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  废渣无机矿物聚合材料陶粒泡沫砼砌块外墙自保温体系

http://www.fajc.com.cn   发布时间:2016.7.17  访问636次
 
 
  

废渣无机矿物聚合材料陶粒泡沫砼砌块外墙自保温体系

一、概述

我国强制推行节能建筑,全国各地都在贯彻执行节能65%的指标。应用最多的是聚苯板为主材的建筑保温体系。但从应用实践看,这种保温体系存在一些技术和质量问题,如火灾隐患、脱落隐患、耐久性、服役期后产生巨量垃圾等问题逐渐暴露出来。业界呼吁淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有机保温材料的声浪日高。央视北配楼特大火灾之后,这一呼吁声浪更掀高潮。国家有关部门发布文件《限制和禁止使用建筑材料目录》模塑聚苯乙烯保温板、挤塑聚苯乙烯保温板,因燃烧性能达不到A级,易发生火灾事故被列入限制类。泡沫混凝土、加气混凝土制品等,一批能耗低、无污染、节约能源的建筑材料,在新版目录中被推广应用。

这个新版目录将对我国的墙体保温淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有机保温材料,推广应用绿色节能的无机保温材料产生巨大的推动力。目前建筑市场迫切需要一种既可满足国家建筑节能标准的要求,施工方便,防火,安全,质量好,耐久性可和建筑物同寿命的多功能新型建筑材料。

    为了更好贯彻落实国家节能标准,全面实现建筑节能的目标。满足市场对多功能新型建筑材料的需求,我们总结了目前建筑工程普遍应用的外墙外保温,内保温体系存在的墙体易开裂、易发生火灾、耐久性差等缺点产生的原因,结合我们三十多年来对粉煤灰、磷石膏、磷矿渣、脱硫石膏、建筑垃圾、废石粉、煤矸石、电石渣、多种工业尾矿等固体废渣综合利用的实践经验,经过多年努力,研发成功《废渣泡沫混凝土砖块制备工艺》国家发明专利技术,国家发明专利号ZL 2011 1 0095103.7

二、聚合材料陶粒增强泡沫砼砌块墙体自保温体系

本发明先将粉煤灰等固体废渣按工艺要求,生产出《废渣硅铝基无机矿物聚合材料》作胶凝材料;(注:也可采用普通硅酸盐水泥等作胶凝材料)釆用烧结粉煤灰、页岩、粘土陶粒或废渣免烧陶粒为轻骨料;利用粉煤灰、尾矿或细砂等为填充材料。采用泡沫剂和空气发泡,大型机械化立模浇注、成型、静停、养护(根据本地情况可采用太阳能、循环热空气、蒸养、蒸压等养护工艺)、脱模、切割、捡测、码垛等工序生产出轻质高强、节能环保、保温隔热的废渣硅铝基无机矿物聚合材料陶粒增强泡沫混凝土自保温砌块。(下简称:陶粒增强泡沫砌块)

废渣硅铝基无机矿物聚合材料己获得国家发明专利。废渣硅铝基无机矿物聚合材料作为优质高强胶凝材料,己广泛用于聚合材料陶粒增强泡沫砼砌块、轻质内、外墙板、废渣泡沫填芯自保温砌块、废渣泡沫砼板块、等墙体材料和城市海绵工程的透水路面砖、透水混凝土等。特别是废渣泡沫填芯自保温砌块己获准在内蒙古自治区推广,并同时获得内蒙科技进步奖。

(一)陶粒增强泡沫砌块性能

1、强度高、耐久性好:

生产中采用高分子复合型外加剂,可较快的激发《废渣硅铝基无机矿物聚合材料》的活性,使制品坯体在一定的湿热环境养护过程中,制品坯体中硅铝钙反应充分,在较短的时间内,废渣硅铝基无机矿物聚合材料中的硅铝氧化物在土聚反应过程中经历了一个由解聚到再聚合的过程,形成了与地壳中大量存在的类沸石结构,这种结构具有强度高、耐久性优于普通硅酸盐水泥制品等优点。因此,本发明制成的陶粒增强泡沫混凝土自保温砌块的各项技术指标都优于采用普通水泥制成的同类产品性能。与加气混凝土相对应,B06级抗压强度大于3.5MPaB07级大于5.0MPaB08级大于7.5MPa,可直接用于建筑外围护结构。陶粒增强泡沫砌块以陶粒为骨料、废渣硅铝基无机矿物聚合材料为胶凝材料,其耐久性可以与建筑物同使用寿命,几乎不需要维护费用。而现有外墙外保温系统一般只有25年的使用寿命,在整个建筑物的寿命周期内,隐藏巨大的维护和更新费用。
 
   2、轻质抗震:

陶粒增强泡沫砌块重量轻,与粘土实心砖相比轻56倍,比空心砌块轻3-5倍以上,(均以单层墙体计算,如以保温节能计算粘土实心砖和空芯砌块差距就更大了)能有效减轻建筑自重,砌块连接具有良好的抗震性能,不仅适用于低层建筑、也适用于高层建筑、软地质及沙滩、海滩建筑、抗振防火建筑、新型别墅、现代化生态型日光储能温室、小城镇建设的各种建筑等。

3、保温隔热性能好:

    在生产过程中陶粒增强泡沫砌块内部形成了众多蜂窝型密闭气泡。这些气泡在材料中形成了静空气层,使陶粒增强泡沫砌块的导热系数仅为0.110,18W/mk是粘土砖的五分之一,混凝土的八分之一,在夏热冬冷地区,240mm厚墙体与其它措施相结合,可轻松实现建筑节能65%的第二步目标,可大量减少冷暖气等电力、燃煤费用,可谓节约能源的最佳选择。

4、隔声防水性能好:

陶粒增强泡沫砌块内部为密闭微孔结构,具有阻隔声音的传递及吸音双重功能,可隔音35-52dB,吸音能力可达普通混凝土的5-6倍。自保温砌块的体积饱和吸水率为12%18%,可以使墙面的抹灰作业更加容易; 防水、防潮、抗冻融均达到和超过国家有关标准的规定。

    5收缩率低:
  
因为陶粒的收缩率极小,在产品中占总体积的45%以上,浆体中又采用了减缩剂技术,因而制品的收缩率很小,标准法测得的收缩率小于0.50mm/m,只有同类产品的60%左右,且收缩的发展速度慢,绝干收缩率只有同类产品的四分之一,无墙体开裂之虑。

6、抗渗性强:
  
陶粒增强泡沫砌块具有极强的抗渗性。用它砌筑的水池或盛水器皿,壁厚<5cm,表面未做任何处理,不渗水。攻克了蒸压加气混凝土吸水率大,墙体渗漏等缺点。

    7防火、耐高温性能优良

陶粒增强泡沫砌块建筑防火性能优良,发生火灾后不会燃烧,更沒有EPS板燃烧时产生那种致人死亡的毒气。陶粒增强泡沫砌块热稳定性测试结果表明,材料具有良好的耐高温性能。经600℃煅烧120min后,材料抗压强度值仍有5.94MPa,过程中没有出现抗压强度急剧下降和垮塌现象。由XRD结果显示,煅烧温度在800℃以下《废渣硅铝基无机矿物聚合材料》具有较稳定的矿物结构,超过800℃后逐渐有霞石、锐钛矿相产生。说明材料在800℃以内具有热稳定性能。

    8、尺寸精密多样:
  
陶粒增强泡沫砌块是在养护后达到一定强度状态下,采用金刚钻圆盘锯,经自动机械切割而成,避免了养护过程中的变形,尺寸精度达到超越同类产品优等品的要求;并且可根据市场需要仍意切割所需尺寸,还可切成板材用于建筑物的梁、柱保温,可减少粘结及抹面砂浆的用量,降低成本,提高墙体质量。

    9、安装加工性能好:

陶粒增强泡沫砌块可采用水泥或复合砂浆连接,陶粒增强泡沫砌块和水泥基体或粉煤灰渣胶凝材料同属硅酸盐材料,经过一定的条件,它们反应形成了一个整体,具有非常强的结合力。使制品具有抗渗、抗冻等优良的耐久性能,最大限度的避免了墙体裂纹,提高了墙体的整体性能和抗震、抗台风性能。陶粒增强泡沫砌块可锯、可钉、可钻、可任意切割,随意制造建筑格局。内墙面可以不做抹灰,直接批括腻子,外墙面可以用普通砂浆抹面,也可以用水泥砂浆直接粘贴面砖、文化石、花岗岩等。

    10、绿色环保、循环利用:
  
陶粒增强泡沫砌块的主要原材料均为工业废渣或江河湖泊淤泥,不含有毒、有害物质,且利废节能属国家推广发展的绿色产品。产品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》标准中建筑主体材料的要求。即使建筑物拆除以后,砌块仍可通过破碎,实现循环利用,降低建筑垃圾的污染。

(二)砌体性能

1、砌体轴心抗压强度

B07陶粒增强泡沫砌块砌体的实测轴心抗压强度为4.9MPa,与《砌体结构设计规范》中的混凝土砌块类、蒸压灰砂砖类、烧结多孔类等三类的砌体轴心抗压强度的经验计算公式得到的抗压强度相较,是混凝土砌块类的1.3倍,蒸压灰砂砖类、烧结多孔砖类的1.5倍左右。在实际应用中如套用此三类砌体轴心抗压强度平均值的经验计算公式来计算自保温砌块砌体的抗压强度是偏安全的。
    2
、砌体轴心弹性模量
   
陶粒增强泡沫砌块的砌体弹性模量为3.8×103MPa,与烧结多孔砖类相近,比混凝土砌块类计算弹性模量小,而比蒸压灰砂砖类计算弹性模量高。在实际使用中进行结构设计时,按照蒸压灰砂砖类、烧结多孔砖类进行抗压强度及弹性模量设计较为合理。
    3
、砌体抗剪强度
  
砌体沿通缝抗剪强度为0.85Mpa,实测抗剪强度平均值是混凝土砌块类计算值的3.9倍,是蒸压灰砂砖类计算值的2.9倍,烧结多孔砖计算值的2.1倍。这主要得益于较高的砂浆粘结抗剪强度和良好的粘结性能。因此采用《砌体结构设计规范》提供的混凝土砌块类、蒸压灰砂砖类、烧结多孔砖类经验公式计算自保温
砌块砌体的沿通缝截面抗剪强度平均值是偏安全的。
    4
、砌体弯曲抗拉强度
   
沿通缝截面弯曲抗拉强度平均值为0.52MPa,沿齿缝截面弯曲抗拉强度平均值为0.65MPa,两者较接近。而《砌体结构设计规范》沿齿缝计算强度约为沿通缝强度的2倍。这是由于该产品无论是沿齿缝或沿通缝弯曲抗拉破坏时,砌块一起破坏,砌块的强度控制着砌体的弯曲抗拉强度,而规范中提供的计算弯曲抗拉强度主要由砂浆强度控制。

三、锚固性能

扩孔型建筑锚栓M6的大于1300NM8大于2100NM1大于4000N。如果在砌筑灰缝中,锚固力更大。
四、吊挂力
    砌体吊挂力试验参考《建筑用轻质隔墙条板》(GBT234512009)进行,吊挂点与锚固根部距离为100mm,分级施加荷载。悬挂1000N,持荷24h后,墙体无裂缝出现,也无其它损伤现象;继续加载至1203N时出现悬挑杆弯曲变形,而墙体仍无裂缝,也无其它损伤现象。
五、墙体自保温体系的热工性能

不计内外粉刷砂浆和刷面层,B06级产品,单一240mm厚主墙体的热阻值为1.28 m2.K/W,传热系数0.78 W / m2.K,热惰性指标4.6B07级产品,单一240mm厚主墙体的热阻值为1.07 m2.K/W,传热系数0.93 W / m2.K,热惰性指标4.5。均满足夏热冬冷地区节能50%的设计要求。
六、梁、柱节点处理

采用墙体自保温体系时,梁、柱节点和剪力墙的保温措施是必需的,可在梁、柱和剪力墙等部位内缩(3050mm(即自保温墙体部分外凸),内缩部分用保温砂浆或同质材料粘贴即可。也可用同质材料制作模板,与混凝土整体浇注成型。

七、本发明专利的四大技术创新

1、高新技术配方和工艺,提高了陶粒增强泡沫砌块的保温隔热性能,提高了建筑物的节能功效;

2、创立了新的墙体自保温体系;

3、自产高强耐久的废渣硅铝基无机矿物聚合材料和废渣免烧陶粒作轻集料,节省大量砂、石等天然骨料资源;有效的节约了能源,保护了环境;

    4、釆用废渣硅铝基无机矿物聚合材料作胶凝聚材料,烧结粉煤灰、页岩、粘土陶粒或废渣免烧陶粒为轻骨料;粉煤灰、尾矿或细砂等为填充材料。采用泡沫剂和空气发泡,制造出强度高、保温隔热、节能抗震、防水抗渗、隔音耐温、防火耐久等多功能的陶粒增强泡沫砌块建筑的墙体自保温体系,从结构上就解决墙体自保温节能问题。其耐久性可和建筑物同寿命。

八、结语

废渣聚合材料陶粒增强泡沫砼砌块墙体自保温体系具有安全性高、从结构上就解决墙体自保温节能问题。其耐久性可和建筑物同寿命。特别适合于夏热冬冷地区,是一种优异的新型外墙自保温材料。

九、附图参考

                       

                聚合材粒增强泡沫砼坯体                                                      坯体进行边切

                        

                         坯体切割后输送                                                         坯体切割成功

                       

                                 成品打包                                                          打包后的成品堆场

                      

                          陶粒泡沫砼砌块                                                     陶粒泡沫砼近照

                       

                         陶粒泡沫砼保温板                                             陶粒泡沫砼防火隔离板      

 

联系人:杜世永                            手机:15828495988

邮箱:dushiyong@vip.163.com

 

 
 
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