(2)保温型混凝土砌块研究进展
保温型混凝土砌块按保温性能提升技术分为轻骨料混凝土保温砌块、不同孔结构的混凝土保温砌块、填充保温材料的混凝土复合保温砌块和采用组合结构的混凝土复合保温砌块四大类,但保温型保温砌块品种并不仅局限于这四类,还存在交叉品种。
① 轻骨料混凝土保温砌块
研究表明,基材热导率对混凝土砌块保温性能影响显著。随基材热导率降低,砌块热阻值同步提高,不同孔洞排数砌块均表现出相同趋势。与普通混凝土相比,轻骨料混凝土热导率低,用其制备的空心砌块保温性能良好。使用轻骨料混凝土制备190mm厚单排孔空心砌块,并在孔洞中充填水泥基复合保温材料,用其砌筑的外墙热工性能可满足我国夏热冬冷地区节能要求。建筑结构形式完全相同时,使用500级陶粒混凝土空心砌块砌筑的外墙比使用烧结实心砖节能30%左右。190mm厚陶粒混凝土空心砌块的热阻值大于370mm厚烧结实心砖,300mm厚陶粒混凝土空心砌块墙体的保温效果优于490mm厚黏土砖墙。
② 不同孔结构的混凝土保温砌块
随混凝土空心砌块孔洞排数增减,空气间层宽度随之变化,因此热工性能差异较大。当空气间层宽度超过20mm后,再增加宽度,其热阻增量越来越小。当空气间层厚度超过40mm后,其热阻趋于固定。显然,通过增加空气间层宽度来提高混凝土砌块热阻效果有限。若增加孔洞排数,可显著提高混凝土砌块热阻,但空气间层宽度过小,将无法实现产业化。孔形对混凝土砌块砌体保温性能也有明显影响。研究表明,矩形孔砌块砌体的平均传热系数最小,菱形孔、正方形孔砌块砌体次之,圆形孔砌块砌体最大。原因是矩形、菱形、方形、圆形孔中的空气长路对流越来越差,因此混凝土保温砌块的孔形设计应优先采用矩形。
③ 填充保温材料的混凝土复合保温砌块
在混凝土砌块孔洞中填充保温材料可显著提高混凝土空心砌块的保温性能。研究表明,利用保温浆料填充240mm厚双排孔混凝土空心砌块,两排孔均灌注保温浆料的砌块保温效果优于只灌注单排孔的砌块;内插模塑聚苯板的砌块热阻高于灌注泡沫混凝土的砌块热阻。因此,保温材料热导率对砌块保温性能提升效果显著。
④ 采用组合结构的混凝土复合保温砌块
组合结构是采用保温材料作为混凝土砌块基层和面层间的联结键,同时又作为保温层,消除砌块存在的冷桥,通常在基层和面层间设有拉结筋。我国研制的非金属材料高强拉结筋,具有抗腐蚀、寿命长、强度高、热导率低等特点,横穿保温层两端不会形成冷桥,克服了现有金属拉结筋存在冷桥及强度差的缺点。保温层通常选用具有一定结构强度的高效保温材料,通过调整高效保温材料厚度可随意调整保温砌块热工性能,因此组合结构保温砌块更适用于我国寒冷、严寒地区。
(3)保温型混凝土砌块发展方向
保温型混凝土砌块在节能建筑中应用前景广阔,但仍有许多技术问题需进一步研究:
① 研发高性能混凝土基材和无机高效保温材料
在保证保温型混凝土砌块物理力学性能前提下,应研制和优选低热导率的高性能混凝土基材,重视各种固体废弃物的资源化再生利用。研制保温性能和耐久性好、性价比高、填充或组合方便的无机高效保温材料,提高保温型混凝土砌块的燃烧性能和砌体耐火极限,注重农业剩余物在高效保温材料中的资源化利用。
② 研制保温型混凝土砌块专用生产装备
保温型混凝土砌块品种繁多,结构多样,生产工艺差异很大,因此应有针对性地研发专用生产装备,保证产品性能和质量,提高生产效率。如在线填充/灌注高效保温材料系统、在线复合高效保温材料装置、组合结构保温砌块保温层成型或加工装置等。
③ 研制保温型混凝土砌块专用保温砌筑砂浆
砌筑砂浆导热性能和灰缝宽度是影响保温型混凝土砌块砌体热工性能的重要因素,因此应因地制宜地研制专用保温砌筑砂浆,充分利用地域性资源,提高砌筑砂浆保温性能和性价比。
④ 开展装配式保温砌块墙体研究,编制保温砌块设计图集和技术规程
为更好地推广应用保温砌块,建议开展装配式保温砌块墙体研究,编制相应的设计图集。同时制定产品技术标准和应用技术规程,指导保温砌块装配式墙体的生产与施工。