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多排孔轻骨料混凝土保温砌块的设计思路、性能及应用
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2024-12-28 09:27:22
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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。
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