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砂加气混凝土砌块自保温节能材料应用与研究
砂加气混凝土砌块自保温节能材料应用与研究
针对在加气混凝土砌块自保温节能材料砂甘肃省难以推广和应用的现状,根据对庆阳市应用砂加气混凝土砌块作为自保温节能墙体材料的调查研究,分析了甘肃省砂加气混凝土砌块自保温节能材料的性能特点和应用技术,提出了推广和应用的相关建议。

一、引言

我国的墙材革新与建筑节能工作已经开展十几年了,取得了很大的成就,特别是近几年,更是有了突破性进展。就甘肃省而言,随着国家“禁实”工作力度的不断加大,许多实心黏土砖厂被迫关停或转产,以砂加气混凝土砌块为主要替代产品的新型墙体节能材料得到了迅速的发展。预计到2006年底,砂加气混凝土砌块总量可达到60亿块,且具有广阔的市场发展空间。基于此,结合建筑节能课题研究,作者以庆阳市作为甘肃省的典型代表,与庆阳市墙体改革工作领导小组办公室和庆阳市建设工程造价站一起,通过对金鹏家园在建的6﹟别墅应用砂加气混凝土砌块作为自保温节能墙体材料情况进行现场抽样、技术经济指标测算和一系列研究,来分析甘肃省砂加气混凝土砌块自保温节能材料的性能特点和应用技术。

二、砂加气混凝土砌块自保温系统介绍

甘肃省砂加气混凝土砌块自保温系统是将砂加气混凝土砌块用于钢筋混凝土框架结构外墙填充墙或用于混合结构外墙而成为自保温外墙,具有质量轻、保温隔热性能好、隔声佳、防火优良、表面坚固、抗冲击性能好、施工便捷和便于各种外饰面处理等优点。

1、基本构造

甘肃省砂加气混凝土砌块自保温系统的基本构造为钢筋混凝土框架和砂加气混凝土砌块。自保温系统外侧为防水界面剂,粉刷层(局部增添耐碱玻纤网格布)和饰面层;自保温系统内侧为批嵌层(局部增添耐碱玻纤网格布)和饰面层。

2、规格及性能

砂加气混凝土砌块是以水泥、石灰、石英砂、石膏加铝粉发泡,经蒸压养护而成的细密多孔状砌块,其规格为600mm×(200、250、300)mm×(100、150、200)mm。按密度不同主要,甘肃省砂加气混凝土砌块主要有B05、B06两种级别,其抗压强度平均值分别不小于2.5 MPa 和3.5 Mpa,导热系数分别不大于0.13 W/mK 和0.16 W/mK。

3、热工系数指标

砌块自保温系统的墙体传热系数和热惰性指标计算可按《节能设计标准》规定的平均传热系数和《热工规范》给出的有关计算方法确定。甘肃省砂加气混凝土砌块自保温墙体在不同粉刷层的传热系数和热惰性指标值见表2。

表2甘肃省砂加气混凝土砌块墙体的传热系数K(W∕m2K)和热惰性指标D

砌块密度级别

B05

B06

砌块厚度(mm)

100

150

200

100

150

200

热工参数

K

D

K

D

K

D

K

D

K

D

K

D

无 粉 刷

1.42

1.76

1.02

2.63

0.9

3.51

1.54

1.99

1.11

2.98

0.87

3.97

内外各10 mm粉刷

1.37

2.00

0.99

2.88

0.78

3.76

1.49

2.23

1.08

3.22

0.85

4.22

内外各20 mm粉刷

1.33

2.25

0.97

3.13

0.77

4.01

1.44

2.48

1.06

3.47

0.87

4.46

三、砂加气混凝土保温砌块主要技术指标对比

通过对甘肃省砂加气混凝土砌块(B06级200mm厚)粘土砖(MU7.5,1600~1800 kg/m3)空心砌块(MU10,900~1700 kg/m3)普通混凝土(C30,2000~2600 kg/m3)等几种常见建筑材料的主要技术指标进行对比,可以看出,砂加气混凝土砌块与其它地方性建筑材料相比,具有以下几个方面的技术性能优点:

1.重量轻

砂加气混凝土砌块的容重一般为400~700kg/ m3,相当于粘土砖的1/3,普通砖的1/5,混凝土的1/4,也低于一般轻骨料混凝土。

2、强度能满足要求

砂加气混凝土砌块(B06)抗压强度平均值虽然只有4.6 MPa,但由于加气混凝土块体尺寸较大,制品匀质性较好,其砌体利用系数为0.7~0.8,而黏土砖在砌体中的利用系数仅为0.3左右。因此,从这个意义上讲,砂加气混凝土砌块(B06)的砌体强度高于黏土砖(MU7.5)的强度。

3、保温隔热性能好

砂加气混凝土砌块的导热系数仅为0.15W/mK,只有黏土砖的1/5、普通混凝土的1/10,因而有良好的保温隔热性能。

4、吸音隔声性能好

砂加气混凝土砌块由于具有球状密闭多孔结构,因而具有一定的吸音和隔声性能,吸音系数为0.23~0.3,隔声量为58dB。完全可以满足各类墙体的隔声要求。

四、砂加气混凝土砌块的工程经济指标

金鹏家园在建的6﹟别墅是自保温承重工程,该别墅建筑面积211.76m2,层高3.0m的二层砖混结构,采用钢筋混凝土带型基础。根据课题研究的需要,对本工程分别使用200mm厚砂加气混凝土砌块和240mm厚多孔黏土砖两种不同墙体材料,根据现行甘肃省预算定额、庆建发[2004]69号文件2004年第一期建设工程一类材料指导价计算,将所得到的工程造价以及对劳动强度的影响进行计算对比。

1、基础、构造柱和圈梁的造价对比

(1)基础:使用砂加气混凝土砌块和多孔黏土砖的钢筋混凝土带型基础造价分别为9865.69元和12062.58元,砂加气混凝土砌块的钢筋混凝土带型基础造价比使用多孔黏土砖低18%。

(2)构造柱和圈梁:使用砂加气混凝土砌块和多孔黏土砖,构造柱工程量分别为3.81m3和5.48m3,圈梁工程量分别为6.97m3和8.37m3,造价合计分别为8156.60元和11485.35元。使用砂加气混凝土砌块的构造柱和圈梁造价比使用多孔黏土砖低28%。

2、单位面积工程造价对比

使用砂加气混凝土砌块和多孔黏土砖单位面积工程造价分别为1236.26元/m2和1208.52元/m2。使用砂加气混凝土砌块的单位面积工程造价比使用多孔黏土砖增加2.0%。

3、施工劳动强度对比

使用砂加气混凝土砌块在1砖外墙、1砖内墙、1/2砖内墙的工程量分别为18.19m3、27.22m3、4.62 m3;使用240厚多孔黏土砖在1砖外墙、1砖内墙、1/2砖内墙的工程量分别为19.82m3、32.66m3、5.54 m3。可见,使用砂加气混凝土砌块可大大减少内粉刷工作量。同时,使用200厚砂加气混凝土砌块的施工墙体消耗人工量比使用多孔黏土砖低64%。

五、结语

1、经计算与验证,甘肃省采用砂加气混凝土砌块作为自保温外墙,其传热系数、热惰性指标均满足《节能设计标准》规定的热工性能要求。所以使用砂加气混凝土砌块的别墅可称为节能住宅,而使用多孔黏土砖的别墅,因其外墙传热系数、热惰性指标均不符合《节能设计标准》规定的热工性能要求,只能称为普通住宅。

2、经过对别墅项目的造价比较,甘肃省使用砂加气混凝土砌块比使用多孔黏土砖的单位面积造价略有增加。若要使多孔黏土砖的别墅成为节能住宅,假设外墙采用50mm厚砂加气混凝土砌块,则每平方米增加造价38.00元。这时,同为节能住宅的条件下,使用砂加气混凝土砌块却比使用多孔黏土砖的单位面积造价下降0.8%。

3、甘肃省砂加气混凝土砌块相对基准值节能44%,相对一般标准节能26.5%(基准值参考甘肃省住宅设计标准,一般标准参考夏热冬冷地区保温节能标准)。

4、砂加气混凝土砌块因其尺寸准确,内墙面可直接做批嵌,从而大大减少了内粉刷的工作量。另外,使用砂加气混凝土砌块,现场湿作业量明显减少,有利于现场文明施工。

5、使用砂加气混凝土砌块,不但可以降低基础和结构的投入,节省基础挖方量,缩短施工工期,大幅度减低劳动强度,而且还可以减少建筑物的运行称本。

6、在甘肃省,砂加气混凝土砌块与其它地方性建筑材料相比,具有质量轻、保温隔热性能好、隔声佳、防火优良、表面坚固、抗冲击能力强和施工便捷等优点,而且便于各种外饰面处理。所以特别适合用于钢筋混凝土框架结构外墙填充墙或用于混合结构外墙而成为自保温外墙。

综上所述,砂加气混凝土砌块自保温节能材料在甘肃省值得大力推广应用。

六、看法和建议

1、从施工技术角度来看,甘肃省砂加气混凝土砌块自保温节能材料要想得到发展,就必须根据墙体功能与保温功能合一、既保温又隔热这两大特性,合理地选择建筑类型和体系,在满足地方工程建设应用标准的前提下,将其用于最恰当的位置和部位。同时要随时关注市场动向,以不断开发有竞争力的新技术为切入点,使砂加气混凝土砌块自保温节能材料直接达到三步建筑节能要求。

2、全国范围的能源供给矛盾日益突出,节约能源已经成为重大课题,甘肃省也不例外。根据有关的测算,建筑物各部分对热能的散失消耗,外墙部分占24%左右。为了减少墙体散热损失,我们必须采用保温性能良好的建筑材料。在这方面,砂加气混凝土砌块自保温节能材料突显其保温隔热的优良性能和将发挥重要的作用,而且受到世界各国建筑业的普遍重视,特别是我国实行墙体材料改革与节约能源的可持续发展国策后,砂加气混凝土砌块自保温节能材料由于具有集新型墙体材料和保温材料于一体的独特优点而备受人们的青睐。所以,我们应该大力推广和发展的这一新型的建筑节能材料。

3、尽管砂加气混凝土砌块自保温节能材料具有其它建筑材料无法相比的许多优点和性能,但在甘肃省的许多城市,对这种新型材料的推广和应用还存在着一定的局限性。究其原因,是设计人员、施工人员以及投资开发商对砂加气混凝土砌块自保温节能材料仍然很生疏,对材料的性能和施工方法了解程度不够,担心使用这种新型材料会出现什么问题,不如目前已经成熟的墙体围护作法保险。一句话,就是谁也不想开这个先例。针对这一现状,作者认为,在甘肃省,许多科技成果得不到推广,许多新技术、新材料、新方法得不到应用,最重要的是“观念”问题。建设节约型社会发展循环经济,节约各种资源是我们必由之路。只有树立了这种观念,加之配套的政策、法规,相信人们都愿意创新、求新了。

(参考文献从略)

*本课题属甘肃省2004年建设科技攻关项目“黄土塬区(庆阳市)墙体材料资源化及节能方案研究”(JK2004-17)。

作者简介:

刘万锋,陇东学院建筑工程系系主任,庆阳市建筑业联合会秘书长,庆阳市学术技术带头人,出版学术专著1部、教材1部,1发表论文30余篇。
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