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四川重庆浙江:永久性复合模板自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系研究


永久性复合模板自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系研究

永久性复合模板自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系的组成及其研究背景该体系组成将永久性复合保温模板与保温砌块、保温砂浆有机结合起来就构成了自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系。目前保温节能技术有两个明显的发展方向。

一是研制高效、阻燃的外墙复合保温材料,技术要点在于保温层材料的成份与品类选择;

二是旨在研制导热系数小,能单独实现保温节能高要求的一体化技术。

显然,节能保温性能优异的新型高性能自保温水泥轻质隔墙板节能加气混凝土墙砖新品及其配套产品的研究,更有利于工程施工的简易性、降低工程成本和二次装修的便利。施工实践证明,研制导热系数0.11w/m.k),强度≥ 3.5MPa 的高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品,以及与之配套的“热桥”部位的保温处理方法,作为外墙体的自保温水泥轻质隔墙板系统不但具有良好的保温隔热性能,同时既可以解决保温系统的安全性问题,又可以解决保温材料与墙体同寿命的耐久性问题。这将是一种技术可行的一体化技术,并且又是经济合理的有效方法。

用普通砌筑砂浆砌筑高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品,因普通砌筑砂浆一般为水泥砂浆或混合砂浆,这类砂浆的干密度为 1600 1800kg/m3,导热系数为0.8 1.0W/m·K),传热系数较大,由砌筑灰缝引起的能量损失可达 25% 左右。

因此,需要研制与高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块配套使用的砌筑保温砂浆产品,使之具有良好的和易性、保水性、粘结强度,在干缩变形、导热性能上与高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块相接近,因此可以克服普通砌筑砂浆的缺陷。所以高性能自保温水泥轻质隔墙板节能加气混凝土墙砖采用砌筑用保温砂浆砌筑墙体的技术意义亦很重大。

常规建筑物外墙体除门窗外,分别由“钢筋混凝土浇注体”和“砌筑砌体”两部分构成。单一的砌块自保温水泥轻质隔墙板体系只能使砌体结构的保温措施一步到位,“钢筋混凝土浇注体”仍需另行采取保温措施,给施工带来不便等不足,因此,自保温水泥轻质隔墙板体系的推广应用受到很大限制。为彻底保温工程的单独施工问题,真正使建筑主体替代保温,节省工期、节省工程综合造价,研发永久性复合模板与高性能自保温水泥轻质隔墙板加气混凝土砌块相匹配一体化保温体系,成为一个新的课题。研制与生产工艺技术要点高性能自保温水泥轻质隔墙板节能加气混凝土砌块高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品的技术工艺路线图 1四组分配料准备生产高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品的料浆是由粉煤灰、胶凝料、发气剂、纤维保温料四种组分加水构成的。

现在我们分述这四种组份的配料准备工艺过程。粉煤灰,也可以采用煤矸石或者是燃煤废渣,因地制宜,以便大幅度降低生产成本。粉煤灰同时提供 SiO2Al2O3CaO 进行水热反应,生成水化硅酸盐和水化铝酸盐,使砌块获得强度。本项目产品使用的粉煤灰应符合 JCT409 1991《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》中一级的要求

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61 万~ 200 万表 1 本项目要求粉煤灰原料成份成分SiO2Al2O3CaOFe2O3MgO烧失量筛失量含量(%53.8223.574.007.110.997.7012.02)胶凝料:凝料由硅酸盐水泥、石灰组成。其功能是将经过高压高温蒸压使水化产物转化为托勃莫来石和水榴子石,以此提高强度。

其中,石膏料可以采用工业废渣石膏,这种较为广泛的选择取料,可以降低砌块的原料成本。石膏主要在高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品加气混凝土发气过程中作调节剂,控制生石灰的消解速度和延缓铝粉的发气速度,并能提高制品的强度。水泥主要起调节料浆性能的作用,改善稠化速度,提高制品强度。

水泥水化时,除了生成大量的水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化物外,还能析出大量的 CaOH2。在蒸压条件下,这些游离的CaOH2与含硅材料中的SiO2Al2O3作用,以水热合成方式生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。两种方式产生的水化矿物质能同时提高制品的强度。生石灰是高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块中钙质的主要来源。在生产过程中通过生石灰提供有效的钙,与含硅材质中的 SiO2Al2O3进行充分的水热反应,生成水化硅质酸钙物。还能提高料浆的碱度并与铝粉反应生成氢气,形成加气制品中的小气泡。同时,生石灰在消解后使料浆产生凝结效应,能使坯体温度达到 90°C以上,使坯体在静停硬化阶段得到自然养护,从而缩短静停时间。(3)纤维保温料:纤维保温料可以有效提高砌块的隔热保温、隔音以及防火阻燃性能,并可胶凝料有机地牢固结合在一起,能有效防止高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块表面的松散、开裂、脱落等现象。

4)发气剂:发气剂采用铝粉,这是一种由纯铝制成的鳞片状粉末。具有活性铝含量高,易在水中分散,发气充分,使用方便稳定等特点。在与水泥、石灰和水搅拌混合过程中,与 CaOH2发生化学反应放出氢气。通过气泡的升腾作用,可在墙砖坯体内部形成微孔,有利于墙砖凝结过程的养护。

同时可减小墙砖容重,提升高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块的保温性能。料浆配制作高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品的料浆由粉煤灰、胶凝料、纤维保温料、发气剂和水配制而成。

料浆配制过程如下:

1)备料:a. 取各组分原料,分别备用;b. 取胶凝料中除水泥以外的各组份原料,其中石膏采用工业废渣石膏;c. 水泥采用 425# 硅酸盐水泥。

2)计量预混:按所述配比量分别称取制备好的材料备用;分别制浆并取水泥以及制备好的石灰干粉备用;称取发气剂铝粉备用。

3)搅拌混合:将制浆并取水泥以及制备好的石灰干粉发气剂铝粉置入搅拌机内混合;发酵初凝将制成的浆料注入一定尺寸的模具内,静置发酵凝固20~50min,便形成了砌块软体。料浆的发气速度、内部气孔结构均匀性及料浆凝结速度都与料浆的浇注温度有关。温度适宜则料浆的发气、凝化速度很匹配。

试验证明,料浆浇注温度应在 50°C左右。这个过程是一个同时具有物理变化和化学变化的复杂过程。各组份中的原料在一定时间内发生发入釜蒸养按照墙砖成品所需要的规格尺寸将初步凝固的砌块软体按要求尺寸切割成湿坯。

坯体切割后进入静停预养阶段。蒸养温度、压力与时间的确定是按照正交试验结果确定的,这几个参数对于墙砖的主要性能特别是抗压强度和导热系数有较大的影响。试验方法与结果在开发研制过程中,十分重视试验方法对整体生产工艺的影响和指导作用。研制过程中,确定的大模具试验结果试验结果表明:试验中制品的干体积密度均小于600 kg/m3,而抗压强度均在4.0MPa左右,导热系数为0.10~0.12W/m.k),说明主要技术指标达到设计要求。通过大模具试验确定的原材料配比和生产工艺参数合理,符合生产工艺要求。砌筑用保温砂浆 生产技术工艺要点及原材料性能要求研制的建筑墙体自保温水泥轻质隔墙板系统中,与高性能自保温水泥轻质隔墙板加气砌块产品共同研制并配套使用的砌筑保温砂浆产品,是用硅酸盐水泥、渣料、石灰、轻骨料为主材,配以激发剂而制成的。

1水泥:用 425 号普通硅酸盐水泥,性能符合国家标准 GB175 1999 的规定。(2)渣料:料通过其形态效应、火山灰效应和微集料效应,能提高砂浆的保水性、塑性、强度,同时又可节约水泥和石灰,降低成本。

3)  石  灰:(A CaO=61%WMgO=3.8%,细度 0.126mm 筛余 18%。加入石灰可提高砂浆的碱度,增加强度,改善和易性和抗碳化性能。

4)轻骨料:由闭孔珍珠岩及 WX 型等增强绝热材料组成。闭孔珍珠岩它具有密度小、绝热保温性能好、化学稳定性能强、不燃烧等特点,可减轻砂浆自重,提高砂浆的保温性能。工艺过程砌筑保温用砂浆是将水泥、渣料、石灰、轻骨料、各种剂料经配料、计量、均混、包装成为产品。制成的袋装干粉预拌,砌筑保温砂浆可运到建筑施工现场,作业时只要按一定比例加水搅拌即可。

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稠度和分层度试验流动性和保水性是砌筑保温砂浆的两个重要方面,稠度是流动性的表征,是指砂浆在重力或外力作用下流动变形的能力;保水性是指砂浆能够保持水分的能力永久性复合模板的芯料由防火防水粘结剂粘结与面板牢固粘结为一体,矿物棉虽然防火性能好,但吸水性强,吸水后丧失其应有的保温功能。永久性复合保温板是经过独殊生产工艺,将矿物棉材料分格包裹封闭,防止水份的渗入,并使其层间柔性连结,功能均衡,荷载均匀,优势互补,叠加增效,防火防水,达到综合性能优异,组成一个科学合理的有机整体。

永久性复合模板在应用通过与现浇混凝土满粘自然凝结和预埋锚固件联接双重固定的方法,同梁、柱、剪力墙紧密融为一体,使之直接具备保温性能,从而彻底解决了建筑外墙结构中混凝土构件“热桥”部位的保温,并且安全永久。

“永久性复合模板”产品无养护凝固周期,下线即可使用;产品综合性能优异,导热系数仅为 0.028w/m.k 左右,可满足国家 65%~75% 节能标准要求;产品粘结性能、耐冲击力强,满足力学性能或更高标准要求永久性模板自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系造价分析永久性模板自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系造价上表 12 可以看出“永久性模板自保温水泥轻质隔墙板体系”全框架结构每平方 m 保温按低限造价 53.5 元,130 元- 53.5=76.5元,较目前 “A级防火保温体系岩棉”每m3可节省造价约76元;高限每m3保 温 造 价 为 91.5 元,130 元 -91.5=38.5 元,较目前 “A 级防火保温体系岩棉”每 m3可节省造价约 38 元。企业效益分析永久性模板自保温水泥轻质隔墙板节能防火体系产品中的永久性模板不仅作为模板使用,同时具有优良的保温性能,无须附加外墙保温层即可使建筑物达到国家保温节能的要求,是一种安全可靠、造价低廉的节能新技术。除去满足节能设计标准和与建筑主体同寿命外,对于建设单位来说,不仅仅省去了模板拆除和外墙附加保温系统设计与施工的费用,更重要是施工工期可明显降低,使建筑成本大为降低。以一个50m3建筑面积的居住小区,工期提前 2 个月计算,一方面可节省管理费、设备租赁等费用约 300 万元左右;另一方面工程早峻工、早验收、早交付使用,投资早回收,则共可节省财务费用:2000 元(m3投资成本:土建十土地等)×50m3×占用资金按年息按10%计算×2个月 =1666 万余元。两项共计节省费用约 1966 万余元。整个工程建设费用可降低近 20%。抵冲保温增价后仍有较大节余。可见整个工程综合费用明显降低,效益显著增加。结语自保温水泥轻质隔墙板体系是根据保温材料的绝热原理及施工特点研制而成的一种集结构、保温、围护功能于一体的新型体系,具有良好的物理性能和节能性能,符合国家节能发展的方向和节能建材由单一功能向复合型、多功能方向发展的要求;

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并且它有效克服避免了保温体系中寿命短、易燃、开裂、脱落、施工繁杂、后期维护、更换和二次装修大量费用支出等诸多难题。该自保温水泥轻质隔墙板体系实现了生态环境保护与资源有效利用与节约,不仅节省资源、减少排放,符合国家加快节能减排步伐要求,而且可促进低碳经济和循环经济的发展,并能满足我国对于高速发展的建筑业更高的保温节能与环境保护要求,产生显著的经济效益、社会效益和环境效益。

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