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玻化微珠無機保溫砂漿的研制及在外墻外保溫系統中應用召P濱,韓文祥

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-03-20  來源:中國保溫網(中國保溫材料網)  瀏覽次數:1380

  節約能源是我國的基本國策,也是建設節約型社會的根本要求。

  為節約能源資源、保護環境,進一步提高經濟發展的質量和效益,我國“十二五”規劃綱要繼續將節能減排作為國民經濟和社會發展的約束型指標,提出2015年全國單位國內生產總值能耗要比2010年降低16%等節能減排指標。

  中國是一個發展中國家,人口眾多,人均能源資源相對匱乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水資源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭儲量只占世界儲量的11°%,原油占2.4%.每年新建建筑使用的實心黏土磚,毀掉良田12萬畝。物耗水平相較發達國家,鋼材高出10%25%,每立方米混凝土多用水泥80kg,污水回用率僅為25%.在全國能源總消費中,建筑用能消耗已超過1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上,加之既有建筑節能效率非常低,在我國建筑用能數量巨大,浪費嚴重。因此,推行建筑節能勢在必行、迫在眉睫。自1995年以來,國家先后發布了G26―95民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)、G134―2010夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準、G75―2003夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準,2005年國家又發布了GB50189―2005公共建筑節能設計標準。這些標準的實施,有利于改善居住建筑熱環境,提高采暖和空調的能源利用效率,從根本上扭轉我國居住建筑用能嚴重浪費的狀況,必將為實現國家節約能源和保護環境的戰略作出重大貢獻。

  1試驗1.1原材料的選擇依據居住建筑外墻外保溫系統對保溫材料低密度、低導熱系數及一定強度的基本要求,結合目前聚苯板、聚苯顆粒等有機材料保溫系統在耐久、防火及安全性能方面都存在的一些問題及缺陷,選擇以玻化微珠為輕質骨料、水泥為膠凝材料的基本組成,添加了少量的纖維增強抗裂材料和各種聚合物外加劑對保溫砂漿進行改性試驗。

  玻化微珠:玻化微珠又叫膨脹玻化微珠,產品為精選特殊粒徑的礦砂,在電爐加熱方式下膨化,通過對溫度和原料滯空時間的精確控制,使產品表面熔融,氣孔封閉,呈不規則球狀顆粒,內部多孔空腔結構,表面玻化封閉,光澤平滑,理化性能十分穩定,是一種顆粒尺寸微小、質地輕飄、性能獨特、結構穩定的新型的無機質顆粒狀保溫材料。具有輕質、導熱系數低、保溫隔熱性能好、電絕緣性能佳、耐高溫、不燃等特點。

  經試驗測試,主要化學成分和物理性能見表1、表2.表1化學成分成分燒失量含量/°%表2物理性能名稱粒徑/mm堆積密度/(kg/m3)導熱系數/指標纖維:選用短切PP纖維或PVA纖維。

  聚合物外加劑:選用進口的可再分散膠粉和纖維素等。

  1.2試驗方法按試驗配比將稱量好的各種原材料倒入攪拌鍋內加水攪拌均勻,為防止攪拌過程中破壞玻化微珠的封閉結構,最后倒入玻化微珠攪拌5min成型試件。砂漿干表觀密度、漿體密度、抗壓強度、導熱系數、壓剪黏結強度、軟化系數及燃燒性能測試參照G158― 2004膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統中相關試驗方法。2試驗結果和分析2.1試驗分析2.1.1干密度與抗壓強度的關系試驗在相同的水泥用量和配比的情況下,選用不同堆積密度的玻化微珠制作試件,試件按試驗方法在試驗室養護后烘干(烘干溫度70°C),測定試件的干表觀密度和抗壓強度(見)。

  保溫砂漿抗壓強度與干密度的關系從看出:玻化微珠無機保溫砂漿的干表觀密度與抗壓強度直接相關,近似線性正比例關系。試驗發現,玻化微珠的堆積密度對聚合物保溫砂漿的干表觀密度和抗壓強度影響明顯,堆積密度小的玻化微珠可制得低密度的保溫砂漿,同時抗壓強度也相應降低;堆積密度較大的玻化微珠可制得抗壓強度較高的保溫砂漿,保溫砂漿的干表觀密度也相應提高了。

  2.1.2干密度與導熱系數的關系按上述相同配比的試驗條件測定了保溫砂漿的導熱系數,其結果見。

  保溫砂漿導熱系數與干密度的關系從看出:保溫砂漿的導熱系數與其干表觀密度密切相關,干表觀密度越小,其導熱系數越低。

  根據玻化微珠無機保溫砂漿干表觀密度與導熱系數和抗壓強度的關系,制備低密度、低導熱系數和具有一定抗壓強度保溫砂漿的原則,對配比試驗進行篩選和優化,確定了玻化微珠無機保溫砂漿的基本組成。

  2.2試驗結果對篩選和優化后配比進行試驗,配合比及性能檢測結果分別見表3、表4.表3優化配合比kg/m3 42.5級水泥粉煤灰玻化微珠膠粉纖維素PP纖維水表4保溫砂漿性能項目測試值項目測試值漿體密度/(kg/m3)壓剪黏結強度/MPa干表觀密度/(kg/m3)軟化系數抗壓強度/MPa燃燒性能A級導熱系數/ 3玻化微珠無機保溫砂漿在外墻外保溫系統中的應用3.1玻化微珠無機保溫砂漿外墻外保溫系統構造玻化微珠無機保溫砂漿為保溫層,抗裂砂漿復合耐堿玻纖網格布或熱鍍鋅電焊網為防護層,涂料或面磚為飾面層的建筑保溫系統。

  3.2玻化微珠無機保溫砂漿外墻外保溫系統性能系統性能檢測按G144―2004外墻外保溫工程技術規程的規定進行,其結果見表5.從表5看出:玻化微珠無機保溫砂漿外墻外保溫系統的各項性能檢驗結果符合G144―2004外墻外保溫工程技術規程的規定。

  3.3聚合物保溫砂漿外墻外保溫熱工計算以某工程KP1型燒結多孔磚外墻為例進行熱工計算,結果見表6.從熱工計算結果看出,KP1型燒結磚外墻通過采用30mm玻化微珠無機保溫砂漿進行外保溫后,其主體部位的傳熱系數K為1.24W/(m2K),熱惰性指標D序號檢驗項目標準要求檢驗結果吸水量/(g/m2)C型抗沖擊強度T型3.0沖擊合格10.0沖擊合格無破壞點無破壞點抗風壓/kPa不小于工程項目的風壓荷載值6kPa未破壞經80次高溫(70±5)°C-淋水(15±5)°C循環和20次加熱未出現開裂、空鼓或脫落。抗裂防護層與保溫耐候性(50±5)°C-冷凍(-20±5)°C循環后不得出現開裂、空鼓或脫落。抗裂防護層與保溫層的拉伸黏結強度不應小于0.1MPa,破壞界面應位于保溫層層的拉伸黏結強度為0.23MPa,破壞界面位于保溫層。

  耐凍融10次循環表面無裂紋、空鼓起泡、剝離現象無裂紋、空鼓起泡、剝離現象不透水性試樣防護層內側無水滲透表6圍護結構建筑節能構造熱工計算結果簡圖基本構造厚度5/導熱系數A/修正系數a主體部位傳熱阻R/傳熱系數K/熱惰性指標D①混合砂漿20②KP1型燒結多孔磚240③聚合物保溫砂漿30④抗裂砂漿8外墻涂料為4.17,符合G134―2010夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準要求外墻傳熱系數K矣1.5、D>2.5.4結論玻化微珠無機保溫砂漿是一種新型建筑保溫材料,具有較低的干表觀密度、導熱系數和較高的抗壓強度,可用于建筑物的外墻外保溫工程,且為無機保溫材料,耐候性、防火性能、與基層墻體黏結性能、抗風壓等性能優越,在建筑外墻外保溫系統中有廣泛應用前景。

  (上接第13頁)本文通過模擬分析得出,六邊形的冬季人行處風場的平均風速略優于方形點式高層建筑。由此可以得出,在建筑設計選型中,應關注建筑形態的變化會引起建筑周邊風場的變化,如果控制得當會起到減小風速的效果。因此在哈爾濱地區或與哈爾濱氣象條件相似的地區,建議采用六邊形的點式高層建筑形態,而非方形建筑形態。

  在冬季,高層建筑周邊平均的風速比小于1時,此建筑形態為最佳形態。

  哈爾濱地區方形點式高層建筑在正南北朝向并有太陽輻射的情況下,建筑周邊的風環境最不利,因此,在建筑設計時,應避免此種情況的出現。

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