蒸压粉煤灰加气混凝土复合聚苯板保温砌块.pdf

2 0 1 4 年 第 7期 (总 第 2 9 7 期 ) Nu mb e r 7 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 7 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 混凝土制品 CONCRET E P R0DUCTS d o i ： 1 0 3 9 6 9 d i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 7 0 3 5 蒸压粉煤灰加气混凝土复合聚苯板保温砌块 张泽平，马欣 ，孙亮 ( 太原理工大学 建筑与土木工程学院 山西 太原 0 3 0 0 2 4 ) 摘要： 蒸压粉煤灰加气混凝土复合聚苯板保温砌块是一种轻质、 造价低 、 节能环保且可与建筑同寿命 的新型复合墙体保温填充 材料。 通过介绍该砌块的提出背景并计算其热工性能参数以及对比砌块作保温墙体与另外两种不同类型的墙体保温做法 的节能 收益和经济效益 ， 阐述该砌块作为墙体保温填充材料的优势 ， 得出该砌块具有 良好的保温性能和经济适用性。 关键词 ： 蒸压粉煤灰加气混凝土 ；聚苯板 ；复合 ；保温 中图分类号 ： T U5 2 8 7 9 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 1 3 1 - 0 4 F l y a s h a u t o c l a v e d a e r a t e d c o n c r e t e c o m p o s i t e p o l y s t y r e n e b o a r d i n s u l a t i o n bl o c k ZHANGZe pi n g, M AXi n， SUN Li a n g ( C o l l e g e o f A r c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e ri n g T a i y u a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 4 ， C h i n a ) Abs t r ac t ： F l y a s h a u t oc l a v e d a e r a t e d c o n c r e t e c o mpo s i t e p ol y s t y r e n e bo a r d i n s ul a t i o n bl o c k i s a ne w c o mp os i t e wa l l i n s u l a t i o n fil l e r ma t e ria l o f l i g h t we i g h t ， l o w c os t ， e ne r g y s a v i ng a n d c a n b e t h e s a me l i f e wi t h t h e c o n s t r uc t i o nBy d e s c r i bi n g t h e ba c k g r o u nd of t h e bl o c k ， c a l c ul a t i ng the t h e r ma l p e r f o r ma n c e pa r a me t e r s ， c o mpa r i ng e n e r gy - s a v i n g p r a c t i c e s an d e c o no mi c ga i ns o f the b l o c k us e d f o r i ns u l a t i o n wa l l wi th the o the r t wo di f f e r e nt t y pe s o fi ns ul a t i o n wa l l s ， e xp l a i ni n g the a d va n t a ge s o ft h e bl o c k wh e n us e d f or wa l l i n s u l a t i o n fil l e r ma t e r i a l ， t h i s a r t i c l e d r a ws the b l o c k h a s g o o d i n s u l a t i o n p r o p e i e s and e c o n o mi c a p p l i c a b i l i ty K e y w o r d s ： fl y a s h a u t o c l a v e d a e r a t e d c o n c r e t e ； p o l y s t y r e n e b o a r d； c o mp o s i t e ； i n s u l a t i o n 0 引言 建筑填充墙 的自重是制约建筑高度 、 增加地基处理和 结构设计难度 、 加大投资 、 影响建筑美观等 的重要 问题 。 同 时建筑能耗 的增加使得 能源紧缺问题更加严重 ， 我 国政府 现 已将建筑节能提升到战略高度。 建筑墙体是建筑运转耗 能的主要部位， 蒸压粉煤灰加气混凝土复合聚苯板保温砌 块 ( 以下简称复合砌块 ) 能有效解决 目前建筑墙体保 温材 料造价高 、 使用周期短 的问题。 同时利用工业废渣粉煤灰 ， 可以节约能源。 此外 ， 复合砌块 的保温性 能也较理想。 本试 验计算 了其热工性能参数 ， 对 比计算了复合砌块外墙 与 目 前 常用的具有代表性的聚苯板外墙和玻化微珠保温砂浆 外墙的节能指标及经济效益 ， 并介绍了该砌块作为墙体保 温填充材料 的其他优 良性质。 1 复合砌 块的提 出 1 1 墙体填充材料概况 我国有关部门已经禁止了建筑施工行业使用传统黏 土砖， 同时大力推广使用新型墙体材料 ， 目前常用的新型 墙体材料相比传统黏土砖普遍密度小 _ l_ 、 导热系数低 ， 同时 收稿 日期 ：2 0 1 4 ) 1 0 7 基金项目：山西省工程建设标准定额站资助项 目 采用粉煤灰 、 炉渣等工业废料作为原料 ， 可以减少工程造价 并且绿色环保 。 如 ： 混凝土空心小砌块 的密度为 l 1 8 k g m ， 导热 系数为 1 7 4 w ( m K) ， 蒸压 粉煤灰加气混凝 土砌块 的密度为 5 5 6 5 k g m ， 其导热系数根据密度不 同而不 同 ， 在 0 1 6 0 2 2 W ( m K) 之 间变 动 。 而传 统黏 土砖 密度 为 1 8 - 1 9 k g m ， 导热系数为 0 8 1 W ( m K) 。 1 2 墙 体保 温材料概 况 为达到 6 5 的建筑节能目标 ， 建筑外墙需采取必要的保 温措施。 目 前建筑外墙广泛采用的保温方法是外粘有机保温 材料 ， 虽然有机保温材料轻质 、 可加工 l生 好 、 致密性高且保温 隔热性能好 ， 但耐火性差、 使用周期短 、 生态环保性差 ， 目前 使用较多的有聚氨酯泡沫 、 聚苯板 ( E P S ) 、 酚醛泡沫等 。 无机保温材料具有不燃性且可与建筑物 同寿命 ， 但是 有些无机保温材料体积大 、 密度高 ， 同等厚度的保温性能 不如有机保温材料 ， 而且有些无机保温材料施工工艺复杂 ， 不方便施工 。 目前采用较多的主要有无机保 温砂浆类 、 无机 保温板类 。 还有一类是将保温材料做为墙体夹心， 使保温材料与 其他材料成为一体， 称为复合墙体材料。 采用复合墙体材 料可使有机保温材料和无机保温材料的优点集 于一身 ， 但 1 31 是 目前 由于该方法普遍施工工艺繁琐 、 结构复杂 、 保温性 能不够理想圆 而应用较少 。 凶此 ， 应对这种墙体保温做法进 行改 良， 以期获得更大经济效益。 1 3 复合砌 块的提 出 复合砌块参考夹心板的做法 ， 将蒸压粉煤灰加气混凝 土砌块与聚苯板复合 。既能解决有机保温材料耐火性差 、 使用周期短的问题 ， 而且制作施工都很方便 ， 造价低廉 。 而 且利用工业废渣粉煤灰 ， 节 能环保 。 得 到的复合砌块 的保 温效果与有机保温材料和无机保温材料相当。 2 复合砌块 的热工性 能分析 2 1 热 工 性 能 2 1 1 传热系数计算 热阻 ： 尺= ERi=d A ( 1 ) 式中 ： d 第 i 层材料的厚度 ， mm； A 第 A层材料的导热系数 ， w ( m K) ； R 第 层材料的热阻， ( mz K) w。 传热阻 ： Ro = Rc 十 + R。 ( 2 ) 式 中： R 外表面换热阻 ， ( i1 1 。 K) w； R 内表面换热阻， ( m 2 K) w。 传热系数 ： = l ( 3 ) 计算得 到复合砌块 的传热系数为 0 4 0 0 w ( mz K) ， 聚 苯板外墙的传热系数是 0 3 8 5 w ( m z K) ， 玻化微珠保温砂 浆外墙 的传热系数为 0 4 4 3 w ( m K) 。 2 1 2 6 5 建筑节能 目标计算 单位建筑面积上单位 时问内通过外墙 的传热量 ： q H = s ( 一 t ) A 0 ( 4 ) 式 中： q 折合到单位建筑面积上单位时间内通过外墙 的传热量 ， W m ； 室 内计算温度 ， 取 1 8； 采暖期室外平均温度 ， ； 。 外墙传热系数 ， ( I n z K) w ； K 外墙平均传热系数 ， w ( m K) ； 外墙面积 ， 1 T I ； A r _ _ 一 建筑面积 。 采暖耗煤量指标问 ： q c = 2 4 Z d q d r l l 叼 2 H。 ( 5 ) 式 中： 采暖期天数 ， 太原地 区为 1 3 5 d ； 室外管网输送率 ， 采暖节能措施前取 0 8 5 ， 节 能后取 0 9 0； 卵 燃煤锅炉 的热效 率 ， 采 暖节能措施前取 0 5 5 ， 节能措施后取 0 6 8 ； 席 标准煤的热值 ， 取 8 1 4 x l O ， W h ) k g 。 通过计算得到 ， 采用复合砌块每个采暖季单位面积上 通过墙体散失的热量大约是 6 1 8 W mz ， 每个采暖季单位建 筑面积采暖耗煤量是 5 2 6 k g m 2 ， 建筑节能率达到 7 9 0 ， 达 到 6 5 的建筑节能 目标 。 为进行对 比， 分别计算 出另外两 种外墙保温做法 的热工性能指标 ： 采用 2 5 0 mm蒸压粉煤 灰加气混凝 土砌块外黏 5 0 m m聚苯板 ， 外墙的传热系数为 0 3 8 5 w ( m 2 K) ， 每个采暖季单位面积散热量为 5 9 4 W m ， 每个采暖季单位建筑面积耗煤量是 5 0 6 k g m 2 , 建筑节能率为 7 9 8 ； 采用 2 5 0 m m蒸压粉煤灰加气混凝土砌块外墙表面涂 抹 3 5 mm玻化微珠保温砂浆 ， 这种做法外墙 的传热系数为 0 A 4 3 W ( 1 1 1 K) ， 每个采暖季单位面积散热量为 6 8 4 W m2 , 每 个采暖季单位建筑面积耗煤量为 5 8 3 k g m z ， 建筑节能率为 7 6 7 。 2 2节能收益 聚苯板外墙 、 玻化微珠保温砂浆外墙和复合砌块外墙 的各项热工性能指标见表 1 。 可以看 出， 三种墙体保温做法 均可达到 6 5 建筑节能 目标。 复合砌块墙体的传热系数略 大于聚苯板墙体 ， 二者相差 0 0 1 5 W ( mz K) ， 建筑 节能率 略小 于聚苯板 墙体 ， 仅 相差 0 8 ， 可认 为 2 5 0 m m 厚的蒸 压粉煤灰加气混凝土 复合 聚苯板保 温砌块 的保 温效果与 3 0 0 m m厚的聚苯板墙体保温效果相当， 二者均比玻化微珠 保温砂浆外墙保温效果理想 。 采用复合砌块外墙时每个采 暖季耗煤量 为采用玻化微珠保温砂 浆外墙 时的 9 0 0 ， 复 合砌块在列出的三种墙体保温做法 中效果较好。 表 1 外墙保温做法节能收益对比 3 复 合 砌 块 的 经 济 评 价 括 昙 根据复合砌块的各方面经济性能 ， 计算 出它做墙体时 复 合砌 块 外墙 均 可 与建 筑 同寿命 ， 考 虑 到 我 国 目前 建 的经济性能 ， 然后与其 他两种墙体保 温做法进行对 比， 如 筑设 计使 用 年 限多为 5 0年 ， 认 为 二者 的使 用寿命 均 为 表 2 。 5 0年。 1 3 2 4 3 绿 色评价 粉煤灰是火力发电厂在生产中所排出的废弃物 ， 我国 每年排放量高达 1 亿 t ， 位列世界粉煤灰排放量第三， 而目 前利用率仅 3 8 左右 。 粉煤灰 的露天堆放形成新 的固体污 染源 ， 侵 占 日益紧张的土地资源同 。 复合砌块既合理处理了 大量废弃物 ， 又取得了廉价的墙体材料， 同时提高了墙体 的保温性 能 、 减轻墙体 自重 、 保护 自然环境 、 降低污染 、 实 现经济可持续发展 。 5结论 本研究经过计算复合砌块 的热工性能并 比较其 与聚 苯板外墙 和玻化微珠保温砂浆外墙的相关性质 ， 得到复合 砌块具有 以下优 良性质 ： ( 1 ) 良好的热工性能 ， 节能收益好 ； ( 2 ) 造价低廉且能与建筑物同寿命 ； ( 3 ) 白重轻， 适合做填充墙材料， 提高结构的抗震性能； ( 4 ) 3 1 用工业废渣粉煤灰 ， 绿色环保 。 参考文献 ： 【 1 】G B 5 0 0 0 9 - - 2 0 1 2 ， 建筑结构荷载规范 S 1 2 吴方伯 ， 张静 混凝土保温夹芯墙板的一种优化设计I J 1 新型建 筑材料 ， 2 0 1 3 ， 4 0 ( 8 ) ： 5 3 5 5 【 3 】 J G J 2 6 -2 0 1 0 ， 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 s 1 _ 4 】 张辉敏 基于玻化微珠保温混凝土既有砌体房屋抗震加固与节 能改造一体化研究【 D 太原 ： 太原理工大学 ， 2 0 1 2 ： 5 【 5 刘大海， 杨翠如， 钟锡根 高层建筑抗震设计【 M 】 - E 京中国建筑 工业出版社 ， 1 9 9 3 6 】高潮， 张晓驰 粉煤灰砌块的物理力学性能试验研究l J 1 环境科 学与管理， 2 0 0 8 ， 3 3 ( 1 1 ) ： 1 6 1 1 6 6 作者简介： 张泽平( 1 9 6 4 一 ) ， 男 ， 教授 ， 博士。 联 系地址 ： 山西省太原市迎泽西大街 7 9号( 0 3 0 0 2 4 ) 联系电话 ： 1 8 6 3 6 6 6 6 0 2 4 r 重重 互 l 6 2 0 n l 云 端泵 送三 一重工 再 度刷 新 世界纪 录 6 月 1 5日， 中国第一高楼上海 中心 ， 三一重工超高压混凝土拖泵成功将混凝土泵送至 6 2 0 m高度 ， 创造超高层混凝土泵 送新的世界纪录， 再次向全世界展示了“ 世界泵王” 在超高层混凝土泵送领域无与伦 比的领导地位。 据上海三一服务经理赵立介绍 ， 对于此次 6 2 0 1T I 超高层泵送 ， 尽管他们胸有成竹 ， 但是为了确保万无一失 ， 创造新的世界 纪录， 服务团队还是制定了周详的方案。 在接到任务后， 提前一周对设备、 易损件进行了全面的检查， 并配备了4 名技术过硬的 服务工程师负责现场设备服务。 此次挑战 6 2 0 m超高层泵送， 选用的是 C 1 0 0 的超高强度混凝土( 即抗压强度为 1 0 0 MP a 的混凝土) ， 因其粘稠度极大， 泵 送阻力远大于普通混凝土 ， 被业界称作“ 糯米团子” 。 泵送 C 1 0 0 超高强度 昆 凝土对泵送设备的要求极高 ， 担任此次泵送任务的 三一拖泵 H B T 9 0 C H 2 1 5 0 D却能举重若轻， 轻轻松松将 C 1 0 0 超高强度混凝土泵送至 6 2 0 1T I 的高度。 这是全球首次将 C1 0 0 超 高强度混凝土泵送至 6 0 0 m以上， 标志着三一对于超高性能混凝土的配比及泵送水平已达到世界顶尖水平。 施工方上海建工负责人称， “ 去年上海中心5 8 0 1T I 主体机构封顶后， 我们就一直想着向世界最高泵送纪录发起挑战， 三一 在这方面的优势让我们觉得创造新的世界纪录只是时间问题” 。 2 0 1 3 年 8 月 3日， 上海中心主体结构封顶 ， 三一泵送设备以 5 8 0 1T I 的泵送高度再次刷新此前一直保持的国内单泵垂直泵 送纪录。 此次 ， 三一成功将混凝土泵送至上海中心 6 2 0 1 T I 高度 ， 一举打破普茨迈斯特在世界第一高楼迪拜塔创造的 6 0 6 1 T I 混凝 土泵送纪录 ， 值得一提的是 ， 如今普茨迈斯特已经和三一成为一家。 2 0 0 2 年， 三一重工在香港国际金融中心创下单泵垂直泵送混凝土4 0 6 1T I 的世界纪录； 2 0 0 7 年 1 2 月， 三一重工在上海环球 金融 中心创造单泵垂直泵送 4 9 2 m吉尼斯世界纪录；此次三一重工在上海中心创造 6 2 0 1T I 超高层混凝土泵送新 的世界纪录， 实现从“ 中国泵王” 向“ 世界泵王” 的完美跨越。 据统计 ， 目 前 国内 3 0 0 m 以上的高楼 ， 8 都是由三一混凝土设备完成施工任务， 5 0 0 m以上高楼 ， 则全部是由三一 的泵送设备完成泵送施工任务 。 “ 这套施工经验具有 5 大亮点， 包括稳定可靠的设备、 寿命超长的易损件、 独具特色的管道布管工艺 、 单独研发的管道 以及 超高层水洗技术。 ” 三一泵送研究院副院长杨新华告诉记者。 据介绍 ， 在设备可靠性上 ， 三一超高压拖泵采用两 台柴油机分别驱动两套泵组 。 应用双动力功率合流技术 ， 平时两套泵组 同时工作， 当一组出故障时可切断该组， 另一组仍维持 5 0 的排量继续工作， 避免施工过程中断造成损失。 既可同时工作以提 高工作效率 ， 也可单独作业。 “ 水洗技术就不用说了， 这个技术在 中国乃至全球都是领先的。 ” 杨新华说道， 超高层混凝土直接水 洗工艺确保用高压水将管道中的混凝土压至施工现场。 泵送多高， 水洗多高。 “ 拿香港国际金融中心来说 ， 该技术为客户节约成本 1 9 0 万港币， 且保护了环境。 ” 其实， 三一的管道布管工艺也非常有特色。 据杨新华介绍 ， 去年在武汉某工地 ， 某品牌一台 2 6 MP a 的拖泵在泵送 2 0 0 m高楼 时， 一直未能泵送 匕 去。 后来 ， 施工方不1- F t l 、 求助于三一设备施工。 “ 我们的产品是 2 2 MP a 的， 当时就很轻松地完成了泵送任务。 ” 提起这一案例， 杨新华认为， 除了设备上存有差距外， 双方的布管工艺成熟度也不同。 “ 三一拥有十多年的成熟工艺 ， 三一拖泵连续十余年产销量位居国内第一 ， 不管是普通建筑 ， 还是摩天大楼 ， 三一泵送设备 都可以轻松应对， 正是依靠孜孜不倦的研发与创新， 三一才会一次次刷新自己创造的世界纪录， 这在全国找不出第二家。 ” 1 34