夹心秸秆混凝土砌块试点建筑墙体保温性能试验研究.pdf

中国科技核心期刊 新 癯 建巍 粉 夹心秸秆混凝士砌块试点建筑 墙体保温性能试验研究 王宏斌， 范军， 刘福胜 ， 张琳 ， 张顺轲 ( 山东农业 大学 水利土木工程学院， 山东 泰安2 7 1 0 1 8 ) ， 摘要： 对夹心秸秆混凝土砌块试点建筑墙体进行了保温性能试验。试验测得夹心秸秆混凝土砌块墙体处夹心秸秆混凝土砌块 传热系数为 1 o 4 w， ( m z K ) ， 钢筋混凝土芯柱位置传热系数为 1 9 6 w， ( m K ) ； 作为对照混凝土空心砌块墙体处混凝土空心砌块传 热系数为 1 4 ( 】 W ( m s K ) ， 钢筋混凝土芯柱位置传热系数为 1 8 2 w， ( m K ) 。 实验结果与前期实验室试验结果吻合较好。 钢筋混凝土 芯柱部位为保温隔热薄弱区， 需采取加强保温的措施。 关键词： 夹心秸秆混凝土砌块： 混凝土空心砌块： 保温性能； 试验研究 中图分类号： T U 5 2 2 3 ； T U 1 l 1 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 3 ) 0 1 - 0 0 5 2 0 3 Ex p e r i me n t a l s t ud y o n t h e r ma l i n s u l a t i o n p e r f o r ma n c e o f c o n c r e t e b l o c k f i l l e d wi t h s t a l k f o r a t e s t b u i l d i n g WANG Ho n g b i n ， F AN J u n， L I U F u s h e n g， Z HANG L i n ， Z HANG S h u n k e ( Co l l e g e 6 f Wa t e r Co n s e r v a n c y a n d Ci v i l En g i n e e r i n g ， S h a n d o n g Ag ric u l t u r a l Un i v e r s i t y， T a i a n 2 71 01 8， S h a n d o n g ， Ch i n a ) A b s t r a c t ： I n t h i s p 印 e r ， t h e r r n a l i n s u l a t i 0 n p e r f o c e 。 f c 0 n c r e l e b l o c k 钏e d w i t h s t h l k w A 1 w a s t e s t e d A 1 s 。 c 0 n c r e t e h o 1 一 l o w b l o c k wa l l a n d wa l l wi t h r e i n f o r c e d c o n c r e t e c o r e c o l u mn we r e t e s t e d T h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s i n d i c a t e d ， t h a t t h e t h e r ma l i n s u l a t i 0 n c o e f f i c i e n t 0 f t h e c o n c r e t e b l o c k f i u e d w i t h s t al k w a l l w a s 1 0 4 W ( m s K ) ， w h i l e t h e w al l r e i n f o r c e d c 0 n c r e t e w i t h c 0 r e c o l u mn wa s 1 9 6 W ( m2 K) Mo r e o v e r t h e t h e r ma l i n s u l a t i o n c o e f f i c i e n t o f c o n c r e t e h o l l o w b l o c k o f c o n c r e t e h o l l o w b l o c k wall wa s 1 4 0 W ( m2 K)， wh i l e t h e wa l l wi t h c o r e c o l u mn wa s 1 8 2 W ( m K)Th e s i t e e x p e rime n t a l r e s u l t s c o i n c i d e wi t h f o r me r l a b o r a t o r y r e s u l t s T h e p o s i t i o n o f c o r e c o l u mn h a s we a k t h e r mal i n s u l a t i o n p e r f o rm an c e Ap p r o p ria t e me a s u r e s s h o u l d b e t a k e n t o i n c r e a s e t h e r mal i n s ul a t i o n p e rf o r ma n c e 。 K e y wo r d s ： c o n c r e t e b ri c k fi l l e d w i t h s t al k ； c o n c r e t e h o l l o w b l o c k ： t h e r m al i n s u l a t i o n p e rf o rma n c e ； e x p d r i m e n t al s t u d y 0 前言 山东农业大学开发了一种将秸秆压缩块插孔混凝土空 心砌块制成夹心秸秆混凝土砌块的方法l 1 l， 弥补了单纯的混 凝土空心砌块和秸秆块2 种结构的不足( 见图1 ) 。 项目组前期进行了大量关于夹心秸秆混凝土砌块研发 的基础性试验研究 ， 在实验室已 对夹心秸秆混凝土砌块及混 凝土空 心砌块的 单片 墙体 进行了 传热系 数试验研究， 测得混 基金项目： 住房和城乡建设部科学技术项目计划( 2 0 1 0 一 K i 一 2 7 ) ； 山东省科技发展计划项 目( 2 0 1 2 G N C1 1 4 0 1 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 2 1 0 1 5 作者简介： 王宏斌， 男， 1 9 8 7 年生， 山东威海人， 硕士研究生。通讯作 者： 刘福胜， 地址： 山东省泰安市岱宗大街 6 1 号， E m a i l ： l i u f u s h e n g s d a u e d u c a。 5 2 新型建筑材料 2 0 1 3 1 图 1 夹心秸秆混凝土砌块实物 ” 凝土空心砌块的传热系数为1 5 7 W ( m K ) ，夹心秸秆混凝 土砌块的传热系数为 1 0 8 f ( m K ) 。为了更好地研究该 砌块在实际建筑环境中的保温性能， 项目组在山东省泰安市 建造了夹心秸秆混凝土砌块的试点建筑( 见图2 ) 。该建筑由 单层3 间 房间 组成， 层高4 9 m ， 墙体两侧 抹水 泥砂浆， 总厚 度 为2 1 0 m m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王宏斌， 等： 夹心秸秆混凝土砌块试点建筑墙体保温性能试验研究 图2 夹心秸秆混凝土砌块试点建筑 图3 为该建筑平面示意，墙体所用砌块以中轴线为界分 为2 部分， 图3 左侧部分由夹心秸秆混凝土砌块砌筑而成， 右 侧部分以混凝土空心砌块砌筑而成。 为满足抗震要求， 增强房 屋的整体性能， 墙体内部每隔一定距离布置钢筋混凝土芯柱。 1 试验 图 3 试点建筑平面示意 1 1 试验简介 试验以试点建筑两侧的房间墙体为研究对象，对称共选 4 个测点， 测点布置如图3 所示， 采用冷( 热) 箱式围护结构传 热系数测试装置( 见图4 ) 。 弱 热流计 内墙温度测 点 C= = = ) l l 囊 l L 温 度 鍪 葡 装 置 图4 墙体传热系数测试装置示意 1 2 测点及传感器的布置 ( 1 ) 确定热流计板和温度传感器在墙体上的布置位置， 一 般以箱体中央位置为优。 ( 2 ) 用一定量凡士林涂抹布置点， 然后将 2 块热流计板和 2 个温度传感器布置至测点位置。 ( 3 ) 用透明胶带固定各热流板及传感器。 1 3 数据处理方法 箱体一侧温度设置为4 0 ， 另_ 一 侧为环境温度( 日平均 温度低于 1 0 ) ， 确保两侧空气温度差值大约3 0。数据每 隔5 m i n 采集1 次， 连续 采集并观察温度和热流的 变化， 待内 外墙温度值与热流值基本稳定2 d ， 试验结束， 取稳定后的数 据， 忽略太阳辐射的影响， 根据 G B 5 0 1 7 6 9 3 民用建筑设计 规范 计算， 墙体的热阻和传热系数。 热阻计算采用算数平均法， 见式( 1 ) ： ( ) = 一 ( 1 ) g i = 1 式中： R 围护结构7 , 次热阻测量值平均值， ( m K ) ， W； 围护结构内表面第 次温度测量值， K ； 围护结构外表面第i 次温度测量值， K ； q 热流密度第i 次测量值， W， m 。 传热系数 的计算如式( 2 ) 所示： = L 二 ( 2 ) 雨 式中： 卜围护结构 n 次传热系数平均值， W ( m K ) ； 内表面换热阻， ( m K ) ， W， 按照G B 5 0 1 7 6 _ - 9 3 规 定采用； 外表面换热阻， ( m 2 K ) ， 按照G B 5 0 l 7 6 9 3 规 定采用。 2 试验结果分析 试验墙体侧墙温度随时间变化曲线见图5 ，试验墙体侧 墙传热系数随时间变化曲线见图6 。 3 O 2 5 2 0 1 5 1 0 赠5 0 5 1 0 k ， ! o 4 o 1 时 IN h ( a ) 混凝土空心砌块侧墙 热箱 内部 砌块内墙 芯柱 内墙 芯柱外墙 砌块外 墙 室 外空气 N E W 8 Ul L DI NG MA T E R l AL S 5 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王宏斌， 等： 夹心秸秆混凝土砌块试点建筑墙体保温性能试验研究 3 0 2 5 2 0 1 5 遗1 0 赠5 0 5 1 0 b 一 时 间 。 热箱内部 砌块 内墙 芯柱内墙 芯柱外墙 砌块外墙 室外空气 ( b ) 夹心秸杆混凝土砌块侧墙 图5 试验墙体侧墙温度随时间变化曲线 0 2 0 4 O 6 0 8 O 1 0 0 1 2 0 时间 h ( a ) 混凝土空心砌块侧墙 0 2 0 4 0 6 O 8 0 1 0 0 1 2 0 时间 h ( b ) 夹心秸杆混凝土砌块侧墙 图 6 试验墙体侧墙传热系数随时间变化曲线 由图5 可知， 混凝土空心砌块墙体与夹心秸秆混凝土砌 块墙体的外墙温度皆 处于不断变化状态， 且变化趋势都与室 外气温相似； 而内墙温度则与热箱温度密切相关且变化趋势 相近。 图5 ( a ) 中芯柱处内外墙的温度差与混凝土空心砌块处 变化趋势相近， 而图5 ( b ) 中芯柱处内外墙的温度差明显小于 夹心秸秆混凝土砌块处。 由图6 可见， 约2 0 h 后传热系数基本趋于稳定， 根据传 热达到稳定状态时的数据得到墙体平均传热系数( 见表 1 ) 。 表 1 试验墙体侧墙平均传热系数 3 结论 ( 1 ) 夹心秸秆混凝土砌块侧墙处的夹心秸秆混凝土砌块 平均传热系数为1 0 4 W ( m 2 K ) ，混 凝土空心砌块侧墙处混 凝土空心砌块的平均传热系数为 1 4 0 W ( m K ) 。 相比可知， 夹心秸秆混凝土砌块侧墙处的小麦秸秆块混凝土砌块传热系 数 较混 凝土空心砌块处墙体 低2 5 7 。 与前期实验室墙体保 温 试验 数据对比， 数据较吻合， 验证了 实际应 用中 夹心秸秆混 凝土砌块建筑节能方面的可行性和优越性。 ( 2 ) 混凝土空心砌块侧墙处钢筋混凝土芯柱传热系数较 夹心秸秆混凝土砌块侧墙处钢筋混凝土芯柱的传热系数减小 7 7 ， 钢筋混凝土芯柱处为保温薄弱环节， 在实际应用中需 要采取措施增强该部位的保温性能。 参考文献： 1 】1 刘福胜 ， 张玉稳 ， 路 则光， 等 空心纤维混凝土夹心秸秆压缩砖砌 块： 中国， 2 0 0 9 1 0 0 2 0 7 1 3 - 3 【 P 2 0 0 9 0 9 1 6 2 】 刘永 ， 刘福胜 ， 范军 ， 等 混凝 土秸秆 砌块墙 的保温 性能试 验研究 【 J 新型建筑材料， 2 0 0 9 ( 1 2 ) ： 7 8 7 9 【 3 】 刘永， 刘福胜， 路则光， 等- ， J 、 麦秸秆砌块干燥过程中水分挥发规 律研究 J 】 建筑节能， 2 0 t 0 ( 3 ) ： 4 9 5 0 4 】 马飞， 刘福胜， 路则光， 等 纤维混凝土夹心秸秆压缩块砌块霉变 效果实验研究J 1 _ 建筑节能， 2 0 1 1 ( 8 ) ： 4 8 4 9 5 胡玉秋， 范军， 张玉稳， 等秸秆混凝土砌块保温性能的实验研究 J 1 山东农业大学学报 ( 自然科学版) ， 2 0 1 0 ， 4 1 ( 3 ) ： 4 2 8 4 3 0 【 6 范军， 胡玉秋， 张玉稳， 等秸秆压缩块插孔纤维混凝土空心砌块 墙 体保温性 能试验研究L 玎 节 能， 2 0 1 0 ( 3 ) ： 1 1 - 1 3 【 7 】 范军 ， 刘福胜 ， 刘永 ， 等 秸秆 纤维混凝 土砌块 的强度 和保温 性能 试验研究f J 1 建筑科学， 2 0 1 0 ， 2 6 ( 8 ) ： 4 5 - 4 7 A ( 上接第 4 0页) r e s J C a n a d i a n Me t a l l u r g i c a l q u a r t e r l y ， 2 0 0 5 ， 4 4( 3 ) ： 3 9 7 - - 4 0 8 【 9 C h e n T T ， D u t fi z a e J E ， H a q u e K E ， e t a 1 T h e r e l a t i v e t r ans - p a r e n e y o f m i n e r als t o m i c r o w a v e r a d i a t i o n【 J C a n a d i a n me t al一 1 u e al q u a r t e r l y ， 1 9 8 4 ， 2 3 ( 3 ) ： 3 4 9 - 3 5 1 5 4 新型建筑材料 2 0 1 3 1 1 0 1 张辉， 邹红 纸面石膏板耐火性能试验研究L 刀 武警学院学报， 2 0 o 8( 2 ) ： 5 8 【 l 1 王祖润 脱硫粉刷石 膏的制备及性 能研究 D 】 重庆 ： 重庆大学 ， 2 01 0 6 5 4 3 2 l O 一 口 籁 壤 7 6 5 4 3 2 1 0 ( x 霰 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m