混凝土复合保温砌块力学及热工性能分析研究.pdf

2 0 1 2年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT P R0DUC 2 01 2 No 9 S e p t e mb e r 混凝土复合保温砌块力学及热工性能分析研究 许国东 ， 杨 晓虹 ， 汤苏平 。 ( 1 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司， 南京 2 1 0 0 2 8 2 东南大学材料科学与工程学院， 南京 2 1 1 1 8 9 ； 3 江苏省墙体材料改革办公室 ， 南京 2 1 0 0 0 8) 摘 要 ： 结合 国家对建筑节能和墙材应用的要 求， 介绍 了混凝土复合保温砌块的特点 ， 分析 了混凝土复合保温 砌块的主要性能指标 ； 在调研和试验 的基础上 ， 分析 了影响混凝土复合保温砌块力学和热工性能的主要 因素 ， 对混 凝土复合保温砌块 的性 能改进提 出了相关建议 ， 为混凝土复合保 温砌块 的生产应用提供参考。 关 键 词 ： 混凝 土复 合 保 温 砌 块 ； 抗 压 强度 ； 热 工性 能 ； 自保 温 Ab s t r a c t ：W i t h r e q u i r e me n t s o f b u i l d i n g e n e r g y e ffic i e n c y a n d wa l l ma t e ri a l s a p p l i c a t i o n ，t h e c h a r a c t e ri s t i c s o f c o mp o u n d i n s u l a t i o n c o n c r e t e b l o c k s a r e i n t r o d u c e d ，a n d t h e ma i n p e r f o r ma n c e i n d e x e s o f t h e b l o c k s a r e a n a l y z e d Me c h a n i c al a n d t h e rm a l p e rfo rm a n c e s o f t h e b l o c k s a r e a n aly z e d b a s e d o n the i n v e s t i g a t i o n a n d e x p e rime n t ， a n d t h e w a y s t o i mp r o v e the m a r e s t u d i e d t o p r o v i d e r e f e r e n c e s f o r p r o d u c t i o n a n d a p p l i c a t i o n o f t h e c o mp o u n d i n s u l a t i o n c o n c r e t e b l o c k s Ke y wo r d s ：C o mp o u n d i n s u l a t i o n c o n c r e t e b l o c k s ； C o mp r e s s i v e s t r e n g t h ； T h e rm a l p e rf o rm a n c e ； S e I f h e a t i n s u l a t i o n 中图分类号 ： T U 5 2 2 3 文献标记码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2) 0 9 5 4 0 3 0前 言 墙体材料的节能性能 和防火安全性 能已成 为 我国建筑工程领域的重要指标。混凝土复合保温砌 块 是 以轻 集 料 混 凝 土 或 普 通 混凝 土 空 心 砌 块 为 基 材 ， 通过采用高效保温材料如聚苯 乙烯材料 、 炉渣 、 稻壳 、 膨胀 珍珠岩 、 发泡保温材料等填充空心砌块 孔洞等方法复合而成的保温砌块 。混凝土复合保 温砌块具有热工性能好 、 防火 、 力学性能好 、 施工方 便 、 综合成本低 、 质量通病 少 、 耐久 、 与建 筑物同寿 命 、 易于建厂投产 、 利废等优点 ， 近年来在我 国夏热 冬冷地 区得到了广泛的应用 。 根据 国家建筑节能设计规范 以及墙材应用技 术规范等标准要求 2 - 3 ， 混凝土复合保温砌块的主要 技术参数有 ： 抗压强度 、 抗 折强度 、 热阻值 、 热惰性 指标等。自保温性能的具体要求为 ： 强度等级M u 5 0 ，墙体热阻 I0 6 7 ( m k ) W，热惰性指标 D 3 0 ， 通过适 当的隔热设计 ， 基本满足夏热冬冷地 区 居住建筑的热工性能要求。 本文在对江苏省 5 4家生产企业生产的 6 0个产 品性能的测试基础上 ， 对混凝土复合保温砌块力学 和热工性能进行了分析研究 ， 相关数据可为混凝土 复合保温砌块 的生产应用提供参考。 1 混凝土 复合保 温砌 块 力学性 能分 析 如图 1为混凝土复合保温砌块 的抗压强度与 基金项 目： 2 0 1 0年江苏省墙改科研项 目。 5 4 容重之 间的关系。从图 1中可以看 出， 混凝土砌块 的容重集 中在 1 1 5 0 1 3 0 0 k g m 。( 空 隙率 在 3 6 4 2 ) ， 抗压强度多为 7 5 MP a 级别 ； 在材料相近的情 况 下 ， 容重 对抗 压 强度 并 没有 决 定性 的影 响 。混 凝 土空心砌块的抗压强度 主要与生产工艺和孑 L 型设 计 有关 。 喜 程 答重 ( k g n l ) 图 1 混凝 土复合保 温砌块容重与抗压强度 的关系 1 1 生产工艺对混凝土复合保温砌块力 学性 能的 影 响 根据对相关企业生产情况 的调研 以及产 品试 验结果的分析可知 ， 生产工艺是影响混凝土砌块强 度的主要因素之一。例如某些采用简易移动式混凝 土砌块成型机 、 附着式振动成型台以及不重视养护 条件 ( 多为露 天无保护措施 的 自然养护) 下 生产 的 混凝土砌块强度波动较大， 产 品稳定性差 。而采用 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 9 期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 7期 图 6为混凝土膨胀珍 珠岩复合砌块 含水率对 其热阻的影响。混凝土膨胀珍珠岩复合砌块的热阻 随含水率的增加而显著降低 ， 且在一定范围内成线 性关系。由于膨胀珍珠岩具有较强的吸水性 ， 从而 导致墙体的吸水率较高 ， 热阻降低较大。 霰 蛙 弊 墙体含水率 图 6混凝土膨胀珍珠岩复合砌块热阻随含水 率的变化 2 3 复合无机保温板对混凝土复合保温砌块热阻 的影响 混凝土复合保温砌块 热阻的提高主要是 由于 轻质材料的导热系数低所致 ， X P S板等有机材料的 导热系数相对于聚苯颗粒砂浆等无机材 料低且对 含水率的影 响小 ， 是 目前混凝土复合保温砌块广泛 使用的材料。 图 7为某 三排 孔 结构 的砌 块 孔 中分 别 未插 板 、 插 一 块 3 0 ram 厚 的 X P S板 和 插 两 块 3 0 ra m 厚 X P S 板的热阻分析图。图中插一块板砌块的热阻比未插 板的热阻提 高了 2 0 ， 插两块板砌块的热阻比插一 块 板砌块 的热 阻提 高 了 1 5 。 要 蕞 插 3 0 mm 板 数 量 图 7三排孑 L 砌块 的热 阻与插板数量 的关系 图 8为五排孑 L 结构 的砌块 ， 当两排孑 L 、 三排孑 L 、 四排孑 L 中分别插 2 0 ra m保温板的热阻分析 图：插两 块板砌块的热阻比未插板 的热阻提 高了 2 2 5 ， 插 一 56一 三块板砌块的热阻比插两块板的热阻提高 了 1 8 。 插 四块板砌块 的热阻 比插 三块板砌块 的热阻提高 了 l 4 。 妻 吾 霰 1 _6 1 4 1 2 0 2 O 0 插板数量 图 8 五排孔砌块的热阻与插板数量的关 系 总之 ，插板数量可以有效提高砌块的热阻， 但 插板数量和热阻不存在等比例的线性关系。 3结论 影响砌块力学性能的 因素主要有材料 自身强 度、 成型工艺 以及孔型的设计。采用先进 的生产工 艺和合理的孑 L 型设计是提 高砌块力学性能 和热工 性能的基本保证。在孔型设计上 ， 三排孔至五排孔 是混凝土复合保温砌块的发展方向； 采用砌块孑 L 中 插保温板等复合方式是提 高混凝土复合保温砌块 热工性能的有效途径 ， 但采用轻质材料复合 时要考 虑其吸水水性能对其热工性能的影响 。 参考 文献 ： 【 1 许锦峰 ， 吴 志敏 ， 张海遐， 等 自保温墙 体技术 在节能工 程 中的应用【 J 】 建设科技， 2 0 0 8 ( 1 8 ) ： 1 2 - 1 6 2 】 中国建筑科学研究院等编制 J G J 1 3 4 -2 0 1 0夏热冬冷地 区居住建 筑节能设 计标准 【 S 】 北京：中国建筑工业 出版社 ， 2 01 0 3 中国建筑东北设 计研究 院有限公 司等编制 G B 5 0 5 7 4 2 0 1 0墙体材料应用统 一技术规范【 S 】 北京： 中国建筑 工业 出 版社 ， 2 0 1 0 4 南京玻璃纤 维研究设 计院等 编制 G B 1 3 4 7 5 -2 0 0 8绝 热 稳态传热 性质的测定 标定 和防护热热 箱法 S 北京 ： 中国标 准 出版社 ， 2 0 o 8 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 7 2 6 作者简介 ： 许国东 ， 男 ， 博士研究 生。 通讯地址 ： 江苏省南京市红山路 1 0 7号 联 系 电话 ： 0 2 5 8 5 4 5 8 1 6 8 E -ma i l ： s e u x g d 1 2 6 c o m 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 O O O O O 0 O O O 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m