石本身的可燃物, 可以节约煤炭。其化学成分见表1。

%

淤泥:主要来源于钻孔灌注桩施工中产生的泥浆, 基坑开挖产生的淤泥, 主要组成为黏土、砂、石, 其中黏土成分占所述淤泥中固体成分的70%以上。

建筑垃圾粉:主要由废混凝土、碎砖渣、砂浆通过球磨机碾磨而成, 其中碎砖渣的质量占建筑垃圾的20%。其堆积密度为1260 kg/m3, 表观密度为2290 kg/m3, 吸水率11.8%, 含水率1.73%, 细度模数2.86, 粒径分析见表2。

炉渣:其特点是密度小, 相对强度高, 耐火性好, 有害成分含量少, 当作为骨料用于砌块中时, 能提高其强度、降低其导热系数。但炉渣的吸水率较大, 砌块中的炉渣含量较高时容易造成冻胀破坏, 对砌块的抗冻性不利, 所以要严格控制炉渣的掺量。其化学成分见表1。

粉煤灰:选用干排Ⅲ级粉煤灰。其化学成分见表1。

聚乙烯泡沫块 (PE) :该材料为软质闭孔材料, 导热系数与EPS板相近。化学稳定性好, 耐酸碱, 吸水率极低, 几乎不吸水。

复合外加剂:甲基纤维素、可再分散乳胶粉、纤维素醚, 按一定比例配制。

增强纤维:木纤维、聚丙烯纤维。

2 砌块的物理力学性能测试

2.1 砌块的制作

将经过设计计量的煤矸石、粉煤灰、淤泥、建筑垃圾粉、炉渣、矿渣、复合外加剂及增强纤维等经强制搅拌均匀后, 陈化48 h, 备用。陈化后的物料制成砖坯, 湿砖坯外形尺寸为:390 mm×240 mm×190 mm。经过干燥后 (利用焙烧窑烟道释放的热量) , 含水量小于7%, 送入轮窑焙烧, 焙烧温度800~1100℃, 可制成复合保温砌块。最后, 在砌块的孔洞中填充聚乙烯泡沫块, 以提高保温性能。空心砌块的试验配合比如表3所示。

2.2 砌块的抗压强度

砌块的强度试验按GB 13545—2003《烧结空心砖和空心砌块》进行, 试样数量为10块, 加荷速度为1~2 k N/s。试样从开始加载到完全破坏的过程表现为:开始时, 随着荷载的增加, 试样的表面无裂缝出现, 加载到40 k N左右时, 试样表面开始出现裂缝, 当加载到极限荷载的25%~50%, 在这一阶段裂缝发展明显, 并出现开裂的声音。接下的一小段时间里, 随着荷载的增加裂缝的数量及大小无明显变化。而后裂缝又均匀发展, 当荷载达到极限值时, 裂缝急剧变大, 试样被迅速压垮, 整体表现为明显的塑性破坏过程。不同复合外加剂及增强纤维掺量下各组配比砌块的抗压强度测试结果见表4。

由表4可见, 各配合比下的砌块强度除个别外都符合GB 13545—2003规定的MU10强度等级, 个别组分的强度远高于标准。由结果还可看出, 随着淤泥掺量的增大, 烧结砖的强度提高。随着复合外加剂及增强纤维掺量的增大, 烧结砖的抗压强度逐渐提高。当采用煤矸石15 kg, 淤泥60 kg, 建筑垃圾15 kg, 炉渣5 kg, 矿渣10 kg, 粉煤灰15 kg, 复合外加剂及增强纤维为总质量的3%时, 经烧结后砌块的抗压强度为最大, 达17.58 MPa, 为抗压强度的最佳配比。

2.3 密度、含水率、饱和吸水率及软化系数

取表4中复合外加剂及增强纤维掺量为3%的5组试样进行测试。

含水率:将砌块取样用电子秤测其质量 (精确到0.1 kg) , 然后将试样放入烘箱中, 在105℃条件下烘24 h, 测试含水率。

饱和吸水率:按GB/T 2542—2012《砌墙砖试验方法》进行测试, 以5块试样的3 h煮沸吸水率的算术平均值表示。

软化系数:每组取3块标准试样, 将试样浸置在20℃左右的水中, 水位距砌块上表面20 cm, 浸置时间为4 h。接着将试样取出并将其表面擦干, 进行抗压强度的测试。

密度、含水率、饱和吸水率及软化系数测试结果见表5。

从表5可以看出, 5组砌块所测性能均符合GB 13545—2003标准要求。

3 砌块的热工性能研究

3.1 试件制作

将砌块表面用水浇湿, 用强度等级为MU5的水泥砂浆砌筑尺寸为2 m×2 m的墙体, 砌筑砂浆厚度不超过1 cm。砌块要求错缝砌筑, 表面平整。砌筑好的墙体在标准条件下静置养护7 d。

3.2 测试基本原理

在被测试的墙体表面适当且较平整部位布置平板状的热流计[1], 并在热流计周围的内外表面和环境中布置热电偶。用专用导线把分布的热流计和热电偶连接到温度与热流巡回自动检测仪 (以下称巡检仪) , 以采集建筑物围护结构内外侧和环境的温度和热流量。热流计对围护结构热阻的影响可忽略不计。在一封闭空间内用温度控制仪保障墙体两边温差的恒定。在热量交换稳定之后, 巡检仪开始采集数据, 包括被测试维护结构的热流量及其两侧表面和环境的温度, 巡检仪所显示的温度和热流读数均为被测试围护结构的温度和热流。巡检仪每30 min采集数据1次, 为了保证数据有足够的说明性及准确度, 采集数据的过程要持续3~7 d。测试完成, 用计算机导出实验数据。测试结果受围护结构两侧温差的影响, 温差越高则实验结果误差相对越小, 计算结果就越精确, 反之误差越大。该方法把热流计和热箱法进行有机结合, 可以避免受到环境温度影响而不能正常测试的缺点。

用模拟热箱法构造一维传热的稳态环境和热流计检测动态热量的方法相结合测试热工性能, 控制测试构件的粘贴位置、方法和测试时间, 以减少实验误差[2]。

3.3 测试结果 (见图2、图3)

结合图2、图3, 计算出复合保温砌块墙体的传热系数为0.342 W/ (m2·K) , 根据JGJ 26—2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》, 测得的传热系数满足节能50%的要求。

4 结语

(1) 该复合保温砌块的较佳配合比为:m (煤矸石) ∶m (淤泥) ∶m (建筑垃圾粉) ∶m (炉渣) ∶m (矿渣) ∶m (粉煤灰) =15∶60∶15∶5∶10∶15, 复合外加剂及增强纤维掺量为总质量的3%。

(2) 该复合保温砌块的强度较高, 吸水率、软化系数均符合GB 13545—2003的要求, 可作为建筑外墙和内墙的砌筑材料使用。

(3) 该复合保温砌块的传热系数为0.342 W/ (m2·K) , 可满足严寒地区建筑节能50%的要求。

(4) 该复合保温砌块的力学及保温性能较同类产品有较大的优势, 且材料来源于建筑和工业垃圾, 具有环保、经济的优势, 值得进一步的研究和推广。

参考文献

[1]科博尔.可再分散乳胶粉与干混砂浆[J].新型建筑材料, 1999 (1) :11-14.

复合节能砌块 篇3

关键词：断热节能复合砌块,轻集料微孔混凝土,建筑节能,保温构造

随着能源问题的日益突出,国家对建筑节能越来越重视,GB 50189—2005《公用建筑节能设计标准》和第三步节能65%《民用建筑节能设计标准》等各地方标准对建筑物墙体围护结构提出了较高的节能要求,为了获得更高效的保温性能,我们研制开发了性能优良的轻集料微孔混凝土/EPS断热节能复合砌块(以下简称断热节能复合砌块)。本文主要介绍该复合砌块所用材料组成、性能特点、配合比设计、制备技术和砌块的结构、性能和生产工艺技术及以其为核心材料的建筑保温系统的构造和作法。

1 断热节能复合砌块的材料组成

断热节能复合砌块(专利号ZL200720032119.2)是由轻集料微孔混凝土与EPS材料无间隙复合而成,充分集成了2种材料的优良特性,具有轻质高强、高效保温、耐久性好的性能,可用于各类建筑物的围护结构和保温结构。以其为核心材料的建筑保温系统(专利号ZL200810018336.5)具有和建筑物主体结构同寿命的其它现行墙体外保温系统无可比拟的优势。其创新点为轻集料微孔混凝土的制备和轻集料微孔混凝土与EPS材料以断热结构形式实现无间隙复合成一体。EPS材料采用符合GB/T 10801.1—2002《绝热用模塑聚苯泡沫塑料》标准要求的阻燃型聚苯板。

轻集料微孔混凝土是以快硬水泥为胶凝材料,以特种短纤维为增强材料,采用各种粗细轻质骨料(陶粒、炉渣、碎砖渣、膨胀珍珠岩等),并在制备中引入微小泡沫而制成的,和普通轻集料混凝土的主要区别在于其水泥石基体也是微孔结构。因此,同时具有轻集料混凝土和泡沫混凝土的特点,使其成为密度小、强度高、抗裂性好、热工性和耐久性卓越的新型混凝土材料,是生产新型节能建筑墙体制品的首选材料。

2 断热节能复合砌块的生产工艺技术

2.1 规格及结构特点

断热节能复合砌块以轻集料微孔混凝土为外部基体承受荷载,并与EPS板保温芯层采用独特的浇注工艺实现无间隙整体复合成一体。主尺寸采用我国中型砌块的通用规格尺寸(长×宽×厚):600 mm×300 mm×200 mm,600 mm×300 mm×120 mm。断热节能复合砌块的结构如图1所示。

断热节能复合砌块可独立砌筑或与其它墙体材料配合砌筑,适用于框架填充、剪力墙外模内置或贴砌、砖混承重墙配砌等不同节能保温墙体的建造。同时可配备EPS竖向和水平灰缝压条。采用普通砌筑砂浆砌筑须用EPS灰缝压条提高灰缝处热工性能。

断热节能复合砌块结构具有以下显著特点:

(1)制品为轻质微孔混凝土外基体和保温芯材以断热方式的紧密复合体,保温芯材体积占50%以上,并阻断了热传导通道,消除了热桥影响,加之轻质微孔混凝土的良好热工性能,使砌块的综合导热系数可小于0.070 W/(m·K);轻质微孔混凝土外部基体防护性,使其更具轻质、高强、保温隔热和耐久性。

(2)砌筑施工既可采用保温砌筑砂浆,也可采用普通砌筑砂浆,制品两端设有竖向榫槽,底面设有凹槽,可用于填充保温砂浆或放置EPS灰缝条,进一步减除热桥影响,改善了灰缝处热工性能,同时可起到确保灰缝饱满度,提高墙体整体性、抗剪稳定性和隔声的作用。

(3)与粘贴EPS保温板薄抹灰外保温系统等现行作法相比,不但墙体围护与保温可同时完成,避免二次室外保温层施工,缩短工期,降低造价,还可直接粘贴面砖饰面,更主要的是提高了外保温层的耐久性,实现了外保温层与建筑主体同寿命。降低了建筑使用维护成本,杜绝了脱落伤人等安全隐患。

2.2 原材料及配合比

2.2.1 原材料

(1)胶凝材料

由于断热节能复合砌块采用浇注模制工艺,所制备的轻集料微孔混凝土浆料是一种大水灰比的流态料自密实浆体,采用普通硅酸盐水泥时,其完全水化的理论水灰比为0.277左右,剩余的自由水量大,因而干缩较大,采用快硬硫铝酸盐水泥时,其完全水化的理论水灰比为0.447左右,剩余自由水较少,干缩小,同时该种水泥凝结快、早期强度高,有利于微孔的稳定形成。故一般应选用42.5级快硬硫铝酸盐水泥。但由于该型水泥抗碳化能力较差,一般要与普通硅酸盐水泥和矿渣粉复配成快硬型复合水泥使用。其配制技术为国家专利(ZL200510096428.1)。

(2)轻集料

选用陶粒、高炉水渣、炉渣、废砖渣和膨胀珍珠岩配合使用。骨料为自然级配,由于制品壁厚限制,最大粒径应小于10mm。陶粒和炉渣堆积密度600~800 kg/m3;高炉水渣堆积密度1100~1200 kg/m3;废砖渣堆积密度800~1000 kg/m3;膨胀珍珠岩堆积密度100~200 kg/m3。

(3)增强纤维

选用8 mm长无机矿物纤维与聚丙烯短切纤维复合,经采用自行研制的高效分散剂处理后,可均匀分散于轻集料微孔混凝土中。

(4)保温芯材

选用符合GB/T 10801.1—2002《绝热用模塑聚苯泡沫塑料》标准要求阻燃型聚苯乙烯泡沫板,一般密度为10 kg/m3、导热系数为0.041 W/(m·K)。

(5)微泡剂和脱模剂

选用自制的第三代HF-3型磺酸盐微泡剂。其具有很好的起泡和稳泡性能,适用于空压制泡工艺。脱模剂选用自制的HF-2型乳化油皂液,具有无毒无味、高隔离和不污面等性能,可使用于喷涂工艺。

2.2.2 配合比

以密度500级砌块为例:每立方制品材料用量:快硬水泥150 kg,轻集料320 kg,微泡剂10 kg,短纤维0.5 kg,胶粉(HF2000水溶性)0.5 kg,EPS芯材0.5 m3,脱模剂2 kg。水灰比0.9,控制料浆密度为1200 kg/m3。

2.3 生产工艺技术

断热节能复合砌块可采用先进的工艺技术,实现大规模工业化生产。2005年在张掖市设计建成了年产5万m3复合砌块生产线,在该生产线的设计中采用了压缩空气制泡、成组模成型车、微机自控配料搅拌制浆、可控分料浇注机、自动脱模吊机、隔离剂喷涂车、顶推模车入窑和低温干热养护等多项专利工艺技术。其中空压制泡系统、可控分料浇注等关键技术有效地控制了轻集料微孔混凝土料浆质量和成型质量,使用效果良好。在此基础上2008年成功地设计开发了断热节能复合砌块成套机械设备,新研发配置了轻集料微孔混凝土料浆制备在线测控系统、远红外辐射养护系统、自动中隔板脱装系统、成组模自动清理系统、移坯分垛系统、自动码垛机系统等,实现了生产的全线自动化,新获国家专利10项,并在兰州建设了示范性年产5万m3断热节能复合砌块自动化生产线和相关应用技术培训基地。极大地提高了断热节能复合砌块生产工艺技术水平,促进了其建筑保温系统的推广与应用。断热节能复合砌块生产工艺流程见图2。

3 断热节能复合砌块及其建筑保温系统性能

3.1 断热节能复合砌块的主要性能指标(见表1)

3.2 砌块热工计算

根据实际热工测试数据,进行不利因素影响修正后:EPS保温芯材的表观密度为10~15 kg/m3,导热系数不大于0.041W/(m·K)。120型砌块EPS板厚取80 mm;200型砌块EPS板厚取150 mm。

轻集料微孔混凝土基体体积密度为600、800、1000、1200kg/m3,其导热系数计算值分别取0.14、0.16、0.20、0.24 W/(m·K)。依此进行砌块热工计算,结果见表2。

注:(1)采用标准法、快速法测试砌块干燥收缩值,若测试结果发生矛盾时,则以标准测试的结果为准;(2)砌体热阻采用防护热箱功率法检测,不能采用热流计法检测。砌体厚度等于制品厚度加抹灰层厚度。灰缝不大于10 mm,用专用保温砌筑砂浆;(3)基材导热系数采用平板导热系数测定仪测试,制品导热系数采用电模拟法测试;(4)基材导热系数、制品导热系数为参考指标,砌体热阻为必检项目。

由表2可见,断热节能复合砌块的保温性能主要由EPS保温层承担,同时轻质微孔混凝土的良好热工性,使砌块具备了更好的保温性能。砌块平均当量导热系数0.055 W/(m·K),修正系数取值1.25,当量导热系数计算取值为0.070 W/(m·K)。

3.3 墙体保温系统热工性能设计计算

断热节能复合砌块适用于框架填充、剪力墙外模内置或贴砌、砖混承重墙配砌等不同节能保温墙体,其建筑保温系统的构造和做法如图3所示。其建筑保温系统的热工设计计算依据GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》、GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》和DB62/T 25-3033—2006《采暖居住建筑节能设计标准》进行。

3.3.1 保温设计计算(见表3)

注:(1)内外抹灰层水泥砂浆导热系数取0.93 W/(m·K),断热节能复合砌块导热系数取0.07 W/(m·K),钢筋混凝土导热系数取1.74W/(m·K),承重多孔砖导热系数取0.58 W/(m·K);(2)围护结构内外表面换热阻计取0.15 m2·K/W;(3)平均传热系数需根据不同建筑形式,考虑体形系数和窗墙比及窗户种类等因素具体计算。

由表3可见,3种断热节能砌块建筑保温系统墙体的热工性能,均有可能满足寒冷地区65%节能的要求。

3.3.2 防潮设计计算

3种断热节能砌块建筑保温系统中(a)、(b)构造做法,均为外保温形式,断热节能复合砌块内侧采用了蒸汽渗透阻大的质密材料,墙体蒸气渗透难进易出,可不进行内部冷凝受潮验算。对(c)构造做法按规范及兰州市的冬季室外温度参数进行验算,结果见表4

如表4可见,Pm始终小于Ps,故(c)做法在兰州地区采暖期砌体内部不会产生冷凝结露现象。但当在室内外温差较大地区使用时,(b)、(c)做法都可能产生内部冷凝结露现象,通过大量不同条件下的验算结果表明,即使产生内部结露冷凝现象,在采暖期冷凝增量不会超过规范规定的允许范围,即微孔混凝土Δω小于4%,EPSΔω小于15%。同时由于断热节能复合砌块外基体结构材料为多孔轻质混凝土,其蒸汽渗透阻较小,内部采暖湿度气温升高后易散去,对保温性能和耐久性的影响非常小。

注:(1)为采暖期的室外平均温度。

4 结语

近年来,断热节能复合砌块已在兰州、张掖、天水等多处工程大量使用,我们认为其具有如下特点:

(1)质量轻。降低成墙后单位面积质量,减轻荷载,抗震性好。

(2)热工性能好,是自保温可达到第三步建筑节能目标的墙材制品。其保温系统寿命长,避免了维修更换,降低了全寿命期成本。可替代薄抹灰聚苯板外保温系统,使外保温系统与建筑物主体同寿命。

(3)适用性强、施工方便。可用于剪力墙结构模内预砌或外贴保温施工,砖混结构配砌承重墙施工和框架填充自保温墙施工等。

(4)底部凹槽设置EPS压缝条或使用保温砌筑砂浆进一步消除了热桥,提高了整体保温性能、抗剪性和隔声性。

(5)与抹灰层砂浆粘结牢固,墙面不易空鼓、开裂。

(6)纤维增强,抗裂性好、破损率低;饱和吸水率低,抗渗冻性好,干缩小、体积稳定、耐久性好。

复合节能砌块 篇4

为了配合北京市执行节能65%的《居住建筑节能设计标准》, 中国建筑设计研究院住宅工程中心与北京金阳新建材有限公司合作开发了具有自主知识产权, 集外墙装饰、保温和承重功能于一体的310砌块。经检测, 该砌块墙体的传热系数小于0.6W/ (m2·K) , 满足外墙节能65%的要求。2006年, 310砌块在奥运配套项目“北京体育大学国家队训练基地田径训练中心综合训练馆”中得到了应用, 下面就结合本工程介绍一下310复合保温砌块的使用情况。

工程概况

本工程为国家队设在北京体育大学的训练基地, 属于2008年奥运会配套工程, 功能为体育训练和科研, 总建筑面积29900m2, 建筑高度22.988m, 设计使用年限50年, 抗震设防烈度8度, 抗震设防分类丙类。地下为局部地下室, 地上分为三个独立的结构单元, 西侧的田径训练中心 (I段) , 中间的跆拳道馆及综合辅助设施 (II段) , 东侧的艺术体操和蹦床综合训练馆 (III段) 。

I段建筑地上一层, 平面轴线尺寸72m*128m。屋盖采用空间钢管桁架结构体系, 桁架支撑柱为钢管砼柱, 双层金属板保温屋面。

II段建筑地上三层, 平面轴线尺寸72m*90m, 局部设有一层地下室。框架结构, 框架柱为圆钢管砼柱, 框架梁为H型钢, 楼板为现浇砼楼板;屋盖采用H型钢梁, 双层金属板保温屋面。

III段建筑地上一层, 平面轴线尺寸72m*72m, 柱子为钢管砼柱, 屋盖采用螺栓球网架, 双层金属板保温屋面。

地上围护墙体均采用310厚集承重、保温、装饰为一体的复合混凝土小型空心砌块, 砌块颜色为传统的砖红色。

建筑材料

下部墙体:310砌块MU10;M10水泥砂浆;芯柱钢筋HRB335;芯柱细石砼C30;上部墙体:310砌块MU10;M10混合砂浆;芯柱钢筋HRB335;芯柱细石砼C30;其它:砼C30, 型钢.钢板.螺栓Q235。M10砂浆和C30细石混凝土均应有微膨胀作用, 配比和使用时间由砌块厂家提供。

建筑结构设计特点

节能设计标准及具体构造

墙体保温按节能第三阶段标准设计, 采用保温装饰承重一体化的310复合砌块, 即采用310*190*90复合保温砌块, 保温材料为聚苯保温板, 严格按施工规程施工, 防止开裂。经北京市建设工程质量第五检测所有限公司测定, 外墙砌体传热系数数值为0.59W/ (m2·K) 。

目前国内砌块建筑的保温方式有内保温、外保温、夹芯保温, 也有少量地区采用了专用保温砌块, 但上述技术存在以下几个问题。

内保温与普通装饰砌块墙体的复合保温隔热性能不如外保温构造方式, 局部有“热桥”, 且内保温构造将逐步被其他保温形式取代;外保温与夹心复合墙体的保温隔热性能良好, 但施工略显复杂, 价格较前者贵, 另外, 由于施工水平参差不齐, 导致外保温施工质量较难保证, 而且外保温形式的外墙饰面单调, 开裂现象时有发生;目前国内能够应用的保温装饰承重一体化的复合砌块墙体保温性能还达不到50%建筑节能目标的要求, 但其装饰、保温、承重一体化思路值得借鉴。

本工程采用的310砌块与上述保温方式相比, 具有以下优点:

(1) 保温性能好, 满足65%节能要求;

(2) 整体性好, 可以运输一体化、施工一体化;

(3) 施工速度快, 与相同体量外保温砌块建筑相比, 节省墙体施工周期1/3～1/2;

(4) 避免工人施工时错放、漏料的情况发生;

(5) 保温层厚度与材料可根据建筑物的地域、体型系数进行调节;

(6) 清水立面, 减少后期维护费用, 延长保温层寿命。

墙体设计

本工程中砌块外围护墙体在基础梁及地下室外墙上砌筑, 每片墙体均设置壁柱, 每孔均设配筋芯柱。每层设水平圈梁, 通过金属拉接件与主体结构拉接, 墙体主要承受自身重量和水平风荷载。

排块设计

根据建筑的立面特点、节能要求和结构受力要求, 进行平面与剖面的排块设计, 对特殊块型提出具体要求, 钢梁翼缘处对砌块提出切割要求。

防渗设计

导水路径的设置:在基础梁、圈梁上表面与砌块导水腔对应处的砂浆内设置导水麻绳;建筑外表面喷防水隔离剂一道。

门窗洞口节点设计

外墙上门窗洞口处, 用190X190X90U型过梁块做过梁, 纵筋锚入洞口两侧各150, 过梁混凝土与洞口两侧芯柱混凝土同时浇筑。

施工技术

脚手架

设置独立双排脚手架, 不与墙体发生关系, 既不在墙体上设脚手眼, 以确保墙体砌筑质量及墙体的清水效果。

砌块砌筑

由于墙体芯柱钢筋较粗, 采用机械连接, 因此需要先进行钢筋工程, 砌块需要套砌, 速度稍微慢一些。砌块内外叶间设置拉接钢筋网片。

电气配电箱

复合节能砌块 篇5

关键词：复合保温砌块,数值模拟,热工性能

0 引言

随着墙材革新与建筑节能研究的日益深入和现代建筑技术的发展,墙体自保温砌块的生产与推广应用取得了显著发展。与其它墙体保温形式相比,墙体自保温系统有明显优势[1]:(1)显著提高砌体的保温隔热性能;(2)一次性成型,施工便捷,工程造价较低;(3)墙体保温系统的整体性和耐候性有保障,使用寿命与建筑主体结构一致。目前,夏热冬冷地区常用的墙体自保温砌块主要为蒸压加气混凝土砌块及其衍生产品。该类产品还存在力学强度相对较低,干燥收缩率较大等问题,由此引发的工程质量问题正困扰着各方[2,3,4,5,6]。为解决上述问题,笔者提出研制一种新型的墙体自保温砌块——烧结复合保温砌块。

烧结复合保温砌块以烧结空心砌块为基体,空腔内填充保温材料,保温材料优选泡沫混凝土等无机防火保温材料。这种砌块复合了烧结空心砌块高强度、低收缩率的特点和泡沫混凝土保温性能好的优点。因此,除了具有传统墙体自保温砌块的优点外,烧结复合保温砌块还具有干燥收缩率低,可减少了墙体开裂等工程质量通病;砌块力学强度高,与水泥砂浆的粘结强度高,其外墙饰面施工简单、稳固等优点,将具有广阔的应用前景。本文通过数值模拟研究烧结复合保温砌块的热工性能,设计出孔型合理的烧结复合保温砌块,并通过实验测试进行验证。

1 热工性能的数值模拟与测试方法

表征砌块热工性能的参数很多,如传热系数、热阻、传热阻、当量导热系数等。热阻代表砌块抵抗导热的能力,在稳态传热时,它可以作为砌块保温性能的评价指标。本文以热阻为评价指标,采用数值模拟方法和实测方法对烧结复合保温砌块的热工性能进行研究。

1.1 数值模拟方法

使用有限元软件ABAQUS对烧结复合保温砌块的稳态传热过程进行数值模拟,在计算结果精度满足工程要求的前提下,做出如下假设[7]:

(1)不考虑空气升温及降温过程,直接以30℃和-10℃恒温加载在砌块内外两侧,即稳态传热过程来进行分析;

(2)忽略烧结空心砌块基体与泡沫混凝土芯材的接触热阻;

(3)空气层等效成匀质保温层,其热工性能按GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》附表2.4取值。

使用ABAQUS对烧结复合保温砌块热工性能数值模拟时,材料的基本参数如表1所示。

1.2 测试方法

采用GB/T 13475—2008《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》规定的防护热箱法测试烧结复合保温砌块砌体的热阻值。该方法是在试件两侧的箱体(热箱和冷箱)内分别构造第三类边界条件,达到稳定状态后,测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入热箱的功率,计算试件的热工性能。

2 热工性能数值模型

2.1 初始模型热工性能分析

烧结复合保温砌块外观尺寸为290 mm×240 mm×190 mm(长×厚×高),初始孔型如图1所示,孔洞内填充泡沫混凝土作为保温材料。

利用ABAQUS软件对图1所示的模型进行热工性能的数值模拟计算,砌块的热阻值为0.857(m2·K)/W,其热流密度云图如图2所示,颜色由暗至亮表示热流密度不断增加,即导热性能提高,对砌块的保温性能不利。

从图2可以看到,连接内外壁的3条纵肋上的热流密度远大于其周边的泡沫混凝土部位,这是因为烧结空心砌块基体的导热系数比泡沫混凝土高,因此热流易在3条纵肋上集中。3条纵肋直接贯通内外壁,成为内外壁传热的热桥,是影响砌块热工性能的主要因素。

常用的提高复合保温砌块热工性能的方法是断开纵肋形成夹芯型的复合保温砌块[8,9,10]。笔者认为,完成断开纵肋形成夹芯型复合保温砌块,仅靠保温层或少量连接件连接砌块的内外壁,砌块的整体性得不到保障,并且在施工、应用过程中存在一定安全隐患。为进一步提高烧结复合保温砌块热工性能,可尝试以下方案:(1)增加保温层厚度;(2)利用空气层隔断,延长传热路径。本研究通过数值模拟对2种方案进行比较。

2.2 孔型优化设计

在烧结复合保温砌块初始模型基础上,保温层厚度由120 mm增加至140 mm得到模型2,截面如图3所示;保温层两侧各增加1排10 mm厚的空气层得到模型3,截面如图4所示。2种模型的孔洞率基本一致,热阻值经数值模拟计算分别为0.941(m2·K)/W和0.995(m2·K)/W,热流矢量图分别如图5和图6所示。

与初始模型相比,模型2的热阻值增大了9.8%,模型3的热阻值增加幅度更明显,为16.1%。这是因为模型2在稳态传热时,热流方向基本沿砌块厚度方向传导,传热路径相对较短;而在模型3中,在3条纵肋与空气层交叉处增加了沿垂直厚度方向的横向热流,使热流传导路径延长,有利于增加砌块的热阻。

模型2和模型3的数值模拟结果,说明在保持烧结空心砌块孔洞率相同的前提下,延长传热路径比增加保温层厚度具有更明显的改善砌块热工性能的效果。为更进一步提高烧结复合保温砌块热工性能,在模型3的基础上继续增加2排空气层得到模型4,孔型尺寸如图7所示。模型4的热阻值经数值模拟计算为1.114(m2·K)/W,数值模拟得到的热流矢量图如图8所示。

模型4的热阻值较初始模型增大了30.0%,较模型3增大了12.0%,这是由于继续增加2排空气层后,传热路径进一步延长,稳态传热时砌块中的横向热流进一步增多,增加了传热难度,砌块的热阻值进一步增加。因此,选择模型4为烧结复合保温砌块最终孔型。

2.3 灰缝对烧结复合保温砌块热工性能的影响

烧结复合保温砌块应用时采用普通水泥砂浆砌筑,砌筑灰缝宽度为10 mm。对烧结复合保温砌块砌体热工性能进行数值模拟计算时,为减少计算量,取砌体的最小单元:1块砌块+上下左右各5 mm砌筑砂浆+内外侧各20 mm抹灰砂浆。在一定温差作用下,传热达到稳定时,砌体单元的热流密度云图如图9所示,经计算其热阻值为0.887(m2·K)/W,与模型4的数值模拟结果相比下降20.4%。因此,灰缝对烧结复合保温砌块的热工性能影响较大,减小灰缝影响是下一步研究工作的重点。

3 热工性能验证

使用普通砌筑砂浆将烧结复合保温砌块(见图10)按测试要求砌筑成1.5 m×1.5 m砌体,控制砌筑灰缝为10 mm,砌体内外侧各抹20 mm厚的抹灰砂浆,形成热工性能测试用试件(见图11)。试件经自然养护28 d后,使用防护热箱热传递性质检测系统(见图12)进行测试。测试得到试件的热阻值为0.920(m2·K)/W,与数值模拟计算结果相差约为4%,可见数值模拟法计算结果具有很高的准确性。

4结论

使用ABAQUS有限元软件对烧结复合保温砌块的热工性能进行数值模拟,通过分析模拟结果设计出合理的砌块孔型,并对数值模拟计算结果进行试验验证,得出以下结论:

(1)延长传热路径可有效提高烧结复合保温砌块的保温性能,模型4的理论热阻值高达1.114(m2·K)/W;

(2)灰缝对烧结复合保温砌块砌体的热工性能影响较大,解决灰缝热桥能够显著提高砌体的热工性能;

(3)试验测试证明,数值模拟具有很高的准确性,误差在4%以内。

参考文献

[1]张伟,孙道胜,丁益.墙体自保温砌块的研究进展[J].新型建筑材料,2009(1):13-15.

[2]于飞.框架填充墙裂缝调查分析与控制探讨[D].杭州:浙江大学,2006.

[3]马伟.谈加气块填充墙裂缝原因及防治[J].山西建筑,2014(3):123-125.

[4]卞英林.加气砼砌块填充墙质量问题的原因及防治方法[J].科技信息(科学教研),2007(29):368-446.

[5]冯冲,李淑红,陈武新.加气混凝土砌块墙体裂缝产生的机理及防治[J].铜业工程,2008(2):81-83.

[6]孙小鸾.框架填充墙裂缝形成机理以及防治对策研究[D].南京:南京工业大学,2006.

[7]解维益.金属面绝热用夹芯板保温隔热和力学性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2009.

[8]雷艳,黄巧玲,杜松,等.复合自保温砌块热工性能数值模拟研究[J].新型建筑材料,2013(10):45-47.

[9]徐月龙,周强,杨世林,等.复合砌块夹芯保温材料的研究进展与展望[J].重庆建筑,2013(11):81-83.

复合节能砌块 篇6

1 原料分析

1.1 试验原料

镍铁矿渣:贵州省黔东南州某厂急淬和慢淬混合料, 水泥:选自海螺水泥厂普通硅酸盐水泥 (P·O42.5) , 外加剂:市售, 石灰:市售。

1.2 试验仪器及设备

DX-2500型X衍射仪, 环境γ谱仪, 万能材料试验机等相关建材行业检测仪器。

1.3 原料成分分析

对主要原材料进行了化学成分分析, 分析结果见表1所示;对镍铁矿渣的主要重金属元素进行了分析, 结果见表2所示。

对该镍铁矿渣进行了浸出实验, 结果Cr、As、Ba等元素均符合国家标准GB5085.3-2007 及相关要求, 其他重金属浸出结果未检出。

1.4 放射性分析

镍铁矿渣放射性检测结果见表3 所示, 从表中内照、外照数据结果表明, 该地区厂内的镍铁矿渣的放射性核素限量满足国家标准GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》, 适用于建筑建材行业。

1.5 矿物质分析

由图1 可知, 镍铁矿渣中的主要有矿物相呈柱状分布的铁镁橄榄石 (Fe, Mg2SiO4结晶相及铁橄榄石Fe2SiO4结晶相;一般水淬 (急淬) 的镍渣中还含有大量的玻璃相, 玻璃相的含量与渣排出时的温度、水淬速度等有关。镍铁矿渣主要组成与化学分析结果基本符合。

2 试验方案

通过对原料的化学分析检测, 确定该镍铁矿渣可以用于建筑建材行业。

2.1 破碎分级

经过破碎机破碎, 粒径≥10 mm的镍铁矿渣用于路面 (透水砖或其他) 混凝土骨料, 使之100 %利用。使镍铁矿渣中5 mm~10 mm粒径≥52.6 %, <0.15 mm的粒径为≤20 %, 并且在镍铁矿渣材料中, 粒径<0.15 mm的颗粒与粒径为5 mm~10 mm的颗粒的质量比的比值为0.35~0.38。另外, 将破碎后粒径<0.15 mm的镍铁矿渣进行球磨形成镍铁矿渣粉, 比表面积达到350 kg/m2。

2.2 试验步骤

通过对贵州省的镍铁矿渣实地调研, 结合当地特殊情况制备一种复合自保温砌块, 以镍铁矿渣作为主要原材料制备空心砌块, 并通过镍铁矿渣粉发泡为填充材料复合而成。将其置于自然环境中进行养护处理10 d~28 d后, 即可得复合自保温砌块。

3 结果讨论

3.1 掺不同级配的镍铁矿渣对空心砌块影响及其性能研究

按照GB/T8239-2014《普通混凝土小型砌块》的指标要求检测, 其结果如表4所示。

结果表明:镍铁矿渣空心砌块的各项指标均符合GB/T8239-2014《普通混凝土小型砌块》的要求, 尤其是强度得到提高, 其他指标变化不大;随着镍铁矿渣粉的增加, 砌块抗压强度有增加, 说明硅酸钠起了一定的激发作用, 以激发磨细镍铁矿渣粉或镍铁矿渣微小粉作为胶结材料, 由于其玻璃相中含有少量的CaO、AI2O3, 因而在碱性介质的激发下具有潜在的水硬性, 稳固砌块内部架构产生强度;且吸水率有减小趋势, 可能是密实度增加的原因。

3.2 激发剂对镍铁矿渣 (粉) 的影响研究

在该厂的镍铁矿渣中, 有一部分是水淬处理, 也有部分企业不经水淬而直接外排的, 所以其原料镍铁矿渣中CaO、Fe2O3、SiO2、Al2O3的含量有限, 在短期内因其活性发挥较缓慢, 其综合利用领域有一定的局限性;而通过添加适量激发剂激发镍铁矿渣的潜在活性, 在碱的作用下会生成Fe (OH) 2、Fe (0H) 3和Ca (OH) 2等几种凝胶, 填充在其他水化产物中起到填充和骨架的作用。同时也使得镍铁矿渣中的Al2O3及SiO2的活性得以明显体现, 有效地增强了镍铁矿渣空心砌块的抗压强度及其综合性能, 提高了镍铁矿渣空心砌块的质量。本文采用镍铁矿渣为主要骨料, 部分磨成粉主要是利用其硅质、铝质和钙质等成分, 激发其活性SiO2、Al2O3的潜在水凝性, 替代部分胶凝材料, 提高产品性能。

掺加激发剂硅酸钠对砌块强度的影响, 见表5 所示。

结果表明:随着硅酸钠掺量的增加, 砌块抗压强度有所提高, 表明硅酸钠在砌块环境内水解形成碱性介质, 激发镍铁矿渣中少量的CaO、Al2O3等, 提高了强度;当硅酸钠掺量超过一定比例时, 砌块抗压强度反而降低, 可能是硅酸钠过量, 产生的碱性介质影响砌块材料内部结构, 导致抗压强度降低。关于这一点, 在下一步的研究试验中进行验证分析。

3.3 发泡填充材料的制备及其性能研究

按照JGT266-2011《泡沫混凝土》标准要求进行检测, 检测结果如表6所示。

该试验过程中均采用铝粉为发泡剂。由表6可以看出, 所得砌块中填充材料, 其各项指标均达到国家和建材行业标准所规定的要求。该填充材料中加入的硅酸钠还起一定的早强作用, 避免塌模。

3.4 复合自保温砌块的制备及其性能研究

按照国家标准JGT407-2013《自保温混凝土复合砌块》和GB/T4111-2013《混凝土砌块和砖试验方法》标准对所得的产品的各项性能进行检测, 其检测结果如表7所示。

由表可以看出, 本试验所生产出镍铁矿渣制备复合自保温砌块, 其各项指标均达到国家和建材行业标准所规定的要求。

4 结论

a. 通过采用的原材料中掺入大量的镍铁矿渣, 有力促进了镍铁矿渣的资源化利用, 实现冶炼渣清洁化, 有效地解决了当地镍铁矿渣难于处置的问题, 减少了环境污染;

b. 通过引入激发剂, 使得镍铁矿渣粉活性增加, 进而改变在原料中的活性程度, 降低传统工艺中的生产成本, 缩短空心砌块的生产周期, 能有效提高产品性能;

c.镍铁矿渣及其粉体在该复合自保温砌块中的总掺量控制在80 %以上, 添加外加剂, 使得制备出来的复合自保温砌块抗压强度及其综合性能得到保证, 并符合国家废弃物资源综合利用产业政策, 能够有效利用大量的镍铁矿渣, 降低生产成本, 降低了能耗, 具有良好的经济效益和社会效益;

d. 镍铁矿渣制备复合自保温砌块符合国家相关标准对复合自保温砌块所规定的要求, 其强度和各项综合性能指标优良。

摘要：以贵州省镍铁矿渣为主要骨料原料, 粒径<0.15mm的镍铁矿渣磨成粉后利用其硅质、铝质等成分, 激发其潜在活性替代部分胶凝材料, 制备一种复合保温砌块, 对镍铁矿渣的化学成分、矿物质、放射性、重金属离子浸出毒性及其复合保温砌块的性能等进行了研究;提供了镍铁矿渣综合利用途径, 促进了镍铁矿渣就地即产即用的推广。

关键词：镍铁矿渣,综合利用,绿色建材,保温砌块

参考文献

[1]何焕华, 蔡乔方.中国镍钴冶金[M].北京:中国冶金出版社, 2000.

[2]国家发展与改革委员会, 中国资源综合利用年度报告[R].2014.

浅谈砌块剪力墙复合墙体施工工艺 篇7

关键词：砌块,复合墙体,施工

1 复合墙体工艺流程

定位放线→混凝土楼板凿毛→小砌块砌筑、清除孔内砂浆 (同时水平钢筋施工) →栽竖向钢筋施工→清扫孔支侧模→竖向芯柱、水平暗梁砼施工→梁、板钢筋混凝土施工→下一层主体承重结构混凝土施工。

2 施工方法

2.1 承重墙施工。

2.1.1 小砌块排列原则;

砌筑前按照房间图纸画出砌体组砌排列图。 (1) 小砌块排列应根据小砌块模数做到孔对孔、肋对肋、锉缝搭接。 (2) 第一皮砌块采用从侧面开口, 以便于芯柱内砂浆的清除和钢筋连接。 (3) 小砌块排列图上应标明砌块型号, 以及门、窗、预留洞、水表、开关和插座位置、尺寸;排列时尽量采用主要规格砌块 (390*190*190) 以提高功效。 (4) 排列图上应标明砌块的竖向钢筋和水平筋的规格、位置和连接方式。

2.1.2 小砌块砌筑。

(1) 砌筑砂浆应符合设计以及规范规定。 (2) 砌块前应对轴线和标高进行复核、校正。 (3) 电器开关、插座和预留洞所处位置砌块应在施工现场用切割机加工成配块备用。 (4) 第一皮砌块采用从侧面开口砌块, 第二皮以上水平暗梁处采用肋上开槽砌块。 (5) 从转角或定位处开始, 内外墙同时砌筑。每日砌筑高度不宜大于1500mm。 (6) 水平灰缝采用坐浆法, 砂浆饱满度要求不低于90%;竖向灰缝砂浆饱满度要求不低于80%。灰缝厚度控制在12~20mm之间, 严禁出现瞎缝和透缝。 (7) 随时进行墙体的原浆勾缝工作, 勾缝深度3~5mm;随时清扫墙面。 (8) 小砌块的相对含水率应符合设计要求。砌块砌筑前一般不需浇水湿润。当天气干燥炎热时, 可在小砌块上洒水润湿。雨天当雨量较大时应停止砌筑, 并用防雨材料对才砌完的墙体进行遮盖。继续施工时, 需复核墙体垂直度。

2.1.3 钢筋施工。

(1) 水平钢筋施工与墙体砌筑交叉作业, 两根水平钢筋间距控制在6cm, 要求随绑随验收。 (2) 竖向钢筋在楼板面连接, 采用机械连接方法及配套的专用工具连接。

2.1.4 水平暗梁、灌芯混凝土施工。

(1) 暗梁以及灌芯的混凝土配合比应符合设计规定。 (2) 混凝土配合比应根据现场施工经验和试验室试配来设计, 试配值应根据砌体试验和混凝土试块试验来确定, 并应满足一下条件:a.塌落度控制在230±20mm;b.混凝土流动性好、保水性、粘聚性好;c.混凝土与砌体共同工作性好。 (3) 混凝土浇筑。a.混凝土浇筑在梁、板模板施工完, 梁板钢筋绑扎施工前进行。b.芯柱孔洞内的砂浆以及垃圾必须清除干净。c.芯柱的竖向钢筋必须检验合格。d.砌筑砂浆强度平均值须大于1.0MPa后, 方可浇筑混凝土。

2.1.5 水暖、电气施工。

(1) 开关、插座及预留孔, 在小砌块砌筑过程中预先留好, 严禁在砌好的砌体上打洞或开槽。 (2) 电气水平预埋管从圈梁、楼板中布设;电气竖向预埋管布设在小砌块孔洞内, 待一层墙体砌好后再穿管, 开关盒、接线盒安装在功能块侧壁缺口处。 (3) 一个芯孔只允许穿一根电气预埋管, 电气预埋管只可在水平钢筋与砌块内壁之内缝隙通过, 禁止在两根水平筋之间穿过。 (4) 工程的防雷接地系统通过每层的芯柱钢筋作防雷接地引下钢筋, 防雷接地需焊接。防雷接地钢筋施工完毕, 应及时进行接地电阻测试。

2.1.6 梁、楼板施工。

钢筋混凝土梁、楼板施工模板施工完成后, 先施工砌块剪力墙混凝土, 然后施工梁、板钢筋、混凝土, 按照相关标准施工与验收。

2.1.7 脚手架选用。

(1) 砌筑采用内脚手架一般采用工具式高凳;外脚手架一般采用双排钢管脚手架。 (2) 双排钢管脚手架施工应符合要求, 连接墙件在圈梁上预埋。

2.1.8 劳动组织。

混凝土砌块短肢砌体剪力墙结构工程施工时, 除正常土建各工种配合施工外, 水暖、电气、通风空调各工种应随时配合砌筑及灌芯的施工, 避免预埋管、线盒或预留孔洞的漏设。

2.1.9 季节性施工措施。

雨期施工:a.现场应设置排水沟、排水井, 以便于雨季时雨水过大现场有组织排水。b.小砌块堆放应有防潮垫层和防雨遮盖措施。

2.2 非承重墙砌块施工。

2.2.1 组砌要求。

(1) 砌筑时必须从转角处和纵横墙交接处向两边同时组砌, 砌块相互咬槎搭接。 (2) 除墙体转角处外, 砌体临时间断处留直槎, 留槎处应设置拉结筋, 钢筋埋入墙体内1000mm, 其它要求同前。

2.2.2 灰缝要求。

(1) 砌块灰缝厚度控制在8~12mm。 (2) 砌筑砂浆饱满度横竖缝皆不得小于90%。组砌完毕后对于砂浆不饱满的灰缝, 特别是纵横墙交叉处及墙体与梁板柱相交处, 必须再次以砂浆灌缝填嵌密实。 (3) 勾缝。墙体的横缝和竖缝必须以专用工具进行勾缝, 要求缝宽均匀, 深浅一致, 表面光滑整洁, 勾缝砂浆不得污染砌块。

2.3 质量要求。

2.3.1 砌块组砌正确。

2.3.2 勾缝应横平竖直, 勾缝均匀, 宽度、深浅一致, 缝深3~4mm。

2.3.3 墙面砌筑后应及时清扫干净, 保持墙面整洁。

2.3.4 每日施工过程中的落地灰, 应及时清扫干净, 集中过筛处理。

2.3.5 墙体拉结筋的位置、数量, 必须技术人员验收合格后, 方可组砌。

2.4 过梁及圈梁。

2.4.1 消火栓和电表计量箱等洞口设封闭混凝土框。该混凝土框采用预制形式, 现场直接安装, 既可加快施工速度又可保证观感质量。

2.4.2 其它所有洞口宽度大于300mm时, 洞顶必须预制混凝土过梁, 过梁混凝土标号不小于C20, 小于300mm的洞口采用钢筋砖过梁。

2.4.3 预制过梁安装要求。

过梁两侧深入墙体内不小于250mm;过梁支座下部必须座浆。过梁底标高应控制比设计标高高3cm, 以便门框的安装。

3 圈梁模板

圈梁模板采用采用胶合板模板预制后现场拼装。砌筑施工至梁下第一皮砖时, 留120*120mm洞口, 以便穿扁担木加固梁帮。

圈梁钢筋绑扎采取直接绑扎成钢筋骨架待圈梁模板加固后放到模板内的施工方法。

4 重点部位控制

4.1 房间的规方检查。

每层墙体定位后, 技术员必须验线, 复核洞口的位置、宽度及房间的规方, 特别是卫生间, 要求必须规方, 如有偏斜, 及时校正规方、且卫生间以及厨房必须做止水上翻梁。

4.2 外墙门窗洞口的控制。

对于外墙上的门窗洞口, 皆以首层外墙洞口控制线为准, 以经纬仪向上投测, 弹在顶板上, 以保证洞口上下通线。

4.3 外墙垂直度及平整度控制。

由于本工程砌筑是从下向上与主体施工穿插进行组织的, 故对外墙的垂直和平整度控制方法如下: (1) 砌筑前利用经纬仪在角柱上弹出铅垂控制线, 以此线控制墙体大角的垂直度。 (2) 在外墙所有转角部位在进行本层砌筑时, 必须层层以底层墙体为基准, 向上吊垂直线进行整体垂直度控制。 (3) 整个外墙面施工时必须挂水平通线进行墙面平整度控制。

4.4 卫生间墙跟部处理。卫生间根部200mm高范围内, 采用混凝土上返沿处理, 混凝土强度C20, 以免该范围砌体遭受侵蚀。

5 质量标准和成品保护