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绵阳节能轻质砖 加气块在框架结构中的应用研究




砌块类墙体材料的使用最为广泛,砌块外形多为六面体,尺寸比砖材类略大,长度不超过高度的三倍,高度不会超过宽度的六倍。根据其自身质量以及尺寸的差异可以分成大型砌块、中型砌块、小型砌块。依照其孔洞率的不同有实心砌块、空心砌块。蒸压加气混凝土砌块采用水泥、石灰、砂、矿渣、粉煤灰、铝粉等作为原材料,再加入铝粉作为引气剂,通过磨细、配料、搅拌、浇筑、发起、静停、切割和蒸压一系列工序而成。加进浆料的铝粉作为引气剂,在碱性环境下发生化学反应,生成很多小气泡,留在混凝土中。由于这些细小气孔的存在,使得砌块拥有了很多独特性能。按原材料的差异可分成砂加气混凝土砌块、粉煤灰加气混凝土砌块。它们都具有质量轻,强度高,保温隔热性能好,吸声性能优异、防火等特点。由于砌块的抗压强度不高,因此多用于工业以及民用建筑中的非承重部位。可在各个气候区内采用,如果作为单一型保温材料,

所需尺寸可以由当地的节能指标计算最后确定。砌块的干密度范围通常在300~800kg/m3之间,导热系数范围在0.1~0.2W/(m·K)之间。长度通常为600mm,宽度可供选择的尺寸比较多,从50mm到300mm不等,如100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm、250mm、300mm。高度通常有200mm、250mm、300mm,如图3.1。

节能型烧结页岩空心砌块作为非黏土类、有着高孔洞率的保温隔热材料。它的基本原材料是页岩和石英尾矿砂,通过真空挤压塑成型以及九百三十摄氏度以上的高温烧结而得,抗压性能和隔声性能都较优良,保温隔热性能突出,主要用于非承重墙部位。采用普通的水平砌筑方式就可以,砌块尺寸很大,因此施工速度比较快,也可以节约浆料,

3节能轻质砖 加气块构造的选用

从而减小工程的综合费用成本。此种砌块的长度,通常为390mm或者240mm长,而宽度则有三种,分别是200mm、250mm、300mm、高度一般都是190mm,如图3.2。

陶粒混凝土空心砌块,它是一种较理想的墙体自保温材料。主要原材料为陶粒,还有陶砂以及其它可以利用的工业废料,经成型机成型,最后经过自然养护而成。用陶粒混凝土空心砌块作外轻质砖 加气块,可以降低施工强度,墙体粉刷时不会产生空鼓,并且墙体不会出现开裂现象。砌块的长度一般是600mm,宽度一般则有两种尺寸,一种是190mm,也有240mm的,高度通常为200mm,如图3.3。

图3.1蒸压加气混凝土砌块图3.2节能页岩空心砌块图3.3陶粒混凝土空心砌块本文选取了以上三种能够用于框架结构建筑外轻质砖 加气块的自保温墙体材料,包括了B05蒸压加气混凝土砌块、B06陶粒混凝土砌块以及节能页岩空心砌块,用于计算得出相应的自保温墙体构造,墙体材料的规格尺寸等参数见表3.1。

3.1.2轻质砖 加气块的基本构造

墙体构造做法从外到内依次为:1-外抹灰层、2-墙体自保温材料、3-内抹灰层。

本文中的外抹灰层以水泥砂浆为例进行简化计算,而内抹灰层以混合砂浆为例进行简化计算,水泥砂浆以及混合砂浆所采用的厚度均以20mm厚为例进行计算。其中混合砂浆导热系数λ1=0.87W/(m·K),水泥砂浆导热系数λ3=0.93W/(m·K),其干密度、比热容等参数如表3.2所示。

表3.2砂浆的干密度、导热系数、比热容材料干密度(kg/m3)导热系数[W/(m·K)比热容(kJ/kg·℃)修正系数

水泥砂浆18000.931.051.00混合砂浆17000.871.051.00

本文所采用的加气混凝土砌块均为B05砌块。当墙体中间层所采用的自保温材料为

蒸压加气混凝土砌块时,其构造示意如图3.4所示。

1-外抹灰层

2-蒸压加气混凝土砌块

3-内抹灰层

图3.4加气混凝土砌块自保温构造

本文所采用的陶粒混凝土砌块均为B06砌块。当墙体中间层所采用的自保温材料为

陶粒混凝土空心砌块时,其构造示意如图3.5所示。

1-外抹灰层

2-陶粒混凝土砌块

3-内抹灰层

图3.5陶粒混凝土砌块自保温构造

3节能轻质砖 加气块构造的选用

当墙体中间层所采用的自保温材料为节能页岩空心砌块时,其构造示意如图3.6所示。

1-外抹灰层

2-节能页岩空心砌块

3-内抹灰层

图3.6节能页岩空心砌块自保温构造

3.2轻质砖 加气块热工性能指标计算

按照各气候区外墙节能设计的规定,通过对自保温节能墙体材料的计算,可以得出满足节能要求所需的各墙体构造的材料层厚度,进而得到自保温墙体的构造。

3.2.1热工性能指标

节能轻质砖 加气块墙体的热工性能可由其热阻或轻质砖 加气块墙体的传热系数来表示。(1)自保温墙体热阻R

热阻作为热工性能中的一项重要的参数。自保温轻质砖 加气块墙体热阻以符号R来表示,

单位是(m?·K)/W,


节能轻质砖 加气块墙体由于是由砂浆和砌块组合而成的,因此传热系数不可直接采用材料的导热系数进行表示,当其处于稳定的传热时,只能由墙体热阻R计算得出,以符号K来表示,单位是W/(m2·K)

(3)热惰性指标D值

热惰性指标主要反映围护结构对温度波衰减快慢程度,体现了材料层抵抗温度波动的能力。节能轻质砖 加气块的墙体热惰性指标值越高,温度波的衰减也就会越迅速,外墙的热稳定性也就会越好[49]。其值按下式计算:

3.2.2墙体材料层所需厚度

通过不同气候区热工参数限值,可推导出自保温墙体材料层的最小厚度。本文中将建筑的体形系数用符号S表示。按照自保温节能墙体的基本构造,
(1)严寒地区

依据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)中外墙传热系数限值,节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到严寒(A)区限值的要求时,利用公式3.4对三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.3。

表3.3严寒(A)区居住建筑所需最小墙体材料厚度

材料严寒(A)区≤3层4-8层≥9层

B05蒸压加气混凝土砌块0.666m0.404m0.316mB06陶粒混凝土砌块0.904m0.548m0.429m节能页岩空心砌块0.952m0.577m0.452m

依据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)中外墙传热系数限值,节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到严寒(A)区限值的要求时,利用公式3.4对三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.4。

表3.4严寒(A)区公共建筑所需最小墙体材料厚度

材料严寒(A)区体形系数≤0.30.3<体形系数≤0.4

B05蒸压加气混凝土砌块0.355m0.404mB06陶粒混凝土砌块0.482m0.548m节能页岩空心砌块0.507m0.577m

3节能轻质砖 加气块构造的选用

居住建筑节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到严寒(B)区限值的要求时,利用公式3.4对

三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.5。

表3.5严寒(B)区居住建筑所需最小墙体材料厚度

材料严寒(B)区≤3层4-8层≥9层

B05蒸压加气混凝土砌块0.549m0.355m0.284mB06陶粒混凝土砌块0.746m0.482m0.386m节能页岩空心砌块0.786m0.507m0.406m

公共建筑节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到严寒(B)区限值的要求时,利用公式3.4对

三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.6。

表3.6严寒(B)区公共建筑所需最小墙体材料厚度

材料严寒(B)区

体形系数≤0.30.3<体形系数≤0.4

B05蒸压加气混凝土砌块0.316m0.355mB06陶粒混凝土砌块0.429m0.482m节能页岩空心砌块0.452m0.507m

居住建筑节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到严寒(C)区限值的要求时,利用公式3.4对

三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.7。

表3.7严寒(C)区居住建筑所需最小墙体材料厚度

材料严寒(C)区≤3层4-8层≥9层

B05蒸压加气混凝土砌块0.466m0.316m0.258mB06陶粒混凝土砌块0.632m0.429m0.350m节能页岩空心砌块0.666m0.452m0.368m

在《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)中,仅将严寒气候区分为严寒(A)区和

严寒(B)区两个气候子区,因此没有严寒(C)区公共建筑的节能规定。

(2)寒冷地区

依据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)中外墙传热系数限值,节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到寒冷气候区限值的要求时,利用公式3.4对三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.8。

表3.8寒冷地区居住建筑所需最小墙体材料厚度

材料寒冷地区

≤3层4-8层≥9层

B05蒸压加气混凝土砌块0.355m0.258m0.216mB06陶粒混凝土砌块0.482m0.350m0.293m节能页岩空心砌块0.507m0.368m0.309m

依据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)当中外墙传热系数限值,节能轻质砖 加气块的平均传热系数达到寒冷气候区限值的要求时,利用公式3.4对三种材料所需的厚度进行计算,结果列于表3.9。