1、新型建筑材料2023020前言耐久性影响混凝土结构的服役寿命,其配合比设计也正从传统的以强度目标为导向逐渐向以耐久性转变1。表面涂层防护技术是提高混凝土耐久性的重要手段之一,如氟碳涂层、聚脲涂层、环氧树脂涂层等2。但有机高分子涂层只能阻断基体与周围环境的接触,不能实现对混凝土损伤的修复,服役中也存在耐候性不足、大气稳定性不够、抗老化能力不强等问题。近年来,渗透结晶技术应用逐渐增多,包括水泥基渗透结晶(CCCW)材料、有机硅烷类浸渍材料等3,其活性物质能够激活和催化未水化的水泥颗粒,并与 Ca(OH)2、AFt 等水泥水化产物发生进一步反应,从而填塞毛细孔,增强基体的密实程度,达到损伤修复和表层
2、强化的目的。同时,CCCW 材料可在休眠状态与启动状态之间多次转换4,具有同寿命服役和反复施效的能力。目前,CCCW 材料已在三峡枢纽、上海地铁、周宁抽蓄电站、南水北调中线渡槽等多个工程应用。传统的水泥基渗透结晶(CCCW)材料具有作用周期长、施工程序多、易爆皮开裂等不足2,并且只能在混凝土硬化拆模后进行涂刷。新型的水溶性渗透结晶(DPS)材料利用混凝水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究基金项目:国家自然科学基金项目(U2040222);中央级公益性科研院所基本科研业务费项目 CKSF2021456/CL);水利部示范项目(SF-2021-02)收稿日期:2022-09-23作者简介:胡栋
3、,男,1989 年生,工程师,E-mail:。通讯作者:李杨,工程师,博士,E-mail:。胡栋1,左程1,宋嘉城1,李杨2,周世华2(1.湖南平江抽水蓄能有限公司,湖南 岳阳414500;2.长江水利委员会长江科学院,湖北 武汉430010)摘要:水溶性渗透结晶(DPS)材料是在传统水泥基渗透结晶(CCCW)材料基础上发展起来的新型混凝土表面修护材料。借助平板开裂试验、渗水高度试验和透水速率试验,研究了 DPS 材料对混凝土抗压强度、早期抗裂性能、裂后自愈合能力和抗渗性能的影响。结果表明:DPS 材料能够抑制混凝土的泛碱现象,降低早期裂缝的发生风险,提高混凝土抗压强度,并显著提高抗渗性能和裂
4、缝自愈合能力;DPS 材料的裂缝修复效果与 DPS 材料用量、裂缝宽度、养护时间有关,在 DPS 材料用量为 250350 mL/m2时,早期裂缝降低率可达 88.2%95.0%,喷涂后比较经济的养护时长为 714 d。关键词:水溶性渗透结晶材料;养护剂;早期抗裂性能;自愈合性能中图分类号:TU57+2文献标识码:A文章编号:1001-702X(2023)02-0132-05Influences of water-soluble infiltration crystalline material on properties of concreteHU Dong1,ZUO Cheng1,SONG
5、 Jiacheng1,LI Yang2,ZHOU Shihua2(1.Hunan Pingjiang Pumped Storage Power Station Co.Ltd.,Yueyang 414500,China;2.Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China)Abstract:Water-soluble infiltration crystalline(DPS)material is a new type of concrete surface repair material developed onthe
6、 basis of traditional cement-based capillary crystalline waterproof(CCCW)material.The present paper focuses on the influencesof DPS material on properties of concrete,such as compressive strength,early age anti-cracking ability,anti-permeability capacity,and self-healing property with the help of pl
7、ate cracking test,water penetration height test and water penetration rate test.Experimental results reveal that DPS material is able to suppress the efflorescence of concrete,reduce its early age cracking risk,enhanceits compressive strength,greatly improve its anti-permeability capacity and self-h
8、ealing capacity.The crack repair effect of DPS material is related to the amount of DPS material,crack width and curing time.When the amount of DPS is 250350 mL/m2,the earlycrack inhibition rate can reach 88.2%95.0%,and the economical curing time is 714 d after spraying.Key words:water-soluble infil
9、tration crystalline material,curing agent,early-age cracking resistance,self-healing properties中国科技核心期刊132NEW BUILDING MATERIALSNEW BUILDING MATERIALS土吸水动力学特性,克服了 CCCW 材料的缺陷和不足,喷涂时机不受混凝土硬化状态的限制,并且对基底的干燥程度无严格要求,可在混凝土自初凝后全寿命周期的各个阶段进行施工。但已有研究主要集中在 DPS 材料对混凝土硬化后期性能的影响3-6,在水化早期抗裂性能、养护保湿效果、裂缝修复能力等方面少有报道。针
10、对上述问题,本文采用平板开裂试验、透水速率试验和渗水高度试验等方法,研究 DPS 材料对混凝土早期开裂敏感性、裂后自愈合能力、抗压强度和抗渗性能的影响,并分析DPS材料养护和保湿特性,从而为DPS材料的工程应用提供参考。1试验1.1原材料水泥:P O42.5,密度 3.02 g/cm3,比表面积 320 m2/kg,细度 0.3%;粉煤灰:F 类级,密度 2.39 g/cm3,烧失量 0.98%,细度 10.4%,需水量比 101%,28 d 活性指数 74.3%。水泥和粉煤灰的主要化学成分如表 1 所示。表 1水泥和粉煤灰的主要化学成分%人工砂:细度模数 2.90,表观密度 2.68 g/c
11、m3,石粉含量7.3%,饱和面干吸水率 1.62%,级配曲线如图 1 所示;碎石:520 mm 小石和 2040 mm 中石,表观密度 2.73 g/cm3,饱和面干吸水率 0.57%。图 1人工砂的级配曲线DPS 材料:透明碱性液体,主要性能如表 2 所示,具有较好的耐热性能以及与混凝土的相容性,可在 160 下保温 2 h不出现表面粉化或裂纹,并在混凝土喷洒后不呈滚珠状掉落。表 2DPS 材料的主要性能减水剂:缓凝型 PCA-1 聚羧酸高性能减水剂,减水率28%,用于改善混凝土拌合物的和易性;引气剂:GYQ-1 型,用于调整混凝土的孔结构特性,使用前需加水稀释,稀释倍数为100 倍。1.2
12、试验配合比混凝土配合比如表 3 所示。采用 WZ-60 型卧轴强制式搅拌机拌合,粉料和骨料先干拌 2 min,然后加拌合水继续湿拌2 min;结束后装入边长为 150 mm 的立方体抗压强度试模和尺寸为 175 mm185 mm150 mm 的圆台抗渗试模,并经振捣成型和保湿静置 24 h 后拆模,移入标准养护室养护。表 3混凝土配合比和原材料用量使用纯水泥砂浆研究 DPS 材料的裂缝修复效果,砂浆水灰比为 0.5,灰砂比为 13,搅拌和成型方法参照 GB/T 176712021 水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)进行。1.3试验方法(1)抗压强度。混凝土试件分成试验组和对比组,均标准养护 7
13、、14、28、90 d 后,置于电热鼓风干燥箱中 105 下烘干24 h 至恒重,然后试验组在 DPS 溶液中浸泡 24 h 至吸收饱和,而对比组在纯净水中浸泡 24 h 至吸收饱和;将 2 组试件取出,表面擦干后再次标养 28 d;最后,按照 SL/T 3522020水工混凝土试验规程 进行抗压强度测试。(2)混凝土吸水率及 DPS 材料吸收率。混凝土试件标准养护 7、14、28、90 d 后,取出并置于电热鼓风干燥箱中,在 105下持续烘干 24 h 至恒重,然后浸泡于纯净水或 DPS 材料中,浸泡 24 h 后取出,用湿毛巾擦干试件表面并称量质量,然后利用初始干燥质量和浸泡后的质量计算混
14、凝土吸水率或DPS 材料的吸收率。(3)抗渗性能。采用渗水高度和相对渗透系数研究 DPS材料对混凝土透水性能的影响,试验组和对比组的养护龄期分别为 7、28、90 d,参照 SL/T 3522020 进行测试。(4)早期抗裂性能。平板法开裂试验的试件尺寸为 600mm600 mm63 mm。试验步骤和环境要求按照 SL/T 3522020 进行。DPS 材料用药壶人工喷洒,用量分别为 50、150、250、350 mL/m2。喷洒分2 次进行,前后时间间隔为 30 min,喷洒量比例为 6040。(5)裂缝修复能力。使用尺寸为 160 mm130 mm40 mm的砂浆试件进行试验,研究 DPS
15、 材料对水泥基材料裂缝的修复能力。砂浆试件的养护龄期为 28 d。DPS 材料用量分别为140311782.7220.047733615410水水泥 粉煤灰 减水剂 引气剂砂小石 中石0.36水胶比砂率/%42材料用量/(kg/m3)粉煤灰9.6446.58 18.709.573.091.99 0.02 1.71 0.98项目CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3Cl-R2OLOI水泥55.2223.736.063.740.863.13 0.05 0.83 3.2218321300105凝胶化时间/s表面张力/(mN/m)抗透水压力比/%抗压强度比/%11.8pH 值密度/(g/cm3
16、)1.21胡栋,等:水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究133新型建筑材料20230210、20、30 mL。DPS 材料填塞后的试件再分别养护 3、7、14、28d。试验步骤按照 T/CECS 8482021 无机水性渗透结晶型材料应用技术规程 进行。1.4数据分析方法混凝土早期抗裂性能分别用每条裂缝的平均开裂面积、单位面积上的裂缝数目、单位面积上的总开裂面积和裂缝降低率进行表征,其中裂缝降低率 按式(1)计算。=C0-C1C0100%(1)式中:C0对比组单位面积上的总开裂面积,mm2/m2;C1试验组单位面积上的总开裂面积,mm2/m2。DPS 材料对砂浆裂缝的修复效果使用渗水速率和
17、渗水速率比表征,计算方法如式(2)、式(3)所示。V=Qt(2)=VSVc100%(3)式中:Q渗漏量,mL;t试验持续时间,min;V渗水速率,mL/min;Vc未注入DPS材料溶液对比组的渗水速率,mL/min;VS注入 DPS 材料溶液试验组的渗水速率,mL/min;试验组和对比组的渗水速率比,%。2结果与讨论2.1DPS 材料对混凝土抗压强度的影响(见图 2)图 2DPS 材料对混凝土抗压强度的影响由图 2 可见,试验组和对比组的抗压强度均随养护龄期的延长而提高,抗压强度与养护龄期之间呈较好的对数函数关系。相同龄期时,试验组的抗压强度高于对比组,并且差异幅度随养护龄期的延长而缩小。7
18、d 龄期时,试验组和对比组的抗压强度分别为 34.7、29.4 MPa,两者相差 18.0%;而 90 d龄期时,试验组和对比组的抗压强度分别为 50.3、48.2 MPa,两者相差 4.3%。这说明在水化早期喷涂 DPS 材料的作用效果较好。试验组混凝土吸水率和 DPS 材料吸收率随养护龄期的变化规律如图 3 所示。图 3试验组混凝土吸水率和 DPS 材料吸收率随养护龄期的变化规律由图 3 可见,相同龄期时,试验组混凝土吸水率大于 DPS材料吸收率,并且 DPS 材料吸收率随养护龄期的延长而减小,早期下降速度较快,后期逐渐变缓,两者间呈对数函数关系。实际上,混凝土对液体的吸收能力与自身孔结构
19、特性、液体黏度、环境温度等因素有关7。DPS 材料粘滞系数高于水,导致 DPS 材料吸收率小于混凝土的吸水率。不仅如此,随着养护龄期的延长,CSH、AFt、Ca(OH)2、AFm 等水化产物数量不断增多,混凝土孔隙率减小且孔径细化,也会导致 DPS 材料的吸收率减小。DPS 材料吸收率与试验组较对比组混凝土抗压强度提高幅度的关系如图 4 所示。图 4DPS 材料吸收率与混凝土抗压强度提高幅度的关系由图 4 可见,混凝土抗压强度提高幅度随 DPS 材料吸收率的增加而增大,两者呈线性关系。DPS 材料含有碱金属离子、硅酸盐、络合剂、催化剂等组分2,通过激活和催化未水化的水泥颗粒,促进水化产物数量增
20、加和体积增多,导致混凝土内部密实程度增大,从而达到提高抗压强度的效果。DPS 材料通过渗透和结晶发挥作用7。渗透深度决定了DPS 材料的作用范围,而结晶能力影响了 DPS 材料的作用效果8。高强度等级混凝土由于内部密实程度较高,DPS 材料的侵入阻力较大、渗透总量较少,导致抗压强度的提高幅度比较胡栋,等:水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究134NEW BUILDING MATERIALSNEW BUILDING MATERIALS有限6。这说明 DPS 材料对表层混凝土具有较强的作用能力。2.2DPS 材料对混凝土抗渗性能的影响(见表 4)表 4DPS 材料对混凝土抗渗性能的影响由表 4
21、 可见,试验组和对比组的渗水高度、相对渗透系数均随养护龄期的延长而减小,其中对比组的降低幅度较大,如从 7 d 龄期到 90 d 龄期,对比组的渗水高度和相对渗透系数分别减小了 52.1%、77.1%,而试验组则分别减小了 33.3%、55.5%。相同龄期时,试验组的渗水高度和相对渗透系数均小于对比组,相对渗透系数仅为对比组的 12%24%,表明 DPS材料对混凝土抗渗性能的提高效果远高于抗压强度。混凝土抗渗性能与孔结构特性密切相关。DPS 材料对混凝土毛细孔和微细裂纹的作用效果显著,而混凝土抗压强度受毛细孔的影响较小9,因而出现 DPS 材料对混凝土抗渗性能提高幅度远高于抗压强度的效果。同时
22、,表层混凝土 DPS材料的活性物质浓度和反应程度高于内部混凝土,导致抗渗试件表面包裹了一层经过密实化处理的“防渗外衣”,因而出现试验组抗渗性能随养护龄期变化幅度较小的情况。这也说明 DPS 材料喷涂后养护 28 d 即可达到较好的作用效果。2.3DPS 材料对混凝土早期抗裂性能的影响(见表 5)表 5DPS 材料对混凝土早期抗裂性能的影响由表 5 可见,DPS 材料能够降低混凝土的早期开裂风险,减小裂缝尺寸,并减少单位面积上的裂缝数量和总开裂面积。但 DPS 材料的作用效果与其用量有关,低用量下的作用效果比较有限;而用量超过一定水平后,再继续提高其用量的改善能力降低。如 DPS 材料用量为 5
23、0 mL/m2时,裂缝降低率仅为16.1%;而用量增加到 250 mL/m2时,裂缝降低率提高至88.2%;但用量进一步增加到 350 mL/m2时,裂缝降低率提高至 95.0%。这说明 DPS 材料存在比较经济的用量范围。从平板开裂试验结果来看,DPS 材料用量在 250350 mL/m2较好。混凝土早期开裂主要与塑性收缩有关8,而水分蒸发是导致塑性收缩的重要因素。混凝土表面喷洒 DPS 材料后,一方面,可以补充少量的水分;另一方面,活性物质可渗入混凝土内部,封闭混凝土表层的毛细孔道,减缓了水分蒸发速率,并减少水分蒸发量,从而提高了混凝土的早期抗裂性能。DPS 材料对混凝土表观质量的影响如图
24、 5 所示。图 5DPS 材料对混凝土表观质量的影响由图 5 可见,喷洒 250 mL/m2DPS 材料的混凝土表面呈灰白色,而未喷洒 DPS 材料的混凝土表面呈白色,说明 DPS 材料具有一定养护剂的作用,可抑制混凝土的“泛减”现象。混凝土凝结硬化过程伴有强烈的水分交换作用,表层混凝土不断的因水分蒸发而散失,导致内部水分在压力差作用下不断的向表层迁移10,而Ca2+、Na+和 K+等离子随孔隙溶液的流动而在表面富集和沉淀,从而引起混凝土表观质量的变化。DPS 材料的养护剂作用是较 CCCW 材料的突出优势。2.4砂浆的裂缝修复和愈合能力砂浆试件裂缝修复试验装置如图 6 所示。试件在标准条件下
25、养护 28 d 后取出,沿长度方向劈开并重新组合在一起,四周用防水铝箔做密封处理后,在裂缝上方用热熔胶固定一底部开孔的塑料烧杯。通过观察烧杯内水的渗漏量和渗水速率,分析 DPS 材料对裂缝的修复效果。砂浆试件初始裂缝的平均宽度分别为 0.33、0.28、0.42、0.37 mm。图 6砂浆试件裂缝修复试验装置DPS 材料对砂浆裂缝修复试验结果如表 6 所示。由表 6 可见,整体上,未使用 DPS 材料的对比组渗水速率的变化较小;而使用 DPS 材料的试验组渗水速率随养护龄期延长不断降低,在养护开始的 7 d 内下降幅度较大,14 d 后5016.326.5432.016.115011.714.
26、8173.266.42505.411.361.088.23502.79.525.795.0018.228.3515.10DPS 材料用量/(mL/m2)单位面积上的裂缝数目/(条/m2)每条裂缝的平均开裂面积/(mm2/条)单位面积上的总开裂面积/(mm2/m2)裂缝降低率/%7 d28 d90 d28 d90 d项 目渗水高度/cm7 d相对渗透系数/(10-6cm/h)试验组3.32.82.26.003.718.34对比组9.46.64.567.6833.3715.51胡栋,等:水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究135新型建筑材料202302表 6DPS 材料对砂浆试件裂缝修复试验结
27、果降幅较小。如对比组的初始渗水速率为 10.6 mL/min,养护 28d 后的渗水速率为 10.0 mL/min;而试验组的初始渗水速率为9.711.3 mL/min,养护 7 d 后的渗水速率为 2.34.2 mL/min,渗水速率下降了 63%78%;进一步养护至 28 d 后的渗水速率为 0.10.7 mL/min,渗水速率下降了 94%99%。这说明 DPS材料具有较好的裂缝修复能力,但修复效果与 DPS 材料用量、裂缝宽度、养护时间有关。实际上,不少研究都认为渗透结晶材料仅对宽度不超过 0.4 mm 的裂缝有较好效果10-12。DPS 材料的渗透和结晶都是缓慢进行的过程,混凝土抗渗
28、性能和密实程度、水化产物吸附特性、外部水压力等因素对DPS 材料渗透速率有影响,环境温度和湿度、离子浓度等因素对 DPS 材料结晶速率有影响11。同时,DPS 材料中碱硅酸盐反应、辅助材料催化反应等化学反应的进行也需要有水参与。因此,DPS 材料喷涂后需要进行养护,并且裂缝宽度、渗水速率随养护龄期的延长而不断减小。砂浆试件裂缝修复过程如图 7 所示,其中初始裂缝宽度为 0.37 mm,DPS 材料用量为 30 mL。渗水速率/(mL/min)初始 3 d7 d 14 d渗水速率比/%初始 3 d7 d初始裂缝宽度/mmDPS用量/mL10.6 10.1 10.4 9.910.0 1009598
29、0.330100.289.76.52.61.10.21006727200.4211.3 8.24.22.30.71007337300.3710.8 5.92.30.50.1100552114 d931120528 d9426028 d由图 7 可见,砂浆裂缝宽度随养护时间的延长而减小,缝内有大量的白色结晶物质生成,其体积和数量随养护龄期的延长而增大,促使裂缝最后逐渐闭合并消失,如 7 d 龄期时裂缝已基本被白色晶体完全填充,说明 DPS 材料提高了砂浆裂后的自愈合能力。目前,关于 DPS 材料的修复机理尚未统一,部分研究者认为 DPS 材料通过结晶沉淀的方式发挥作用13,其中的碱硅酸盐能够与
30、Ca(OH)2、AFt、CAH 等水化产物进一步反应,生成 CaCO3、NaOH、Al(OH)3、CSH 等物质8,从而填塞毛细孔和微裂隙。但也有研究者认为,DPS 材料通过络合沉淀的方式发挥作用14,其中的 Ca2+络合物能够激活和催化未水化的水泥颗粒,从而促进水化产物体积和数量的不断增多。2 种理论都存在一定的缺陷和不足,但随着 DPS 材料修复作用的不断发挥,混凝土缺陷数量、外部渗水量都会逐渐减少,这对 DPS 材料的化学反应又起到了抑制作用,并最终导致 DPS 材料的修复反应中止,DPS 材料进入休眠状态。DPS 材料在休眠状态与激活状态之间的不断转换,赋予了水泥基材料长期的裂后自愈合
31、与损伤自修复能力。3结论(1)DPS 材料可提高混凝土的抗压强度,但提高幅度与混凝土养护龄期、本体强度、孔结构特性和 DPS 材料吸收率有关。早龄期和低强度等级混凝土的提高效果明显,而随养护龄期的延长,混凝土对 DPS 材料的吸收率下降,抗压强度的提高幅度也减小。(2)DPS 材料可使混凝土的渗水高度和相对渗透系数减小,提高混凝土的抗渗性能,且对混凝土抗渗性能的改善效果显著优于抗压强度。但抗渗性能改善效果随养护龄期延长的变化较小,这主要与 DPS 材料在混凝土表面形成了一层密实化处理的“防渗外衣”有关。(3)DPS 材料可抑制混凝土的泛碱现象,提高水化早期的抗裂性能,并修复微细裂纹。DPS 材
32、料用量为 250350 mL/m2时,混凝土早期裂缝降低率可达 88.2%95.0%。裂缝修复效果与 DPS 材料用量、裂缝宽度、养护时间有关,比较经济的养护时长是 714 d。(4)混凝土是透水、透气的多孔材料,养护和服役过程中(下转第 161 页)图 7DPS 材料对砂浆裂缝的修复过程胡栋,等:水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究136NEW BUILDING MATERIALSNEW BUILDING MATERIALS(上接第 136 页)的水分交换可改善内部湿度状况,但 DPS 材料喷涂后导致混凝土表层密实度提高、透水能力降低和水分吸收特性变差,这对后期水化进程及产物性能的影响需
33、要进一步研究。参考文献:1Shi Yan,Li Xiang,Li Yang.Effect of tuff powder mineral admixtureon the macro-performance and micropore structure of cement-based materialsJ.Frontiers in Materials,2020(7):585-997.2王媛怡,陈亮,汪在芹.水工混凝土大坝表面防护涂层材料研究进展J.材料导报,2016,30(9):81-86.3ZhangYiteng,ZuoLian,YangJinchao.Effectofcementitious
34、capillary crystalline waterproofing coating on the gas permeabilityof mortarJ.Structural Concrete,2019,20(5):1763-1770.4Teng Liwei,Huang Ran,Chen Jie.A study of crystalline mechanismof penetration sealer materialsJ.Materials,2014,7(1):399-412.5黄波,邓德华,陈蕙玉.深度渗透密封剂(DPS)对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响J.中南大学学报(自然科学版),20
35、11,42(12):6-9.6姜骞,穆松,刘建忠,等.水性渗透结晶材料对混凝土性能提升研究及机理分析J.新型建筑材料,2016,43(3):49-52.7JC/T 10182020,水性渗透型无机防水剂S.8Li Guangyan,Huang Xiaofeng,Lin Jiesheng.Activated chemicalsof cementitious capillary crystalline waterproofing materials andtheir self-healing behaviour J.Construction and Building Materials,2019,
36、200(10):36-45.9吴中伟.混凝土科学技术近期发展方向的探讨J.硅酸盐学报,1979(3):82-90.10匡亚川,欧进萍.混凝土的渗透结晶自修复试验与研究J.铁道科学与工程学报,2008,5(1):6-10.11李化建,易忠来,谢永江.渗透型表面处理技术对混凝土性能的影响J.混凝土,2011(12):129-130.12Ravi Theja A,Reddy Thimmareddy C.Sashidhar chundpalle.self-healing concrete with crystalline admixture-A reviewJ.Journal of Wuhan Uni
37、versity of Technology(Mater.Sci.Ed.),2019,34(5):1143-1154.13Kang Hyun Ju,Song Myong Shin,Park Jong Hun.Waterproofingmechanism of hardened cement paste with waterproofing materialsJ.Journal of the Korean Ceramic Society,2013,50(1):25-30.14王桂明,余剑英,水中和.渗透结晶型涂料对砂浆性能的影响及其机理研究J.南昌大学学报(工科版),2006,28(2):169-
38、172.(2)对比方案 18 和方案 20:当通过调整窗墙比,将外窗总面积减少约 10%时,无机保温砂浆的厚度可以降低 13 mm,此时可满足施工要求,可见在夏热冬冷 B 区,减小外窗面积能够较有效降低建筑能耗。(3)当外墙砌体材料采用烧结页岩空心砖时,无机保温砂浆的厚度已无法满足施工要求,即在夏热冬冷 B 区,居住建筑外墙砌体应优先选择热工性能好的加气混凝土砌块。4.3.3区域适宜性小结在夏热冬暖 A 区,正南北朝向的典型居住建筑围护结构节能设计可参考以下方案:(1)屋面:采用 80 mm 厚的绝热挤塑聚苯乙烯板。(2)外墙:采用 B05 级或 B07 级加气混凝土砌块,并辅以总厚度约 33
39、 mm 的无机保温砂浆或无机保温腻子与无机保温砂浆的组合。(3)外窗:窗墙面积比0.40 时采用外窗,其他采用外窗;全部采用外窗。(4)窗墙比:合理控制窗墙比,满足采光、通风、日照等基本功能前提下尽量减小外窗面积,本方案中的平均窗墙比宜0.19。(5)活动外遮阳:东西向无平板遮阳的外窗采用建筑遮阳系数0.8 的活动外遮阳。5结语通过调查分析和软件模拟计算研究,分别得到适宜广西夏热冬暖 B 区、夏热冬暖 A 区及夏热冬冷 B 区典型居住建筑节能设计的围护结构节能构造基本做法,为新规范在广西的实施和应用提供参考。参考文献:1中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴 2021M.北京:中国统计出版社,2021.2GB 550152021,建筑节能与可再生能源利用通用规范S.3建设部工程质量安全监督与行业发展司,中国建筑标准设计研究院.2007 全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇/建筑M.北京:中国计划出版社,2007.张小静:新规范实施后广西居住建筑围护结构节能构造研究161