【摘 要】 加气混凝土砌块作为新型墙体材料,已广泛应用于建筑市场。由于许多产品性能难以满足建筑质量而影响其应用。通过对原材料的研究分析,采用严格的工艺制度,发明并研制出高性能加气混凝土砌块,增强了原有产品的性能,降低了干燥收缩值,有效地控制了砌块在外墙使用中出现裂缝,充分发挥出其保温隔热的功效,促进了建筑节能墙体自保温技术的向前发展。
【关键词】 高性能加气砼砌块;保温技术
建筑节能已成为建筑工程的重要技术问题,国家相继出台了多种法律法规、政策标准和规范技术措施。建筑物的节能其外围护墙体起到了关键性作用,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挤塑板或保温砂浆为主,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,如保温措施达不到节能预计效果,工程造价高、施工工序复杂,保温层与建筑结构寿命周期不同步,且有些材料本身就是以石油为原料,或者制造时的能耗就高,不能实现节能、节材,循环发展。因此,建设、设计、施工等单位迫切希望能够选用单一的自保温墙体材料以满足建筑节能的要求,实现既节省工程造价,方便施工,减少质量通病,又能确保与建筑物全寿命周期同步,为人们提供舒适、健康、安全、持久的居住、办公和活动场所。
通过综合比较后,外围护结构自保温技术要优于节能建筑外保温、内保温技术,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则是要研制出理想的、符合要求的隔热保温墙体材料及其相配套的相关技术,以形成完整的墙体自保温技术体系。
1高性能加气砼块材
1.1加气砼是隔热保温优良材料。加气砼是以地产材料为主要原材料生产的产品,资源丰富,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,具有广阔而深远的推广应用前景。目前,我国生产的加强砼块材,根据制作原材料的不同而分为粉煤灰加气砼和石灰砂加气砼两种,粉煤灰加气砼抗压强度高,而抗拉、抗折强度、抗冻性、耐久性不如石灰砂加气砼,干燥收缩率也比后者大。石灰砂加气砼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砼。由于加气砼本身某些材料性能的不足,加之应用技术未完全配套,如生产制作时的质量控制、建筑构造、施工技术、配套材料等问题,极易使加气砼砌筑的墙体开裂,经粉刷后产生裂纹、起鼓等质量通病,形成加气砼砌块主要用于内墙、极少用于外围护墙的局面,导致加气混凝土隔热保温等优点得不到充分的发挥,影响了加气砼的声誉,限制了在建筑中的推广应用。
1.2高性能加气砼是单一墙体材料。为了解决加气砼在建筑上使用时产生的容易开裂的问题,使其成为节能建筑理想的自保温墙体材料,据工程介绍现已研制出高性能加气砼并已获得国家发明专利。高性能加气砼块经过多方总结,具有上述两种加气砼的优点,同时,又克服了两种加气砼的不足之处。高性能加气砼的抗压强度高于石灰砂加气砼和粉煤灰加气砼,而抗拉、抗折强度与石灰砂加气砼一样高于粉煤灰加气砼,生产过程中的成品率高,产品在运输及使用中破损率极小,耐久性和抗冻性优于粉煤灰加气砼,干燥收缩远远低于石灰砂加气砼,也比石灰砂加气砼低得多。一般粉煤灰加气砼的干燥收缩≥0.8mm/m(快速法,下同),石灰砂加气砼的干燥收缩一般在0.7mm/m左右,而高性能加气砼的干燥收缩仅为0.4～0.6mm/m,这就解决了现有2种加气砼制品的缺陷,砌筑的墙体不再轻易开裂,粉刷后也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。
使用高性能加气砼作为单一材料的自保温节能建筑墙体,施工方便、保温造价低,能广泛用作建筑物的外墙、内墙及非承重墙、承重墙,并能实现外围护墙体满足建筑节能65%以上的设计标准。由于其与普通蒸压加气砼砌块的特性和外形尺寸一致,对检验、设计、施工及工程验收等均与普通蒸压加气砼砌块相同,可采用现行的国家和地方标准,具有不可替代的、显著的、长久的推广应用价值。
1.3高性能加气砼块材。高性能加气砼块材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、高品质产品的先决条件。高性能加气砼具有良好的物理力学性能,如强度、收缩、堆积密度、隔热保温性能等取决于该制品中各种水化产物的含量和结晶度。其主要水化产物是硅酸钙凝胶,托勃莫来石及少量的水化石榴石。C-S-H和C-S-H(1)对强度有较大的增强作用,托勃莫来石次之,水化石榴石对强度则无作用。胶状水化硅酸钙含量越高,收缩越大,托勃莫来石含量越高,收缩率越小。
砌块的关键技术主要是制品中的托勃莫来石和水化硅酸钙凝胶的含量最佳,以及在合理比例下,其他各种原材料的配比。同时,还要考虑各种工艺参数对制品性能的影响,确定合理的工艺参数,并对生产工艺进行调整。为了保持稳定、提高产品质量,研究加入适量的外加剂来控制也是极其必要的。
据介绍在南通市华夏硅酸盐制品有限公司进行了试生产,该公司成为首家专利使用许可企业,制定了高性能加气砼砌块企业标准,通过技术改造、工艺调整,2005年10月该公司按企业标准成功的实现了批量生产,现在进一步扩大生产规模,以满足市场的需要。高性能加气砼砌块企业标准在许多性能指标方面等于或高于国家标准,如表1所示。
表1高性能加气混凝土性能指标
目前,全国有蒸压加气砼生产企业近600家,总设计能力超过4650万m3,从2007年国家监督抽查重点企业产品质量检查总结分析会上公布的情况来看,蒸压加气砼砌块产品合格率仅为90%。而对按照企业标准生产的高性能加气砼砌块进行测试验收,合格率已达到98%以上,远远超过了现有蒸压加气砼生产企业的合格率,其产品的质量优势十分明显。
1.4高性能加气砼砌块的主要物理力学性能。批量生产的高性能加气砼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的检测结果见表2。
表2高性能加气砼砌块各项物理力学性能指标
2高性能加气砼砌块在工程上的应用
高性能加气砼砌块具有较小的热导率和相对于保温材料较大的蓄热系数,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满足使用单位地方标准《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》(DB32/478-2001)对外墙节能的规定指标,不需要再在其墙体的外侧或内测符合保温层,加之具有比其他保额材料相对高的强度,可以满足框架结构围护构造。
据介绍某办公楼是一座10000m2的12层建筑,起初设计的建筑外墙保温体系是外墙挤塑板外保温,由于业主南通城建开发有限公司要求达到建筑节能65%以上的设计要求,则选用的挤塑板必然很厚,当得知高性能加气砼自保温技术能帮助实现愿望后,立即要求变更采用在保温节能建筑技术,从而实现了即降低了建筑工程造价,方便施工,又达到了保温工程与结构主体同寿命的目的。该工程建筑自保温墙体材料采用240mm厚的高性能加气砼砌块(根据热工计算,240mm的高性能加气砼自保温墙体完全达到节能65%的设计要求),墙体砌筑砂浆1∶1∶6混合砂浆,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。
为了保证高性能加气砼自保温技术的成功应用,确保工程质量,生产企业首先狠抓高性能加气砼砌块的产品质量,严格按照高性能加气砼砌块的企业标准进行内检外验,确保产品的合格率,砌块制成后在工厂专设的库棚内至少存放20d以上,严格控制砌块的含水率20%以下,不断降低其干燥收缩值。为了减少砌块至工地的破损,并免受雨水侵蚀,将砌块堆放在专门制作的木托盘上,再外套塑体袋进行包装,然后贴上标签,才可送到工地,经对以上工程项目应用时的统计,砌块到工地未出现任何破损。
在施工过程中,还制定了相应的施工操作技术要求,将高性能加气砼砌块施工要点向现场施工人员“交底”。墙与梁、柱交界等节点建筑构造都有了专门的处理方法。目前,应用高性能加气砼砌筑的自保温墙体,至今已近两年,经历了两个冬夏天考验,经复查,墙体未出现任何开裂,粉刷没有空壳、裂纹、技术质量完全满足规范的要求。
实践证明,应用高性能加气砼自保温技术节省了较高的挤塑板外保温费用。由于高性能加气砼干密度是实心砖的1/3,砼的1/4,采用高性能加气砼自保温技术,可减少基础和梁柱造价,一般可节约5～8%结构体的综合造价。
通过分析显而易见,高性能加气砼的成功研发应用是我国墙体材料革新的需要,高性能加气砼自保温技术的成熟发展,技术体系的日臻完善,其耐久耐候、操作简便、通病防治,节土、节能、又利废等优点,不久将会被人们所普遍认识和接受,必将产生卓越的社会效益、经济效益和环境效益,必将推动节能建筑向绿色建筑发展。
参考文献
1王荣.高性能加气混凝土[P].CNPatent.ZL200310106557.5,2005.6.22
2王荣.高性能加气砼砌块及墙体自保温技术研究.建筑节能,2009(1):
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