多排孔轻骨料混凝土保温砌块的设计思路、性能及应用

混凝土空心砌块由带空腔的混凝土基体与空气间层组成，基体赋予混凝土空心砌块良好的物理力学性能和耐久性，还与空气间层一起决定混凝土空心砌块的热工性能。采用轻质混凝土制备的混凝土空心砌块平均热阻显著提高，保温性能明显改善。通过基材组成优选和配合比优化，实现基材轻量化，可大幅度提高基体对混凝土空心砌块热阻的贡献率。

混凝土空心砌块的结构特征是“空”​，当热量从空气间层的一个表面传至另一表面时，传热过程与实体材料层不同，是在一个有限空间内的两个表面之间热转移（包括对流换热和辐射换热）​，在有限空间的对流换热强度与间层宽度、设置方向、形状等有关。随着孔洞排数增加，空气间层宽度减小，其当量热导率明显降低，混凝土空心砌块平均热阻值不断提高​。因此，采用多排孔结构可显著改善混凝土空心砌块的保温性能。

综上所述，组合利用“优选基材组成、优化基体结构”技术研发多排孔轻骨料混凝土保温砌块，砌块热工性能提升出现叠加效果。利用该技术研制的粉煤灰（陶粒）混凝土小型空心砌块，其砌体性能满足我国夏热冬暖和夏热冬冷地区的建筑节能要求。

（1）设计思路
粉煤灰（陶粒）混凝土小型空心砌块以水泥、粉煤灰、陶粒、炉底渣、水等为主要原料，经搅拌、振动成型、养护等工艺制成。设计思路如下：①优选超轻陶粒和炉底渣作为超轻骨料，采用高标号水泥作为主要胶凝材料、优质粉煤灰作为辅助胶凝材料，制备比强度高、热导率低的轻骨料混凝土基材；②190mm厚砌块采用三排孔或四排孔结构，240mm厚砌块采用四排孔或五排孔结构；③采用“轮碾-模振-蒸养”工艺，实现保温砌块产业化。

（2）​“轮碾-模振-蒸养”生产工艺
粉煤灰（陶粒）混凝土小型空心砌块孔洞宽度较小、壁厚较薄，生产时要求骨料粒度较小、粉料多。选用具有破碎松散、碾压活化和搅拌均匀3个功能的轮碾搅拌方式，在激发活性组分活性的同时，提高混合料均匀性和基材强度；采用模振方式克服了因混合料黏滞性大和堆积密度低造成的布料慢、下料不畅等难题，从而获得理想的密实效果；采用蒸养工艺则进一步发挥活性组分增强效果，提高产品强度，降低收缩值。​“轮碾-模振-蒸养”工艺解决了多排孔轻骨料混凝土保温砌块在生产、性能、生产效率等方面存在的诸多技术难题。

（3）技术性能
粉煤灰（陶粒）混凝土小型空心砌块技术性能测试结果均满足相关标准要求。其中，240mm厚、800级五排孔粉煤灰（陶粒）小型空心砌块的砌体传热系数达到0.876W/（m2·K）​，强度等级达到MU5，满足我国夏热冬暖和部分夏热冬冷地区建筑节能要求。

（4）工程应用
粉煤灰（陶粒）混凝土小型空心砌块执行标准DB35/T 1130—2011《粉煤灰（陶粒）小型空心砌块》和JG/T 407—2013《自保温混凝土复合砌块》​，设计和应用参照图集闽2010-J-33《粉煤灰（陶粒）小型空心砌块非承重墙体建筑构造》执行。截至2016年底，粉煤灰（陶粒）混凝土小型空心砌块已累计生产90多万立方米，综合利用灰渣42余万吨，产品应用于福建省、江苏省等数百项建筑工程。