程亞軍，劉海順，趙琦，楊經(jīng)綸

（新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830013）

0 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“生態(tài)文明、綠色發(fā)展”的新常態(tài)，作為綠色建材的新型墻體材料必將以滿足新型建筑工業(yè)化和綠色建筑需求為導(dǎo)向，以科技創(chuàng)新為動(dòng)力，以高品質(zhì)、高性能的綠色墻材為重點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高發(fā)展質(zhì)量，提高資源利用效能，保障工程質(zhì)量，把我國(guó)墻材行業(yè)建設(shè)成適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)需要、經(jīng)濟(jì)效益良好的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。

在建筑結(jié)構(gòu)中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗最大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保護(hù)技術(shù)及節(jié)能材料是建筑節(jié)能的主要方法之一。結(jié)構(gòu)保溫一體化成套技術(shù)的研究，是對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)保溫體系和保溫材料的類別及性能數(shù)據(jù)的收集和評(píng)價(jià)，為今后墻體外保溫提供技術(shù)和數(shù)據(jù)的支撐。本次主要研究的結(jié)構(gòu)保溫一體化體系類別有：（1）燒結(jié)空心保溫砌塊復(fù)合外墻外保溫體系，（2）復(fù)合保溫砌塊，（3）自保溫復(fù)合一體條板，（4）蒸壓加氣自保溫砌塊（500 級(jí)以下砂加氣）。本文通過(guò)對(duì)四種不同體系傳熱系數(shù)、物理性能和燃燒性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，結(jié)合各體系的生產(chǎn)工藝，找出各體系類別的優(yōu)缺點(diǎn)并對(duì)應(yīng)用的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 檢測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)

1.1 燒結(jié)空心保溫砌塊復(fù)合外墻外保溫體系

選取新疆某新材料有限公司的燒結(jié)砌塊。試驗(yàn)方法選用 GB/T 13475—2008《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》。

（1）頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊 29 排孔（中空）尺寸為365mm×248mm×249mm，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用專用砂漿，砂漿厚度 5mm，雙面抹灰厚度10mm，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度 385mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.38W/(m2·K)。

（2）頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊 29 排孔（中間填滿干燥珍珠巖）尺寸為 365mm×248mm×249mm，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用專用砂漿，砂漿厚度 5mm，雙面未抹灰，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度365mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.26W/(m2·K)。

（3）頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊 23 排孔（中空）尺寸為300mm×248mm×249mm，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用專用砂漿，砂漿厚度 5mm，雙面抹灰厚度10mm，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度 320mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.46W/(m2·K)。

砌塊其他性能情況，燃燒性能符合 A 級(jí)要求，頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊 29 排孔（中空）尺寸為 365mm×248mm×249mm，物理性能實(shí)測(cè)數(shù)值達(dá)到 GB/T 13544—2011《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》和 GB 26538—2011《燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊》要求。

頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊放射性內(nèi)照射指數(shù) 0.2，外照射指數(shù) 0.3，符合 GB 6566—2010《建筑材料放射性核素限量》小于 1.0 要求。

1.2 復(fù)合保溫砌塊

復(fù)合保溫砌塊分混凝土自保溫復(fù)合砌塊、輕集料自保溫復(fù)合砌塊、石膏自保溫復(fù)合砌塊、再生骨料自保溫復(fù)合砌塊等。本次選取三種自保溫復(fù)合砌塊進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，詳情如下：

（1）承重混凝土自保溫復(fù)合砌塊為烏魯木齊市某建材公司生產(chǎn)的聯(lián)鎖承重保溫砌塊，規(guī)格是 409mm×280mm×200mm，砌塊填充苯板，按 GB/T 13475—2008《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》測(cè)試傳熱系數(shù)，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用普通砂漿，砂漿厚度 10mm，雙面抹灰厚度 15mm，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度 310mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為0.447W/(m2·K)；未作燃燒性能和放射性試驗(yàn)，砌塊物理性能實(shí)測(cè)數(shù)值達(dá)到 GB/T 29060—2012《復(fù)合保溫磚和復(fù)合保溫砌塊》要求。

（2）非承重混凝土自保溫復(fù)合砌塊為新疆某節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰镜?SY 混凝土復(fù)合自保溫砌塊，規(guī)格是 390mm×280mm×190mm，砌塊填充苯板，按 GB/T 13475—2008 《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》測(cè)試傳熱系數(shù)，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用特種砂漿，砂漿厚度 5mm，雙面抹灰厚度 5mm，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度 290mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.446W/(m2·K) ；未作燃燒性能和放射性試驗(yàn)，砌塊物理性能達(dá)到 GB/T 29060—2012《復(fù)合保溫磚和復(fù)合保溫砌塊》要求。

（3）輕集料自保溫復(fù)合砌塊選用烏魯木齊某石材有限公司的復(fù)合自保溫砌塊，主要原材料是地產(chǎn)陶粒、憎水蛭石、珍珠巖和破碎秸稈，規(guī)格是 390mm×290mm×190mm，砌塊孔洞用擠塑板填充，按 GB/T 13475—2008《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》測(cè)試傳熱系數(shù)，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用特種砂漿，砂漿厚度 5mm，雙面抹灰厚度 5mm，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度 300mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.383W/(m2·K) ；未作燃燒性能，放射性試驗(yàn)內(nèi)照射指數(shù) 0.2，外照射指數(shù) 0.3，符合 GB 6566—2010《建筑材料放射性核素限量》小于 1.0 要求。砌塊物理性能達(dá)到 JG/T 407—2013《自保溫混凝土復(fù)合砌塊》要求。

1.3 自保溫復(fù)合一體條板

自保溫復(fù)合一體條板一般分為中空添加保溫材料和非中空保溫板兩種，中空添加保溫材料板選取阿拉爾市某新型保溫建材有限公司的 HT 高強(qiáng)度自保溫外墻板一體條板試驗(yàn)，非中空保溫板選取新疆中北金玉實(shí)業(yè)有限公司的建筑結(jié)構(gòu)輕質(zhì)保溫復(fù)合板。由于一直沒(méi)有國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目物理性能選取企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和輕質(zhì)隔墻板GB/T 23451—2009《建筑用輕質(zhì)隔墻條板》，傳熱系數(shù)按 GB/T 13475—2008 《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》測(cè)試。

（1）HT 高強(qiáng)度自保溫外墻板選取規(guī)格為3000mm×600mm×200mm，中間填充苯板（厚160mm），砌墻面積 1.8m×1.8m，勾縫采用特種砂漿鏈接，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，表面用粉刷石膏刮平，墻體厚度 200mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.432W/(m2·K)；未作燃燒性能、結(jié)構(gòu)軸向抗壓和放射性。一體板物理性能達(dá)到 GB/T 23451—2009《建筑用輕質(zhì)隔墻條板》要求。

（2）建筑結(jié)構(gòu)輕質(zhì)保溫復(fù)合板選取新疆某實(shí)業(yè)有限公司的規(guī)格為 3000mm×600mm×220mm，內(nèi)置鋼筋龍骨，端頭有吊掛鉤，主體材料為含苯粒輕型混凝土，砌墻面積 1.8m×1.8m，勾縫采用特種砂漿鏈接，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，表面用粉刷石膏刮平，墻體厚度220mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.55W/(m2·K)；燃燒性能試驗(yàn)結(jié)果為 A 級(jí)，結(jié)構(gòu)性能中板初裂時(shí)撓度 1.46mm，最大裂縫 1.5mm 時(shí)荷載值 25.0kN，滿足設(shè)計(jì)要求，放射性未作。復(fù)合板物理性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.4 蒸壓加氣自保溫砌塊（500 級(jí)以下砂加氣）

蒸壓加氣混凝土砌塊在近幾年發(fā)展迅速，從生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量都有長(zhǎng)足進(jìn)步，但新疆對(duì)產(chǎn)品升級(jí)換代研究不夠，只有新疆天山建材新型墻體材料有限責(zé)任公司試生產(chǎn) 04、03 級(jí)，05 級(jí)有少量企業(yè)可生產(chǎn)， 06 級(jí)比較普遍，但通過(guò)測(cè)試單一節(jié)能效果不理想，本項(xiàng)目選用新疆某建材新型墻體材料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的 05、04、03 級(jí)三種蒸壓加氣混凝土砌塊試驗(yàn)，其中 05 級(jí)測(cè)試傳熱系數(shù)、燃燒性能、放射性和物理性能，04、03級(jí)由于在試制階段，樣品數(shù)量受限只測(cè)了物理性能。

（1）蒸壓加氣混凝土砌塊 05 級(jí)選用砂加氣，規(guī)格為 600mm×300mm×300mm，測(cè)試傳熱系數(shù)按 GB/T 13475—2008 《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》試驗(yàn)，砌墻面積 1.8m×1.8m，砌筑采用特種砂漿，砂漿厚度 5mm，雙面抹灰厚度 5mm，周邊用聚氨酯發(fā)泡密封，墻體厚度 310mm，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為0.48W/(m2·K)，燃燒性能試驗(yàn)結(jié)果為 A 級(jí)，放射性試驗(yàn)內(nèi)照射指數(shù) 0.3，外照射指數(shù) 0.3，符合 GB 6566—2010《建筑材料放射性核素限量》小于 1.0 要求，物理性能達(dá)到 GB 11968—2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）蒸壓加氣混凝土砌塊 04 級(jí)選用砂加氣，規(guī)格為 600mm×300mm×200mm，物理性能達(dá)到 GB 11968—2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）蒸壓加氣混凝土砌塊 03 級(jí)選用砂加氣，規(guī)格為 600mm×300mm×200mm，物理性能實(shí)測(cè)數(shù)值密度320kg/m3、強(qiáng)度 0.7MPa、干燥收縮值 0.39mm/m、抗凍性質(zhì)量損失 2.3%、導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.10W/(m·K)。

2 統(tǒng)計(jì)分析及應(yīng)用的可能性

2.1 燒結(jié)空心保溫砌塊復(fù)合外墻外保溫體系

通過(guò)對(duì)頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊 29 排孔（中空）、29 排孔（中間填滿干燥珍珠巖）、23 排孔（中空）、頁(yè)巖燒結(jié)空心砌塊傳熱系數(shù)的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊 29 排孔（中間填滿干燥珍珠巖）砌筑墻體，可滿足烏魯木齊市節(jié)能 75% 的要求。燃燒性能為 A級(jí)，物理性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)際應(yīng)用時(shí)砌筑、抹灰砂漿的選擇很關(guān)鍵，應(yīng)選骨料細(xì)的專用砂漿為好。應(yīng)用方面受限的主要原因：（1）現(xiàn)在高層設(shè)計(jì)全剪力墻越來(lái)越多，砌塊主要作為墻體填充使用，（2）頁(yè)巖燒結(jié)保溫砌塊壁過(guò)脆，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法切割，（3）銷售價(jià)格偏高，（4）墻體填充與結(jié)構(gòu)柱、樓板的保溫不配套。

2.2 復(fù)合保溫砌塊

通過(guò)對(duì)承重、非承重混凝土自保溫復(fù)合砌塊、輕集料自保溫復(fù)合砌塊三種自保溫砌塊的傳熱系數(shù)結(jié)果分析，填充擠塑板的輕集料自保溫復(fù)合砌塊傳熱系數(shù)為0.38W/(m2·K)，其他在 0.45～0.48 W/(m2·K) 之間，單獨(dú)作為墻體節(jié)能 75% 都不滿足，均需改進(jìn)，從原材料分析，砌塊壁摻加陶粒、憎水蛭石、珍珠巖，填充擠塑板、苯板或其他部位材料可提高熱阻，降低傳熱系數(shù)；從生產(chǎn)工藝研究，強(qiáng)度與節(jié)能是矛盾體，提高強(qiáng)度務(wù)必提高壁的密度，傳熱系數(shù)有所升高；從結(jié)構(gòu)型式分析，建議優(yōu)化阻斷，加長(zhǎng)傳導(dǎo)路徑，改善節(jié)能性能。

從砌塊物理性能實(shí)測(cè)數(shù)值分析，產(chǎn)品均能達(dá)到 GB/T 29060—2012《復(fù)合保溫磚和復(fù)合保溫砌塊》和 JG/T 407—2013《自保溫混凝土復(fù)合砌塊》要求；密度除承重砌塊都在 850～900kg/m3之間，強(qiáng)度可達(dá)到 5.0MPa以上；凍融有一家 45 次循環(huán)破壞，干燥收縮率都較小，軟化系數(shù)達(dá)到 0.85 以上。放射性均符合，原因是烏魯木齊周邊無(wú)放射源。

2.3 自保溫復(fù)合一體條板

通過(guò)對(duì)兩家不同類型的中空添加保溫材料和非中空保溫板測(cè)試，傳熱系數(shù)結(jié)果由于厚度不同沒(méi)有可比性，但從數(shù)據(jù)分析，接縫處影響很大，單獨(dú)不能達(dá)到節(jié)能75% 的要求，必須再做外保溫與之配合才能滿足節(jié)能要求；自保溫復(fù)合一體條板沒(méi)有國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用受限，但從裝配式材料考慮，自保溫復(fù)合板前途光明，優(yōu)勢(shì)在于工廠化流水生產(chǎn)，安裝快，易控制，節(jié)省資源等。

從所測(cè)物理性能數(shù)據(jù)分析，中空添加保溫材料的復(fù)合板抗折性能較差，原因是一般使用兩層鋼網(wǎng)或加強(qiáng)耐堿網(wǎng)格布，在結(jié)構(gòu)上抗折強(qiáng)度達(dá)不到要求；非中空保溫板內(nèi)一般設(shè)置鋼筋網(wǎng)籠并有設(shè)置多處外焊接點(diǎn)和安裝吊掛環(huán)，便于組裝，實(shí)測(cè)抗彎承載力達(dá)到 25kN，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中作填充性能較好。從燃燒性能分析，中空添加保溫材料的復(fù)合板耐火極限不如非中空保溫板，原因是中間保溫材料燃點(diǎn)低。

實(shí)際應(yīng)用中急需解決標(biāo)準(zhǔn)和圖集的問(wèn)題。

2.4 蒸壓加氣自保溫砌塊（500 級(jí)以下砂加氣）

通過(guò)對(duì) 05、04、03 級(jí)蒸壓加氣混凝土砌塊部分項(xiàng)目測(cè)試，05 級(jí)砂加氣，厚度 300mm，傳熱系數(shù)按 GB/T 13475—2008《絕熱 穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》試驗(yàn)，實(shí)測(cè)傳熱系數(shù)為 0.48W/(m2·K)，由于樣品原因 04、03 級(jí)未作傳熱系數(shù)，查資料顯示節(jié)能效果較好，但單獨(dú)使用達(dá)不到節(jié)能 75% 要求，與其他保溫材料配合使用較好。從砌塊物理性能實(shí)測(cè)數(shù)值分析，05、04 級(jí)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，03 級(jí)強(qiáng)度不夠，原因有可能是為提高砂細(xì)度反復(fù)粉磨泥化較嚴(yán)重，使強(qiáng)度偏低。

3 結(jié)論

以上四種不同體系的結(jié)構(gòu)保溫墻體材料性能各有利弊，共同缺點(diǎn)是體系不完整，燒結(jié)砌塊、復(fù)合保溫砌塊和自保溫復(fù)合一體條板單獨(dú)使用，在剪力墻、結(jié)構(gòu)柱部位無(wú)法保溫，在施工安裝時(shí)過(guò)于偏重，影響工地應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)是工廠化生產(chǎn)，安裝便捷，符合國(guó)家裝配式建筑和建材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。