一种保温承重型陶粒混凝土砌块的研制.pdf

2 0 1 0年第 3期 6月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 0 No 3 J u n e 一 种保温承重型陶粒混凝土砌块的研制 劳裕华 ， 邵永健 ， 殷 志文 ( 苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室， 2 1 5 0 1 1 ) 摘要 ： 基 于《 轻集料混凝土小型空心砌块》 、 《 夏热冬冷地 区居住建筑节能设计标准》 和《 混凝 土小型空心砌块建筑技术规程 》 的要求 ， 经过块 型设计 、 材料选择 、 配合 比设计和生产试制 ， 研制了一种保温承重型陶粒混凝土砌块。经热工计算和力学性 能试验 表明， 所研制的陶粒混凝土砌块 的块 型设计 和配合 比设计合理 ， 是一种适用于夏热冬冷地 区、 抗 裂性能 良好的保温承重型墙 体材 料 。 关键词 ： 陶粒混凝土砌块 ； 保温承重型 ； 块 型设计 ； 配合比； 抗裂性 Ab s t r a c t ： A c c o r d i n g t o (( S ma l l h o l l o w b l ock s w i t h l i g h t w e i g h t a g g r 。 g a t e c o n c r e t e }) 、 ( R e s i d e n t i a l b u i l d i n g d e s i g n s t a n d a r d f o r e n e r g y e f f i c i e n c y i n s u m me r a n d c o l d w i n t e r r e g i o n s } 、 (( B u i l d i n g t e c h n o l o g y r e g u l a t i o n s for s ma l l h o l l o w c o n c r e t e b l o c k s )) ， b y b l o c k d e s i g n ， ma t e r i a l s e l e c t i o n ，mi x d e s i g n a n d t r i a l p r o d u c t i o n ，a k i n d o f t h e r ma l l o a d- b e a r i n g c e r a mi s i t e c o n c r e t e b l o c k i s d e v e l o p e d ．Th r o ug h t h e t h e r ma l c a l c u l a t i o n a n d me c h a n i c a l p r o p e r t y t e s t s ，t h e b l o c k d e s i g n a n d mi x p r o p o r t i o n d e s i g n o f t h e c e r a mi s i t e c o n c r e t e b l o c k a l e r e a s o n a b l e ，w hi c h i s a k i n d o f t h e r ma l l o a d— b e a rin g wa l l ma t e r i a l s wi t h g o o d c r a c k r e s i s t a n c e a n d a d a pt i n g t o h o t s u mme r a n d c o l d wi n t e r a r e as ． Ke y wo r d s ：Ce t~a mi s i t e c o n c l~te b l oc k s ； Th e r ma l l o a d — b e ari n g t y p e ； Bl o c k d e s i g n ； Mi x p r o p o rti o n ； Cr a c k r e s i s t a n c e 中图分类号： T U 5 2 2 ．3 + 3 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 - 4 6 3 7( 2 0 1 0 ) 0 3 — 6 6 - 0 3 0 前 言 随着国家和各地区节土 、 “ 禁实”政策和节能标准 的颁 布实施 ， 混凝土砌块 因具有节土节能 、 强度 高 、 施 工速度快 、 增加使用面积等优点 ， 已在替代黏土砖的新 型墙材中脱颖而出。 然而 ， 热工性能和抗裂性能较差是 混凝土砌块墙体的显著不足。 目前 ， 我 国约 6 0 ％～ 7 0 ％的居住建筑采用多层砌体 结构 ， 其外墙既要满足结构承重要求 ， 还应 满足相应 的 建筑节能标准。墙体实现建筑节能的途 径主要有外墙 内保温和外墙外保温。外墙 内保温存在影 响管道安装 和内装修进度 、 占用 室内面积 、 墙上挂物 困难 等问题 ； 外墙外保温则存在安装 费时 、 占用主导工期 、 造价高等 问题 。因此 ， 保温承重 型墙材 已成为建筑市场的需要 。 陶粒混凝土以轻集料陶粒为粗骨料 ，具有轻质高 强 、 热工性能好 等优点 ， 但在墙材方面的应 用还非 常有 限。 我们针对夏热冬冷地区的多层建筑 ， 研制 了一种保 温承重型陶粒混凝土砌块 ，本文阐述了这 种砌块 的设 计 、 生产 、 性 能指标测试的研制全过程 。 1 砌块的设计 1 ． 1 砌块块 型设计 1 ． 1 ． 1 砌块尺寸要求 由于砌块砌筑时不允许砍凿 ，所 以其块型尺寸应满 足建筑模数要求 。同时考虑人工砌筑 ， 砌 块不宜过大， 基金项 目： 江苏省高校 自然科学研究项 目( 0 9 K J D 5 6 0 0 0 1 ) 。 一 66一 这也有利于分散墙体 干缩值 ，增 强墙体 的抗裂性 。为 此 ， 研制 的陶粒混凝 土砌块的主规格尺寸仍采用《 普通 混凝土小型空心砌块》 ” 和《 轻 集料混凝土小型空心砌 块》 圈 规 定的 3 9 0 mmx 1 9 0 mmx 1 9 0 mm。 考虑生产刻模 的可行性 ， 砌块不应超过三排孔 。 为 方便铺 砌砂浆 、 保证灰缝密实度 ， 增 强墙体的抗拉 、 抗 剪和抗裂性能 ， 孔洞全部设计为盲孔( 即砌块一端有封 堵层 ) 。 同时， 孔洞设计 为圆头孔 ， 使生产时易于拔孔并 减轻使用时的应力集中。 对于承重砌块 ， 若砌块壁厚太小 ， 抽芯时肋壁易开 裂 ， 影响使用性能 ， 故最小外壁厚应≥3 0 m m ， 肋厚应 ≥ 2 5 mm[2 1 ， 且砌块 的孔洞率宜 ≤3 5 ％。 1 ． 1 ． 2 砌块 传力要求 砌块墙体砌筑时 ，由于墙体 中没有类似 丁砖 的块 体在厚度方向拉结 ， 墙体 的整体性相对较差 ， 故应尽量 增加砌块横肋 的数量。同时为了更有效地传递竖 向压 力 ，设计 的块型应使上下皮砌块搭 砌时以及错缝砌筑 时 ， 均能实现孔对孑 L 、 肋对肋的传力方式 。 1 ． 1 ． 3 砌块墙体承载力要求 居 住建 筑大 多为 5 ～ 7层房 屋， 因此我 们取 开 问 4 ． 2 m、层高 3 ． 0 m和墙厚 1 9 0 mm的 7层房屋底层墙体 进行验算。通过验算得到： 当底层 承重墙 按规 范『 3 - 4 1 规 定 的最低材 料等级 要求 ，即采用 MU7 ． 5的砌块和 M5 的砂浆砌筑时， 就可满足竖向抗压 承载力的要求 。 可见， 竖 向抗压承载力不是研制保温承重型陶粒混凝土砌块 2 0 1 0年第 3期 混凝土与水泥制品 总第 1 7 3期 3 砌块的性能指标 3 ． 1 砌块墙体 的传热阻 墙体传热阻的计算可采用文献f 1 1 ] 的一维热阻 图 法计算。文献【 l 2 ] 的实测数据表明 ， 一维热阻图法是 一 种保守的计算方法 ， 实测热阻值将 比计算值 大。 陶粒混 凝土 的导热系数 可按干 表观密 度 1 2 0 0 k ~ m 。 取值 ， 空 气层热阻按夏季确定 。 计算时 ， 考 虑两侧各 2 0 ra m厚抹 灰的贡献 ，并 与 1 0 m m厚水平灰缝 和竖 向灰缝共同计 算墙体传热阻的加权平均值 。 计算表 明， 由图 1 主规格砌块 所砌的 1 9 0 mm厚墙 体 的传热 阻为 0 ． 6 9 9 ( m 。 K ) W， 由主规格 和辅 助规 格 砌块所砌 的 2 9 0 m m厚墙体 ( 图 3 )的传热阻为 0 ． 8 5 3 ( m K) ／ W。因此 ， 在夏热冬冷地 区采用本文设计 的砌 块为墙材 ， 南墙 和东西山墙 ( 浅色 ) 设 计为 1 9 0 mm厚 ， 北墙设计为 2 9 0 m m厚 ， 就能满足文献【 5 】 的节能标准要 求 。 3 ． 2 砌块的抗压强度 陶粒混凝土砌块 的强度试验按 《 ? 昆凝土小型空心 砌块试验方法》的规定进行。抗压强度试验结果见表 1 ， 其 中抗压强度 f = P u ／ ( 3 9 0 x 1 9 0 ) 。试验结果表 明， 研制 的陶粒混凝土砌块的配合 比设计合理 ，并满足强度等 级 MU1 0的要求。 表 1 砌块抗压强度试验结果 3 ． 3 砌块砌体的抗剪强度 砌块砌体 的抗剪强度是反映墙体抗裂性能 的重要 指标 。 《 砌体结构设计规范》 。 引 对砌体抗剪强度 只考虑砂 浆强度 和砌块类型的影 响，忽略块体 的块型及配合 比 影响。陶粒混凝土砌块砌体的抗剪强度采用单剪试验 测试 ，用研制的砌块分别与 Mb 5 、 Mb 7 ． 5和 M b l 0的砂 浆各砌筑 6个试件进行试验 ，试验数据及相应的计算 指标见表 2 ， 其 中抗剪强度 设计值按 文献[ 3 】 取材料分 项 系数为 1 ． 6计算 。试验结果表明 ，用 Mb 5 、 Mb 7 ． 5和 表 2 砌块砌体抗剪强度试验结果 M b l 0 砂浆砌筑的试件 的抗剪强度设计值分别为 0 ． 1 1 6 MP a 、 0 ． 1 2 1 MP a和 0 ． 1 3 4 MP a ， 均高于文献[ 3 ] 中混凝 土 砌块 砌 体 的抗 剪 强度 设 计 值 0 ． 0 6 M P a 、 0 ． 0 8 MP a和 0 ． 0 9 MP a 。 这说 明， 研制 的陶粒混凝土砌块砌体 的抗裂 性能 良好 ， 砌块块型及配合 比设计合理。 4结 语 针对夏热冬冷地 区的多层居住建筑 ，以满足墙体 的承重 和节能要求 、 提高墙体抗裂性为 目标 ， 探 索了保 温承重型陶粒混凝土砌块 的研制路径。 结果表明 ， 按本 文提出的砌块设计 、 材料选择和生产环 节要求 ， 试制的 陶粒混凝土砌块性能指标 良好 ，成功实 现保温承重型 陶粒混凝土砌块的研制 。 参考文献： [ 1 1 G B 8 2 3 9 — 1 9 9 7 ， 普通混凝土小型空心砌块『 s ]． 北 京： 中国标 准出版 社 ， 1 9 9 7 ． [ 2 】 G B ／ T 1 5 2 2 9 - 2 0 0 2， 轻集料混凝土小型空心砌块[ S 】 ． 北京： 中国标准 出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 3 】 G B 5 0 0 0 3 - 2 0 0 1 ， 砌体结构设 计规范[ s ] ． 北 京： 中国建筑 工业出版 社 ， 2 0 0 2 ． [ 4 ] J G J ／ T 1 4 — 2 0 0 4 ， 混凝土小型空心砌块建筑技术规 程[ s ] ． 北京： 中国 建筑工业 出版社 ， 2 0 0 4 ． 【 5 J J G J 1 3 4 — 2 0 0 1 ， 夏热 冬冷地 区居住建筑节能设计标 准[ S 】 ． 北京： 中 一 6 8一 国建筑工业出版社 ， 2 0 o 1 ． [ 6 ] 李建成． 混凝土空心砌块的 L 型对其隔热性能 的影响[ J ] ． 混凝土与 水泥制品 ， 1 9 9 5 ( 5 ) ： 5 0 — 5 2 ． [ 7 】 周景德 ， 钱美丽． 提高承重砼 空心砌块墙体保温性能的途径明． 建 筑砌块 与砌块建筑 ， 1 9 9 7 ( 3 ) ：2 6 — 2 8 ． [ 8 】 J G J 5 1 - 2 0 0 2 ， 轻骨料混凝土技术规程【 S 】 ． 北京： 中国建筑工业 出版 社 ， 2 o o 2 ． 【 9 】肖瑞敏 ， 等． 混凝土配合 比对其 干缩性 能的影响【 J ] ． 混凝 土， 2 0 0 3 ( 7 ) ：3 8 — 4 0 『 1 o ／ 邵永健 ， 殷 志文， 劳裕华等． 陶粒混凝土砌块 的配合 比设计 与抗 压强度试验【 J 】 ． 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 1 o ) ： 1 0 7 - 1 0 8 ． [ 1 1 】 G B 5 0 1 7 6 — 9 3 ， 民用建筑热 工设计 规范【 S 1 ． 北京 ： 中国计划 出版 社 ． 1 9 9 3 ． [ 1 2 】 陈丽 萍 ， 魏玲 ， 程建杰． 应用二维热阻图研究空心节能墙体砌块 传热特性[ J 1 ． 南京工业大学学报 ， 2 0 0 4， 2 6 ( 6 ) ： 9 0 — 9 3 f 1 3 ] G B ／ T 4 1 1 1 — 1 9 9 7 ， 混凝土小型空心砌块试验方法【 s 】 ． 北京： 中国标 准 出版 社 ， 1 9 9 7 ． 收稿 日期 ： 2 0 1 0 - 0 4 — 3 0 作者简介 ： 劳裕华 ( 1 9 7 4 一 ) ， 女 ， 讲师、 硕士 。 通讯地址：苏州市滨河路 1 7 0 1号 联 系电 话 ： 1 3 8 6 2 5 6 0 9 9 8 E- ma i l ：l a o y uh u a 4 79 1@ 1 2 6 ． c om