液压成型混凝土空心砌块热工性能研究.pdf
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1、全 国中文核心期刊 杆 鲤 魄 粉 中 国 科 技 核 心 期 刊 液压成型混凝土空心砌块 热工性能研究 张振东, 田安国, 胡杰, 张峰 ( 淮海工学院 土木工程 学院, 江苏 连云港2 2 2 0 0 5 ) 摘要: 通过混凝土空心砌块热工性能试验研究, 在分析试验数据的基础上, 探讨了孔洞有机填充物、 砌筑砂浆等因素对混凝土 空心砌块砌体热 工性能 的影响 。根据 理论计算 , 分析 了空心砌块孔洞尺 寸对其热 阻值的影响, 并给出合理建议 。 关键词: 混凝土空心砌块: 自 保温: 热工性能; 热阻 中图分类号: T U 5 2 2 3 + 4 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0
2、 1 7 0 2 X( 2 0 1 2 ) 0 4 0 O 7 4 0 3 S t u d y o n t h e th e r ma l p e r f o r ma n c e o f the h y d r o f o rm c o n c r e t e h o l l o w b l o c k Z HANG Z h e n d o n g, T I AN An g u o, HU J i e, Z HANG F e n g ( D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g , Hu a i h a i I n s t
3、 i t u t e o f T e c h n o l o g y , L i a n y u n g a n g 2 2 2 0 0 5 , J i a n g s u , C h i n a ) 混凝土空心砌块这种新型墙体材料在原材料的选择上较 为丰富, 可充分地利用尾矿废料等地方资源。同时, 由于孔洞 的存在, 混凝土空心砌块具有较好的保温与节能特点, 深入研 究其热工性能对于建筑节能工作的开展具有十分重要的意 义。 1 混凝土空心砌块热工性能试验研究 本文采用连云港某建材公司生产的新型非烧结多排孔混 凝土空心自 保 温砌块, 主要 采用硅酸 盐水泥、 炉底 渣、 粉煤灰、 碎石子、
4、磷尾矿等地方材料, 应用独有的双向液压成型技术压 制而成, 在砌块内设置5 9 排矩形孔, 并将有机或无机密闭 多孔材料充填于部分孔道中, 制成了自 保温空心砌块。 1 1 试验原理与装置 根据传热学的基本原理,单层平壁外墙的热阻和热流可 用式( 1 ) 、 ( 2 ) 表达【 。】 : 哮 = ( 1) R = L ( 2 ) 基金项目: 江苏省经贸委墙改与建筑节能科研项 目( 2 0 0 4 0 6 ) 收稿 日期 : 2 0 1 1 -l 1 1 6 作者简介 : 张振 东, 男, 1 9 7 9年生 , 辽 宁阜新 人, 博士 , 讲师 , 主要 从事 岩 土力 学基本理论与数值分 析
5、、 建筑节能等方面 的教学与科学研 究 工作 。E mi a l : q i n g h a n 0 6 2 3 1 2 6 c o m。 7 4 新型建筑材料 2 0 1 2 4 式中: 口 通过平壁的比热流, W, m ; 单一材料的导热系数, W ( m K ) ; t , 厂分别为单层平壁热、 冷表面的温度, K ; 卜平壁的厚度, m ; R 单层平壁的传热阻, m 2 K W。 对多排孔砖砌体的热工性能试验将利用上述传热学的基 本原理, 在被测砌体的两侧, 人为建立两个不同的、 稳定的热 环境, 模拟砌体在冬、 夏季的传热过程, 实现一维、 稳定传热, 从而计 算出 砌体的 热阻值
6、, 这种方法也 称为 热流 计法。 试验采用J T R G 一 1 型砌体保温性能检测装置和J T R G I I 建筑热工温度与热流自 动测试系统。 J T R G 一 1 型砌体保温性能检测装置由3 部分组成: 试件 架、 冷箱和热箱。试件架用来安放检测材料( 砌筑检测砌体) , 冷、 热箱形成被检测砌体两侧持续稳定的温差, 通过各测点量 测的热流值和温差值,即可获得被检测砌体材料的各项热工 性能参数。 J T R G I I 建筑热工温度与热流自 动测试系统,是温度与 热流检测仪器, 它与通用的P C电 脑配合使用, 外接多路温度 和热流传感器。 用于观测记录温度值和热流值, 同时可自
7、动采 集各路温度值和热流值2 - 3 1 。 1 2 试件制备 砌体厚度均为2 4 0 m m , 砌筑方式及质量应尽量与实际工 程相一致, 在被检测砌体表面两侧敷设热电偶, 热箱一侧敷设 热流计板。试验用砂浆根据不同情况分别采用普通砌筑砂浆 和专用保温砂浆。试验共分7 组, 孔型参数见图 1 , 具体技术 参数与试验条件见表1 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张振 东, 等: 液压成型混凝土空心砌块热工性能研 究 ( a ) q T l 孑 L 型参数 ( b ) q T 一 2 孔型参数 ( c ) q T 一 3 、q T 一 4 孔型参数 I 1 I
8、 : 日 _ L - L _ L F F _ L _ L 卜 卜 H = :_ t- j - L _L - L 卜 卜 卜 _ L 卜 _ L _ L H= 3 2 1 1 6 L L L H 3 2 l _ L _l l l l l l l l l l l l ll ll l ll l l _ u_ E ,L 9 匪 生 EE 蛀 tEE E 8 F E E E F _q 等 D 捌 吲 E 曰 : Z E L LL LL L L L L L L LI _ LL 山_ L L LI- i- I- L 口 ( d ) Q T 一 5 孔型参数 ( e ) Q T 一 6 孔型参数 ( f )
9、Q T - 7 L 型参数 图 1 7组混凝土空心砌块孔型参数 表 1 试验用混凝土空心砌块主要技术参数 与试验条件 黎 萼 砌 寸 孑 L 洞 孑 L洞 埤 充 砌 筑 砂 馨灰 缝im 宽 度m Q r 一 1 2 4 0 x 2 4 0 x 1 1 5 五排孔三排聚苯板 普通砂浆 l 0 Q T - 2 3 6 0 x 2 4 0 x l 1 5 五排孔四排聚苯板 普通砂浆 1 0 0T _ 3 2 4 0 x 2 4 0 x 1 1 5 五排孔两排聚苯板 普通砂浆 6 OT _ 4 2 4 0 x 2 4 0 x 1 1 5 五排孔两排聚苯板 专用保温砂浆 6 Q T - 5 2 4
10、0 x 2 4 0 x 1 1 5 五排孔三排聚苯板 专用保温砂浆 6 OT _ 6 2 4 0 x 2 4 0 x 1 1 5 五排孔 无 专用保温砂浆 6 QT - 7 3 6 0 x 2 4 0 x l 1 5 五排孔四排聚苯板 专用保温砂浆 6 1 3 试验结果与分析 根据试验所测数据,分别计算被测砌体的热阻及导热系 数, 结果见表2 。 表 2 混凝土空心砌块砌体热阻值 及导热系数 从表2 可知,孔洞填充情况以及砌筑砂浆等条件对其热 工性能具有十分显著的影响, 具体分析如下: ( 1 ) 孔洞填充对空心砌块热工性能的影响 由表 1 可知, Q T 一 4 、 Q T 一 5 、 Q
11、T 一 6的混凝土空心砌块孔洞 布置完全相同, 且砌筑过程中均 采用专用保温砂 浆, 灰缝宽度 为6 m m , 只有孔洞填充条件不同。 Q T 一 6 未进行填充, 0 T 一 4 填 充两排聚苯板, Q T - 5 填充三排聚苯板。而由 表2的热阻可知, 未进行任何填充的Q T _ 6 热阻仅为0 5 1 2 m 2 , K W, 而填充了聚 苯板的Q I 和Q T 一 5 , 其热阻值为0 8 2 0 m 2 , K W和0 8 4 1 m K W, 较Q T 一 6 分别提高了6 0 2 和6 4 3 。由此可见, 在孔洞 中填充热阻较大的有机材料对混凝土空心砌块热工性能的改 善具有非
12、常显著的作用。 ( 2 ) 砌筑砂浆对空心砌块热工性能的影响 Q T 一 2 与Q T 一 7 、 Q T 一 3 与Q T 一 4 采用相同的孔洞布置形式 与相同的填充条件, 只有砌筑砂浆不同。Q T 一 2 与Q T 一 3 所采 用的砌筑砂浆为普通砌筑砂浆,导热系数为0 9 3 w ( m K ) , Q T 一 4 与Q T 一 7 所采用的砌筑砂浆为专用保温砌筑砂浆, 导热 系数为0 1 6 7 w ( m K ) 。由表2 可见, 采用保温砂浆的Q T 一 7 热阻值为0 9 0 7 m K W,较采用普通砂浆的Q T 一 2热阻值 0 7 4 5 m K W提高了 2 1 7 ,
13、而 Q T 一 4较 Q T 一 3提高了 2 3 5 。由此可见, 在进行砌体砌筑过程中, 如果能够采用专 用保温砌筑砂浆代替普通砌筑砂浆,将能够较明显地提高砌 N E W BUI L DI NG M AT E RI AL S 75 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张振东, 等: 液压成型混凝土空心砌块热工性能研究 体的热工性能。 2 混凝土空心砌块热阻值计算及 孔洞尺寸对热阻值的影响 2 1 空心砌块热阻值计算 空心砌块由于其属于“ 由2 种以上材料组成的、 两向非均 质” 材料, 因此其热工性能的计算比较复杂。现在一般按照 G B 5 0 1 7 6 9
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