烧结页岩空心砖自保温系统配套材料的研究与应用

摘要

与建筑物同寿命的墙体自保温系统目前正也成为建设各方主体和社会大众共同关注的课题。随着高性能的新型墙体材料的不断研发，墙体自保温系统具有广阔的发展潜力，通过对墙体自保温系统配套砌筑砂浆和配砖研究，进一步完善墙体自保温系统，将有利于墙体自保温系统的推广和应用。
　　 本课题针对自保温墙体仍然采用热工性能较差的水泥砌筑砂浆和实心配砖这一现状，以烧结页岩空心砖自保温系统为研究对象，研究砌筑砂浆和配砖对其热工性能的影响。
　　 选用玻化微珠配制出热工性能优良的保温砌筑砂浆。实验结果表明：当玻化微珠与胶结料的质量比达到31％时，砂浆的性能满足《膨胀玻化微珠轻质砂浆》JG/T283-2010中砌筑型砂浆的性能要求。水泥强度等级和粉煤灰掺量对砂浆的抗压强度影响很大，选用32.5强度等级的复合硅酸盐水泥或在P·O42.5中掺加30％的粉煤灰可制备力学性能满足要求的玻化微珠砌筑砂浆。纤维素醚可显著改善玻化微珠砌筑砂浆的和易性，降低其干表观密度和抗压强度，增大其吸水率，其适宜掺量为0.2％～0.3％。
　　 分析孔洞率、孔型和孔排列对烧结多孔配砖力学性能和热工性能的影响，并利用FLUENT和 ANSYS对不同砖型的烧结页岩多孔配砖进行传热模拟和受力分析。结果表明烧结多孔配砖砖型设计时应选择纵向交错排列的矩形条孔，孔宽宜在10～15mm左右，此时矩形孔的长边垂直于热流方向，有利于提供多孔配砖的热阻，且纵向交错排列的矩形孔受力情况最好。
　　 选择锯末作为烧结页岩多孔配砖的成孔剂，随着锯末掺量的增大，烧结页岩多孔配砖的干燥收缩率和烧成收缩率都逐渐减小，制品干表观密度与锯末掺量近似呈线性降低，抗压强度也逐渐减小。在保证其抗压强度不低于10MPa时，锯末的最大掺量为3％。
　　 在实验室利用防护热箱法测试不同的砌筑砂浆的烧结空心砖砌体传热系数，结果表明，玻化微珠砌筑砂浆砌体的传热系数比水泥砌筑砂浆砌体降低了20％，当量导热系数降低了27％。配砖用量占整个墙体材料的20％时，通过分析可知，与烧结实心砖相比，烧结页岩多孔配砖使自保温墙体的平均传热系数降低8％。
　　 在实际工程中，利用热流计法现场测试不同砌筑砂浆的烧结空心砌块墙体的传热系数，并利用热电偶和红外热像仪测试节能型烧结空心砌块自保温墙体的温度分布。结果表明：烧结实心配砖的内表面温度比主体墙的高0.9℃左右，烧结多孔配砖的内表面温度比主体墙的高0.5℃左右；水泥砌筑砂浆灰缝的内表面温度比主体墙的高0.9℃左右，玻化微珠砌筑砂浆的内表面温度比主体墙的高0.6℃左右：玻化微珠保温砂浆砌筑的自墙体比水泥砂浆砌筑的自保温热阻提高了12.5％，传热系数降低了13.4％。因而在自保温墙体应选用热工性能较好的多孔配砖和保温砌筑砂浆。