【摘 要】結(jié)合重慶市生產(chǎn)燒結(jié)頁巖空心磚的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過采取一系列技術(shù)措施，確定節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚的孔型、孔洞率、孔洞排數(shù)，研制出適合重慶當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用的節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚。工程實(shí)踐證明，其具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；燒結(jié)頁巖空心磚；自保溫墻材；研制和應(yīng)用
1 前 言
JG 149-2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》、JG 158-2004《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》等標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定，系統(tǒng)基本構(gòu)造中應(yīng)按需要采用錨栓將保溫層與基層錨固，其有效錨固深度應(yīng)不小于25mm。但目前在重慶市作為非承重墻材廣泛使用的燒結(jié)頁巖空心磚，保溫性能欠佳且條面壁厚較薄(約為15mm)，不能滿足錨固要求。隨著建筑節(jié)能工作的全面展開，外墻外保溫體系在重慶得到廣泛應(yīng)用，近幾年大量工程實(shí)踐暴露出膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)及膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)在耐久性、耐火穩(wěn)定性、粘貼面磚可靠性等方面存在缺陷，難以滿足建筑節(jié)能及工程安全等要求。
2007年，節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚的研制被重慶市批準(zhǔn)立項(xiàng)，為《重慶市經(jīng)濟(jì)適用安全建筑節(jié)能技術(shù)路線研究與示范》研究課題的子課題。
2 普通燒結(jié)頁巖空心磚的特點(diǎn)
燒結(jié)頁巖空心磚具有密度小、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性及抗裂性能好、原材料供應(yīng)方便且價(jià)格低等特點(diǎn)，已成為重慶市新型墻材的主流產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年重慶市普通燒結(jié)頁巖空心磚的用量已近180萬m3，約占非承重墻材總用量的60％。然而，作為自保溫體系的墻材不能滿足節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，用其所砌筑的外墻需加外保溫材料。如：12孔200mm厚普通頁巖空心磚墻體，必須在外側(cè)加抹20mm厚保溫砂漿，復(fù)合墻體的傳熱系數(shù)K=1.47W／(m2·K)，才能達(dá)到節(jié)能50％設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定性指標(biāo)D≥3.0、K≤1.5W／(m2·K)的要求。重慶市主城核心區(qū)自2008年1月1日起在夏熱冬冷地區(qū)將率先執(zhí)行建筑節(jié)能65％設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，目前已發(fā)布實(shí)施的重慶市《居住建筑節(jié)能65％設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，對墻體的熱工性能提出了更高要求，因此需要采取一系列技術(shù)措施提高燒結(jié)頁巖空心磚的熱工性能。
3 提升燒結(jié)頁巖空心磚熱工性能的技術(shù)措施
3．1 調(diào)整原材料組分及配合比
同一規(guī)格和相同孔型、孔排列及孔洞率的燒結(jié)空心磚，其保溫隔熱綜合性能隨密度的降低而提高。因此，需從原材料人手，對產(chǎn)品的原材料和配合比進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在保證一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，降低產(chǎn)品的密度，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的熱工性能；(1)提高泥料的塑性；(2)提高泥料的細(xì)度；(3)內(nèi)摻氣孔形成劑和輕質(zhì)填料；(4) 調(diào)整各原材料的配合比。
3．2 優(yōu)化孔型結(jié)構(gòu)及創(chuàng)新孔排列方式
國內(nèi)眾多文獻(xiàn)對影響多孔磚熱工性能的因素進(jìn)行了大量分析。研究結(jié)果表明，提高多孔磚熱工性能的途徑有：(1)改變多孔磚的孔型，增大長路對流；(2)增加孔洞行列數(shù)，孔洞錯開排列；(3)加長熱傳導(dǎo)在孔壁中的流程；(4)減小多孔磚的孔洞尺寸及孔壁厚度；(5)改善多孔磚材料性能，降低其導(dǎo)熱系數(shù)。
借鑒以上研究成果，并結(jié)合重慶市生產(chǎn)燒結(jié)頁巖空心磚的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多次試驗(yàn)，確定節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚制備時(shí)采用條狀矩形孔，孔洞率控制在50％左右，產(chǎn)品孔洞排數(shù)為5 ~ 6排，孔洞寬度控制在15mm ~ 22mm之間，孔間錯位排列，密度等級為800 級~ 900級，并根據(jù)條面壁厚分為厚壁節(jié)能型和高效節(jié)能型兩類。
對厚壁節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚，為保證外墻外保溫系統(tǒng)錨栓有效錨固深度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使產(chǎn)品的條面壁厚不小于25mm。同時(shí)，為達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB 13545-2003《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》對產(chǎn)品孔洞率的要求，在滿足生產(chǎn)工藝和強(qiáng)度要求的前提下，減小大面壁厚及肋的厚度，以提高產(chǎn)品的孔洞率。通過多次試驗(yàn)，最終確定了產(chǎn)品條面壁厚為25mm~28mm，大面壁厚為7mm~9mm，豎向肋厚為6mm~7mm，水平肋厚為5mm~6mm。這樣可使保溫系統(tǒng)錨栓錨固時(shí)的拉拔承載力及錨固可靠性大大提高，同時(shí)減少了磚體上經(jīng)大面和肋進(jìn)行傳熱的面積，提高了保溫隔熱性能。厚壁節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚外觀如圖1所示。
190mm×200mm×115mm
190mm×240mm×115mm
圖1 厚壁節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚示意圖
對高效節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚，要在既定墻體厚度的情況下提高砌體的傳熱阻，應(yīng)盡可能采用多排孔且熱流傳導(dǎo)路線最長的方式。通過多次試驗(yàn)，最終形成了240mm×240mm(200mm、220mm、230mm)×240mm這幾種規(guī)格，其孔數(shù)均為27孔，矩形孔，有序交錯排列。高效節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚外觀如圖2所示。
3．3 調(diào)整生產(chǎn)工藝
由于厚壁節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚和高效節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚與重慶市生產(chǎn)的普通燒結(jié)頁巖空心磚相比，從外觀尺寸、規(guī)格型號以及產(chǎn)品原材料方面都進(jìn)行了改進(jìn)，因此生產(chǎn)工藝也需進(jìn)行調(diào)整。(1)更換生產(chǎn)機(jī)具、模具，并調(diào)整相關(guān)工藝參數(shù)，確保坯體成型質(zhì)量；(2)嚴(yán)格控制干燥工序、時(shí)間及干燥、燒成溫度，減少產(chǎn)品干燥收縮裂縫及焙燒中的不合格品；(3)采用二次碼燒技術(shù)，篩選剔除不合格品，保證成品的質(zhì)量；(4)原材料配料、成型、干燥、焙燒等各環(huán)節(jié)同步協(xié)調(diào)，密切配合。
4 節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚的性能
采取上述技術(shù)措施后，生產(chǎn)出的產(chǎn)品送國家法定檢測機(jī)構(gòu)檢測，檢測數(shù)據(jù)如表1所示。
序號 產(chǎn)品類型 孔型 條面壁厚 強(qiáng)度 導(dǎo)熱系數(shù) 砌體傳熱系數(shù)
(mm) 等級 [W/(m·K)] [W/(m2·K)]
1 普通燒結(jié) 有序交錯
頁巖空心磚 排列12孔 10～15 MU2.5 0.54 1.78(200mm)
2 厚壁節(jié)能型 有序交 0.36 1.34(200mm)
燒結(jié)頁巖 錯排列 0.36 1.21(230mm)
空心磚 13-15孔 25～28 MU5.0 0.36 1.17(240mm)
3 高效節(jié)能型 有序交 0.32 1.22(200mm)
燒結(jié)頁巖 錯排列 0.34 1.16(230mm)
空心磚 27孔 15～20 MU3.5 0.35 1.14(240mm)
注：砌體為雙面抹灰20mm厚晉通水泥砂漿。
從表中可看出，與普通燒結(jié)頁巖空心磚相比，厚壁節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚與高效節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚的條面壁厚顯著增加，強(qiáng)度等級顯著提高，熱工性能明顯改善，不僅可提高外墻外保溫體系錨固的安全性和可靠性，也為自保溫體系的應(yīng)用提供了技術(shù)上的支持。
5 節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚的應(yīng)用及效益分析
節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚研制成功并進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，目前已有近3000m3應(yīng)用于重慶市多個建筑工程。工程實(shí)踐證明，節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。以重慶市一個在建住宅小區(qū)為例：該小區(qū)占地面積2.7萬m2，總建筑面積7.2萬m2，已完成的一期工程設(shè)計(jì)方案選用普通燒結(jié)頁巖空心磚及無機(jī)保溫砂漿，在建的二期工程設(shè)計(jì)方案選用高效節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚，僅在熱橋部位采取保溫措施。經(jīng)節(jié)能綜合指標(biāo)計(jì)算和經(jīng)濟(jì)分析表明：兩種設(shè)計(jì)方案可達(dá)到相同的節(jié)能效果。
(1)在工程造價(jià)方面：一期工程，普通頁巖空心磚140元/m3，無機(jī)保溫砂漿62元/m2，按100m2墻體計(jì)，保溫材料需花費(fèi)6200元；二期工程，高效節(jié)能型
燒結(jié)頁巖空心磚190元/m3，與前者相比，每立方米墻材成本增加50元，而其每立方米可砌筑4.35m2 墻體，即每平方米墻體增加墻材成本11.49元，100m2墻體增加造價(jià)1149元，熱橋部位面積約占1/3，仍采用無機(jī)保溫砂漿，對100m2墻體，保溫材料需花費(fèi)2046元，磚差價(jià)與保溫材料成本共計(jì)為3195元，與一期工程相比，節(jié)省造價(jià)3005元，降低成本近50%。
(2)在工程進(jìn)度方面：二期工程僅在熱橋部位采取保溫措施，外墻保溫面積僅為一期工程的1/3，工程量顯著減少，工期明顯縮短。
(3)在工程質(zhì)量和安全方面：二期工程所選用墻材產(chǎn)品的強(qiáng)度等級大為提高，減少了墻體開裂和滲漏等問題；墻材產(chǎn)品條面壁增厚，增強(qiáng)了外墻外保溫系統(tǒng)錨固的安全性；墻材產(chǎn)品熱工性能的改善，減少了外保溫材料的使用，為建筑外裝飾飾材的選用提供了多種選擇。
6 結(jié) 語
節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心磚的成功研制和應(yīng)用是重慶市研究建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)適用安全路線的階段性成果，研究成果和工程實(shí)踐表明，該磚性能優(yōu)良，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，其對重慶市自保溫墻體體系的推廣和應(yīng)用，降低建筑節(jié)能的綜合造價(jià)，保障建筑節(jié)能工程的質(zhì)量和安全等方面將起到積極作用。
（中國磚瓦網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
|
1064356210