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  廢渣無機礦物聚合材料陶粒泡沫砼砌塊外墻自保溫體系

http://www.wgibu.tw   發布時間:2016.7.17  訪問616次
 
 
  

廢渣無機礦物聚合材料陶粒泡沫砼砌塊外墻自保溫體系

一、概述

我國強制推行節能建筑,全國各地都在貫徹執行節能65%的指標。應用最多的是聚苯板為主材的建筑保溫體系。但從應用實踐看,這種保溫體系存在一些技術和質量問題,如火災隱患、脫落隱患、耐久性、服役期后產生巨量垃圾等問題逐漸暴露出來。業界呼吁淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有機保溫材料的聲浪日高。央視北配樓特大火災之后,這一呼吁聲浪更掀高潮。國家有關部門發布文件《限制和禁止使用建筑材料目錄》模塑聚苯乙烯保溫板、擠塑聚苯乙烯保溫板,因燃燒性能達不到A級,易發生火災事故被列入限制類。泡沫混凝土、加氣混凝土制品等,一批能耗低、無污染、節約能源的建筑材料,在新版目錄中被推廣應用。

這個新版目錄將對我國的墻體保溫淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有機保溫材料,推廣應用綠色節能的無機保溫材料產生巨大的推動力。目前建筑市場迫切需要一種既可滿足國家建筑節能標準的要求,施工方便,防火,安全,質量好,耐久性可和建筑物同壽命的多功能新型建筑材料。

    為了更好貫徹落實國家節能標準,全面實現建筑節能的目標。滿足市場對多功能新型建筑材料的需求,我們總結了目前建筑工程普遍應用的外墻外保溫,內保溫體系存在的墻體易開裂、易發生火災、耐久性差等缺點產生的原因,結合我們三十多年來對粉煤灰、磷石膏、磷礦渣、脫硫石膏、建筑垃圾、廢石粉、煤矸石、電石渣、多種工業尾礦等固體廢渣綜合利用的實踐經驗,經過多年努力,研發成功《廢渣泡沫混凝土磚塊制備工藝》國家發明專利技術,國家發明專利號ZL 2011 1 0095103.7

二、聚合材料陶粒增強泡沫砼砌塊墻體自保溫體系

本發明先將粉煤灰等固體廢渣按工藝要求,生產出《廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料》作膠凝材料;(注:也可采用普通硅酸鹽水泥等作膠凝材料)釆用燒結粉煤灰、頁巖、粘土陶粒或廢渣免燒陶粒為輕骨料;利用粉煤灰、尾礦或細砂等為填充材料。采用泡沫劑和空氣發泡,大型機械化立模澆注、成型、靜停、養護(根據本地情況可采用太陽能、循環熱空氣、蒸養、蒸壓等養護工藝)、脫模、切割、撿測、碼垛等工序生產出輕質高強、節能環保、保溫隔熱的廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料陶粒增強泡沫混凝土自保溫砌塊。(下簡稱:陶粒增強泡沫砌塊)

廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料己獲得國家發明專利。廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料作為優質高強膠凝材料,己廣泛用于聚合材料陶粒增強泡沫砼砌塊、輕質內、外墻板、廢渣泡沫填芯自保溫砌塊、廢渣泡沫砼板塊、等墻體材料和城市海綿工程的透水路面磚、透水混凝土等。特別是廢渣泡沫填芯自保溫砌塊己獲準在內蒙古自治區推廣,并同時獲得內蒙科技進步獎。

(一)陶粒增強泡沫砌塊性能

1、強度高、耐久性好:

生產中采用高分子復合型外加劑,可較快的激發《廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料》的活性,使制品坯體在一定的濕熱環境養護過程中,制品坯體中硅鋁鈣反應充分,在較短的時間內,廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料中的硅鋁氧化物在土聚反應過程中經歷了一個由解聚到再聚合的過程,形成了與地殼中大量存在的類沸石結構,這種結構具有強度高、耐久性優于普通硅酸鹽水泥制品等優點。因此,本發明制成的陶粒增強泡沫混凝土自保溫砌塊的各項技術指標都優于采用普通水泥制成的同類產品性能。與加氣混凝土相對應,B06級抗壓強度大于3.5MPaB07級大于5.0MPaB08級大于7.5MPa,可直接用于建筑外圍護結構。陶粒增強泡沫砌塊以陶粒為骨料、廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料為膠凝材料,其耐久性可以與建筑物同使用壽命,幾乎不需要維護費用。而現有外墻外保溫系統一般只有25年的使用壽命,在整個建筑物的壽命周期內,隱藏巨大的維護和更新費用。
 
   2、輕質抗震:

陶粒增強泡沫砌塊重量輕,與粘土實心磚相比輕56倍,比空心砌塊輕3-5倍以上,(均以單層墻體計算,如以保溫節能計算粘土實心磚和空芯砌塊差距就更大了)能有效減輕建筑自重,砌塊連接具有良好的抗震性能,不僅適用于低層建筑、也適用于高層建筑、軟地質及沙灘、海灘建筑、抗振防火建筑、新型別墅、現代化生態型日光儲能溫室、小城鎮建設的各種建筑等。

3、保溫隔熱性能好:

    在生產過程中陶粒增強泡沫砌塊內部形成了眾多蜂窩型密閉氣泡。這些氣泡在材料中形成了靜空氣層,使陶粒增強泡沫砌塊的導熱系數僅為0.110,18W/mk是粘土磚的五分之一,混凝土的八分之一,在夏熱冬冷地區,240mm厚墻體與其它措施相結合,可輕松實現建筑節能65%的第二步目標,可大量減少冷暖氣等電力、燃煤費用,可謂節約能源的最佳選擇。

4、隔聲防水性能好:

陶粒增強泡沫砌塊內部為密閉微孔結構,具有阻隔聲音的傳遞及吸音雙重功能,可隔音35-52dB,吸音能力可達普通混凝土的5-6倍。自保溫砌塊的體積飽和吸水率為12%18%,可以使墻面的抹灰作業更加容易; 防水、防潮、抗凍融均達到和超過國家有關標準的規定。

    5收縮率低:
  
因為陶粒的收縮率極小,在產品中占總體積的45%以上,漿體中又采用了減縮劑技術,因而制品的收縮率很小,標準法測得的收縮率小于0.50mm/m,只有同類產品的60%左右,且收縮的發展速度慢,絕干收縮率只有同類產品的四分之一,無墻體開裂之慮。

6、抗滲性強:
  
陶粒增強泡沫砌塊具有極強的抗滲性。用它砌筑的水池或盛水器皿,壁厚<5cm,表面未做任何處理,不滲水。攻克了蒸壓加氣混凝土吸水率大,墻體滲漏等缺點。

    7防火、耐高溫性能優良

陶粒增強泡沫砌塊建筑防火性能優良,發生火災后不會燃燒,更沒有EPS板燃燒時產生那種致人死亡的毒氣。陶粒增強泡沫砌塊熱穩定性測試結果表明,材料具有良好的耐高溫性能。經600℃煅燒120min后,材料抗壓強度值仍有5.94MPa,過程中沒有出現抗壓強度急劇下降和垮塌現象。由XRD結果顯示,煅燒溫度在800℃以下《廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料》具有較穩定的礦物結構,超過800℃后逐漸有霞石、銳鈦礦相產生。說明材料在800℃以內具有熱穩定性能。

    8、尺寸精密多樣:
  
陶粒增強泡沫砌塊是在養護后達到一定強度狀態下,采用金剛鉆圓盤鋸,經自動機械切割而成,避免了養護過程中的變形,尺寸精度達到超越同類產品優等品的要求;并且可根據市場需要仍意切割所需尺寸,還可切成板材用于建筑物的梁、柱保溫,可減少粘結及抹面砂漿的用量,降低成本,提高墻體質量。

    9、安裝加工性能好:

陶粒增強泡沫砌塊可采用水泥或復合砂漿連接,陶粒增強泡沫砌塊和水泥基體或粉煤灰渣膠凝材料同屬硅酸鹽材料,經過一定的條件,它們反應形成了一個整體,具有非常強的結合力。使制品具有抗滲、抗凍等優良的耐久性能,最大限度的避免了墻體裂紋,提高了墻體的整體性能和抗震、抗臺風性能。陶粒增強泡沫砌塊可鋸、可釘、可鉆、可任意切割,隨意制造建筑格局。內墻面可以不做抹灰,直接批括膩子,外墻面可以用普通砂漿抹面,也可以用水泥砂漿直接粘貼面磚、文化石、花崗巖等。

    10、綠色環保、循環利用:
  
陶粒增強泡沫砌塊的主要原材料均為工業廢渣或江河湖泊淤泥,不含有毒、有害物質,且利廢節能屬國家推廣發展的綠色產品。產品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》標準中建筑主體材料的要求。即使建筑物拆除以后,砌塊仍可通過破碎,實現循環利用,降低建筑垃圾的污染。

(二)砌體性能

1、砌體軸心抗壓強度

B07陶粒增強泡沫砌塊砌體的實測軸心抗壓強度為4.9MPa,與《砌體結構設計規范》中的混凝土砌塊類、蒸壓灰砂磚類、燒結多孔類等三類的砌體軸心抗壓強度的經驗計算公式得到的抗壓強度相較,是混凝土砌塊類的1.3倍,蒸壓灰砂磚類、燒結多孔磚類的1.5倍左右。在實際應用中如套用此三類砌體軸心抗壓強度平均值的經驗計算公式來計算自保溫砌塊砌體的抗壓強度是偏安全的。
    2
、砌體軸心彈性模量
   
陶粒增強泡沫砌塊的砌體彈性模量為3.8×103MPa,與燒結多孔磚類相近,比混凝土砌塊類計算彈性模量小,而比蒸壓灰砂磚類計算彈性模量高。在實際使用中進行結構設計時,按照蒸壓灰砂磚類、燒結多孔磚類進行抗壓強度及彈性模量設計較為合理。
    3
、砌體抗剪強度
  
砌體沿通縫抗剪強度為0.85Mpa,實測抗剪強度平均值是混凝土砌塊類計算值的3.9倍,是蒸壓灰砂磚類計算值的2.9倍,燒結多孔磚計算值的2.1倍。這主要得益于較高的砂漿粘結抗剪強度和良好的粘結性能。因此采用《砌體結構設計規范》提供的混凝土砌塊類、蒸壓灰砂磚類、燒結多孔磚類經驗公式計算自保溫
砌塊砌體的沿通縫截面抗剪強度平均值是偏安全的。
    4
、砌體彎曲抗拉強度
   
沿通縫截面彎曲抗拉強度平均值為0.52MPa,沿齒縫截面彎曲抗拉強度平均值為0.65MPa,兩者較接近。而《砌體結構設計規范》沿齒縫計算強度約為沿通縫強度的2倍。這是由于該產品無論是沿齒縫或沿通縫彎曲抗拉破壞時,砌塊一起破壞,砌塊的強度控制著砌體的彎曲抗拉強度,而規范中提供的計算彎曲抗拉強度主要由砂漿強度控制。

三、錨固性能

擴孔型建筑錨栓M6的大于1300NM8大于2100NM1大于4000N。如果在砌筑灰縫中,錨固力更大。
四、吊掛力
    砌體吊掛力試驗參考《建筑用輕質隔墻條板》(GBT234512009)進行,吊掛點與錨固根部距離為100mm,分級施加荷載。懸掛1000N,持荷24h后,墻體無裂縫出現,也無其它損傷現象;繼續加載至1203N時出現懸挑桿彎曲變形,而墻體仍無裂縫,也無其它損傷現象。
五、墻體自保溫體系的熱工性能

不計內外粉刷砂漿和刷面層,B06級產品,單一240mm厚主墻體的熱阻值為1.28 m2.K/W,傳熱系數0.78 W / m2.K,熱惰性指標4.6B07級產品,單一240mm厚主墻體的熱阻值為1.07 m2.K/W,傳熱系數0.93 W / m2.K,熱惰性指標4.5。均滿足夏熱冬冷地區節能50%的設計要求。
六、梁、柱節點處理

采用墻體自保溫體系時,梁、柱節點和剪力墻的保溫措施是必需的,可在梁、柱和剪力墻等部位內縮(3050mm(即自保溫墻體部分外凸),內縮部分用保溫砂漿或同質材料粘貼即可。也可用同質材料制作模板,與混凝土整體澆注成型。

七、本發明專利的四大技術創新

1、高新技術配方和工藝,提高了陶粒增強泡沫砌塊的保溫隔熱性能,提高了建筑物的節能功效;

2、創立了新的墻體自保溫體系;

3、自產高強耐久的廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料和廢渣免燒陶粒作輕集料,節省大量砂、石等天然骨料資源;有效的節約了能源,保護了環境;

    4、釆用廢渣硅鋁基無機礦物聚合材料作膠凝聚材料,燒結粉煤灰、頁巖、粘土陶粒或廢渣免燒陶粒為輕骨料;粉煤灰、尾礦或細砂等為填充材料。采用泡沫劑和空氣發泡,制造出強度高、保溫隔熱、節能抗震、防水抗滲、隔音耐溫、防火耐久等多功能的陶粒增強泡沫砌塊建筑的墻體自保溫體系,從結構上就解決墻體自保溫節能問題。其耐久性可和建筑物同壽命。

八、結語

廢渣聚合材料陶粒增強泡沫砼砌塊墻體自保溫體系具有安全性高、從結構上就解決墻體自保溫節能問題。其耐久性可和建筑物同壽命。特別適合于夏熱冬冷地區,是一種優異的新型外墻自保溫材料。

九、附圖參考

                       

                聚合材粒增強泡沫砼坯體                                                      坯體進行邊切

                        

                         坯體切割后輸送                                                         坯體切割成功

                       

                                 成品打包                                                          打包后的成品堆場

                      

                          陶粒泡沫砼砌塊                                                     陶粒泡沫砼近照

                       

                         陶粒泡沫砼保溫板                                             陶粒泡沫砼防火隔離板      

 

聯系人:杜世永                            手機:15828495988

郵箱:[email protected]

 

 
 
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