基本信息
- 项目名称：
- 陶粒泡沫混凝土空心砌块墙体热工性能影响分析及工艺改进
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 陶粒泡沫混凝土砌块表观密度轻、强度高、隔热保温性能好、收缩率小、吸水率低、抗渗性强、抗冻性好、耐久性优、隔音吸声好，适用于耐久性节能建筑的内、外墙砌体，符合发展利废、耐久性、环保型节能建筑的创新规划和市场需求。本作品通过对陶粒泡沫混凝土砌块的主要性能和优势分析、热工性能试验比较和影响因素分析，从材料性能、孔型、孔洞尺寸等方面提出产品的改进措施，为企业产品选型提供科学参考。
- 详细介绍：
- 陶粒泡沫混凝土是以陶粒为粗集料，陶沙为细集料，并在砂浆中引入泡沫配置而成的混凝土。它与其他轻集料的区别在于，它的砂浆也是多孔的。因此陶粒泡沫混凝土同时具备陶粒混凝土和泡沫混凝土的特点，使之成为表观密度小、强度高、热工及耐久性能好的新型墙体材料而被广泛运用。然而，过去的研究多数集中于性能测试和配合比设计方法研究等方面，而对影响陶粒泡沫混凝土的性能关键因素之一——开孔的形式研究则较少。本文在大量试验的基础上研究了不同开孔形式对陶粒泡沫混凝土性能的影响，力求为这种材料进一步推广使用提供理论依据。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 发展外墙保温技术及节能材料是我国建筑节能的主要实现方式。陶粒泡沫混凝土砌块是我国的自主创新产品。通过对陶粒泡沫混凝土空心砌块试验比较与分析，为该产品选型提供一定的依据。 通过前期查阅有关资料，对陶粒泡沫混凝土空心砌块这种新型自保温墙体材料进行深入的了解。结合所学的专业知识，与杭州通达机械设备厂自保温砌块生产基地建立合作关系，对陶粒泡沫混凝土空心砌块墙体热工性能进行试验设计和操作。
科学性、先进性及独特之处
- 陶粒泡沫混凝土砌块表观密度轻、强度高、隔热保温性能好、收缩率小、吸水率低、抗渗性强、抗冻性好、耐久性优、隔音吸声好，适用于耐久性节能建筑的内、外墙砌体，符合发展利废、耐久性、环保型节能建筑的创新规划和市场需求。本作品通过对陶粒泡沫混凝土砌块的主要性能和优势分析、热工性能试验比较和影响因素分析，从材料性能、孔型、孔洞尺寸等方面提出产品的改进措施，为企业产品选型提供科学参考。
应用价值和现实意义
- 通过对陶粒泡沫混凝土空心砌块墙体的热工性能的试验分析，研究该材料保温性能的影响因素，进而提出工艺改进措施，为企业产品选型提供参考。对于这种新型自保温墙体材料在建筑工程中的进一步推广应用和发挥效益具有重要意义。
学术论文摘要
- 实验采用热流计法测定砌块热阻,测量的内容包括建筑墙体的热流密度及内、外表面温度。所用的仪表主要是热流计和热电偶。热流计法检测墙体试件,其测量误差与粘贴表面的粗糙度及粘贴是否严密平整关系极大。实验在热流计与砌体表面粘贴处均匀涂抹凡士林,增加严密性,减小试验误差。在实际的测量中，将墙划分成若干个热状况相近的区域，分别测量每个区域中央部位的热流值和该区域内的表面特征温度，求出该区域的墙体热流值后再取平均值。 通过对数据的采集和分析，对试验条件进行不断调整和完善。分析热工性能测试的影响因素，为后阶段对砌块工艺如成孔形状、数量、排列方式、原材料配比等提出改进建议提供依据。 陶粒泡沫混凝土空心砌块的热工性能，包含砌筑砂浆在内( 不含两侧抹灰层) , 由混凝土肋壁、孔洞和砌筑砂浆部分决定，一般用平均热阻R 和平均热惰性指标D表示。它不仅取决于砌块本身材料的热工性能，还与其孔洞的大小、形状、排列及孔洞率等均有很大的关系。在此基础上，提出改善热工性能的主要措施：（1）改善材料性能, 降低砌块导热系数；（2）改变空心砌块的孔型, 增大长路对流；（3）减小空心砌块的孔洞尺寸及孔壁厚度。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 顾天舒,谢连玉,陈革.建筑节能与墙体保温[J].工程力学，2006（12）：167-183. [2] 孙增桂,郑宜涛.热流计法在建筑节能检测中的应用[J]．建设科技,2003,(6)：78-79.. [3] 付祥钊. 夏热冬冷地区建筑节能技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002. [4] 王佳庆. 建筑构件热阻和传热系数计算方法探讨[J].保温材料与节能技术, 2006, (1) : 1 - 7. [5] 范锦忠. 陶粒泡沫混凝土砌块[J].砖瓦，2009,（7）：44-47. [6] 田斌守，章岩，杨树新，等.节能65%目标与自保温混凝土砌块[J].混凝土与水泥制品，2008（1）：49-52. [7] 王沁芳，王智，张朝晖.轻集料混凝土空心砌块热工性能及其改善措施[J].新型建筑材料,2006（6）：58-60. [8] JGJ134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2010. [9] GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 热流计法[S].北京:中国标准出社,2008. [10] JC/T 1062-2007 泡沫混凝土砌块[S].北京:中国建材工业出版社,2008
同类课题研究水平概述
- 泡沫混凝土技术源于欧洲，我国是从上世纪50年代开始引进，20世纪80年代中期开始大规模推广。随着我国墙体材料改革与建筑节能政策的推行,节能型建筑材料的开发和应用受到广泛的重视,对泡沫混凝土技术也进行了深入的研究。 陶粒泡沫混凝土砌块是我国的自主创新产品，它是将轻集料（如陶粒、陶砂、浮石）与泡沫混凝土有机结合，形成了新的复合轻质材料，用陶粒集料的抗缩性、增强性弥补了泡沫混凝土干缩大、强度低两大不足，用泡沫混凝土的固结性将陶粒由散粒状产品变成了块状、板状产品，达到优势互补的效果，复合产品性能远远超过了二者单一材料的性能。 随着世界性能源危机的出现，泡沫混凝土的研究和应用又重新得到重视。2007年1月又颁布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》第50条指出，近期新型建筑节能材料产业化的重点是：高效能外墙保温墙体材料、功能强体材料、热反射涂料、相变储能材料、高效外墙和屋面保温材料、楼地面隔热保温材料，高性能节能门窗，低辐射玻璃。因此，泡沫混凝土是一种符合我国国情的建筑材料，值得大力推广使用。特别是可以处理多种工业废弃材料，有利环保，环境效益明显，对降低生产能耗和建筑节能具有重要意义。它必将取代传统建筑材料，成为墙体材料的主体。 近年来，我国保温工程频发火灾，尤其是央视大火和最近的上海火灾的留下了惨痛教训，发展无机保温材料逐渐成为业界的共识。泡沫混凝土作为一种无机不燃保温材料也越来越受到重视。在这种背景下，从国家部委到各相关的科研单位、高校以及很多企业均纷纷加大了对泡沫混凝土技术的研发投入力度。国家十二五科技支撑项目中，专门将泡沫混凝土作为一个重点研究课题。 泡沫混凝土砌块一直是国内各方热衷的第一重点产品。但由于自然养护产品的强度差，后期干缩大，致使本产品始终没有在我国规模化生产应用。目前，国内企业已转向陶粒泡沫混凝土砌块及蒸压泡沫混凝土砌块的研发。这两类砌块是发展方向。国外企业多采用蒸压，前苏联在上世纪三十年代采用的是自然养护工艺，因强度低、抗冻性差、干缩大，从上世纪四十年代改为蒸压工艺。陶粒泡沫混凝土砌块是我国的创新，技术先进，应大力发展。 目前，泡沫混凝土最为发达的三个地区是：欧洲、北美、亚洲的中日韩及东南亚.在其它地区，泡沫混凝土也有一定的应用。总的来看，泡沫混凝土基本普及应用到全世界。
