高性能泡沫混凝土自保温墙体热工性能.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 9期 (总 第 2 9 9 期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 9 ) 混 凝 土 Co n c r e r e 混凝土制品 CONCRETE PR0DuCTS d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 9 0 2 6 高性能泡沫混凝土 自保温墙体热工性能 严洁 ,姚勇 ,陈代果 ,王海军 ( 西南科技大学 土木工程与建筑学院,四川 绵阳 6 2 1 0 1 0 ) 摘要: 高性能泡沫混凝土是一种轻质, 并具有优良保温隔热性能的建筑节能材料。高性能
2、泡沫混凝土 自 保温墙体的热桥分为墙 热桥和柱热桥, 在墙热桥部位采用高性能泡沫混凝土自保温形式 , 柱热桥部位采用贴砌高性能泡沫混凝土保温板外保温形式, 利用 热流计对两种热桥部位的传热性能进行测试, 并用建筑传热理论分析其传热系数 、 热惰性指标等热工性能指标, 得出: ( 1 ) 两种热桥 部位下, 试件均不会出现结露现象; ( 2 ) 两种热桥部位的传热阻均大于最小传热阻, 即围护结构的传热量不会过大而使人体受凉; ( 3 ) 自 保温墙体的平均传热系数和热惰性指标均满足节能指标, 且优于传统建筑普通 2 4 0 实心砖墙。 关键词: 高性能泡沫混凝土;自保温墙体 ;热工性能 中图分类
3、号: T U5 2 8 0 2 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 9 0 1 0 2 0 4 Th e r ma l p e r f or ma n c e o f t h e i n s u l a t i on w a l l o f h i gh p e rfo r m a n c e f o a m c o n c r e t e Y A NJ i e , Y AO Y o n g , C H E ND a i g u o , WA NGH a ij t m ( C o l l e g e o f C i v i l E n
4、g i n e e ri n g a n d A r c h i t e c t u r e , S o u t h w e s t U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Mi a n y a n g 6 2 1 0 1 0 , C h i n a ) A b s t r a c t : Hi【曲 p e r f o r manc e f o a m c o n c r e t e i s a b u i l d i n g e n e r gy- s a v i n g ma t e r i a l
5、 s , w i t h the f u n c t i o n o f l i g h t w e i g h t a n d t h e r ma l i n s u l a - t i o n Th e wa l l o f h i g h p e r f o rm anc e foam c o n c r e t e h a v e tw o k i nd s of the rm a l br i e, i n the wa l l u s i ng t he f o rm o f s e l f - t h e r ma l i ns u l a t i o n, a n d i n
6、 t h e c o l u mn u s i n g t he form o f e x t e rio r i n s u l ati o n wi th bo a r dUs i n g the h e a t flo w me t e r t o t e s t h e a t t r an s f e r pe r f o rm a n c e an d a n a l y z e h e a t t r a n s f e r c o e ffic i e n t and t h e rm a l i n e r t i a i n d e x b y t h e t h e o
7、r y o f b u i l d ing h e a t o f t h e tw o k i n d s o f the rm a l b r i d g e T h e r e s u l t i s : ( 1 ) the s p e c i me n S c o n d e n s i n g wi l l n o t o c c u r wi t h the two k i n d s o f t h e r ma l b rid g e ; ( 2 ) the tw o k i n d s o f the r mal b r i d g e S t h e rm a l r e
8、s i s t a n c e a r e s o g r e a t e r t h an themi n i mu mtha t theam o u n t o f h e a t tr ans f e r S e n v e l o p e s t r u c t u r ei s n o t tool a r g el e a v i n gtheb o d yi s c o l d ; ( 3 ) the a v e r a g e o f h e a t t r a n s f e r c o e f fic i e n t an d t h e rm a l i ne r t i
9、 a i n d e x o f wall a l l be t t e r tha n the t r a d i t i o n a l s ol i d b r i c k wa l l wi th t h i c k n e s s of 2 40 K e y wo r d s : h i 曲 p e r f o rmanc e f o rm c o n c r e t e ; i n s u l a t i o n w a l l ; t h e rma l p e r f o rm anc e 0 引言 据统计 , 建筑能耗 目 前 已超我 国能源消费总量 的 1 4 , 并将随着
10、人 民生活水平 的提高逐步升至第一 位 1 , 因而发 展建筑节能在能源紧缺的今天十分必要 , 而建筑围护结构 中的墙体和钢筋混凝土部分产生了大量的建筑热桥 , 增加 了建筑 的能耗水平 , 因此建筑围护结构的性能是建筑节能 的关键2 】 。 建筑热桥分为墙热桥和柱热桥等嘲 , 目前 , 对于墙热桥 常用粘贴或 固定保温板类外墙外保 温体系 , 柱热桥常用保 温砂浆涂抹。 但上述两种体系都存在施工程序多, 保温层 容易开裂、 起翘甚至脱落等问题, 因此, 建筑市场亟需开发 新型墙体保温体 系 。 墙体 自保温体系是一种依靠墙体材料 自身较高的热 阻和热惰性, 就能满足相应气候分区节能指标要求的
11、一种 节能体系。 其不仅能就地取材, 利用再生资源, 而且能符合 收稿 日期 :2 0 1 4 - 0 3 1 8 基金项 目: “ 十二五” 国家科技支撑计( 2 0 1 1 B A E 1 4 B 0 5 0 2 ) 1 0 2 国家墙改政策, 走工业化、 产业化的道路, 适用于夏热冬冷 地区的建筑节能。 与传统泡沫混凝土相比, 高性能泡沫混凝土是一种新型 泡沫混凝土, 其利用 s P I I 新型高效发泡机将兼有物理发 泡与化学发泡双重功能 的高性能复合泡沫剂制成泡沫 , 再 将泡沫混入到砂 、 粉煤灰和水泥等材料以及各种专用 的外加 剂和水组成 的混合料 中, 经养护而成的含有大量封闭
12、气孔 的轻质混凝土, 其具有更轻质和更优良的保温隔热、 隔音 耐火 、 不燃等特性 , 而且生产投资少 、 施工方便 、 可大量利用 工业废渣 , 是工业与民用建筑 中大力推广的新型绿色建材 。 笔者利用热流传感器 H S 一 5 0 测量高性能泡沫混凝土 自保温墙体墙热桥和柱热桥两种热桥部位的热流密度、 壁面温度和环境温度等, 并用建筑传热理论分析其热工性 能指标 , 探究高性能泡沫混凝土自保温墙体的热工性能, 为高性能泡沫混凝土在建筑节能墙材中的应用和推广提 供一定的参考。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1试 验 研 究 1 1 原材料 普通混凝土的配合比
13、为, 水泥: 砂: 石:水 = 1 1 4 : 1 4 6 : 2 7 2 : 5 4 , 泡沫混凝 土的配合比为 , 水泥: 粉煤灰: 泡沫剂: 水 = 2 0 3 : 5 1 : 3 : 7 1 , 其中, 水泥用宜宾拉法基水泥制造有限公司生产的 4 2 5 级 普通硅酸盐水泥 , 粉煤灰用绵 阳热电厂 的 I 级粉煤灰 , 泡沫 剂采用西南科技大学材料学院 自制的高性能复合泡沫剂 , 为增加泡沫混凝土的抗裂性能和发泡性能 , 还在混凝土搅 拌过程中添加 0 6 k g聚丙烯纤维和 0 2 k g 膨胀剂 , 搅拌方 式采用卧搅 , 振捣方式采用微震 。 1 2试件 制备 从保温隔热角度
14、, 现浇一个泡沫混凝 土围护结构作 为 密 闭空间 , 并 由试 件将其分为冷 、 热箱两部分来分别模拟 室外 和室内环境 , 在热箱放置恒温热源制造热量 , 底部铺 设石棉来 杜绝热 量流失 , 试验装置如图 1 所示 。 结构试件 为 9 0 mmx 9 0 mmx 4 0 0 ra i n的现浇钢筋混凝土柱 , 柱配筋 4 4 , 6 1 0 0 , 柱左右两侧现浇有 1 0 0 m inx 1 2 0 0 m m 的高性能 泡沫混凝土墙 , 柱冷箱一侧粘有 1 0 1 T I 1 T I 厚泡沫混凝土保温 板 , 试件由滑槽送人装置内, 试件的结构构造如图 2 所示。 图 1 试验装置
15、及测点布置图( 单位 : mm) 图 2 试件构造详图 1 3试 验 设 备 试验时 , 采用 的热流传感器为专用 于精确接触测量的 全热流量 的传感器 H S 一 5 0 , 尺寸为 5 0 m mx 5 0 mm x 3 m m, 内置 T型热电偶 , 工作温度为一 1 8 0 2 0 0 , 其标称灵敏度 Ks = 1 9 _ 3 i V ( W m z ) , 测量量程 为 0 5 0 m V, 测量温度传感 器 K型热 电偶 和 P T I O 0 热 电阻的精度 均为 0 1。 数据 采集仪为 H F M一 4系列多通道热流计 , 可同时测量通过墙体 的热流密度 、 墙体 内外壁面
16、温度和室内外环境温度 , 测量的 数据可 以导入配套软件 D a q P R O 一 5 3 0 0 进行处理。 2 热工性 能分析 夏热冬 冷地 区建筑 的保 温设计包括 围护墙 体系传热 阻或传热系数和热惰性指标 的验算 、 热桥部位内表 面的温 度验算等同 。 2 1 热流密度 与 内壁 面温度 根据建筑结构和构造特点 , 可将热桥分为 8 大类 : 墙热 桥 、 柱热桥 、 门热桥 、 窗热桥 、 楼板热桥 、 屋顶热桥 、 阳台热 桥及其它热桥四 , 墙热桥是由于内外墙体吸放热面积不同和 材料不同而形成的 , 采用 自保温体系来降低墙体内表面温 度和通过该部位的热流密度。 柱热桥主要
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