為節(jié)約能源資源、保護(hù)環(huán)境,進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量和效益,我國“十二五”規(guī)劃綱要繼續(xù)將節(jié)能減排作為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的約束型指標(biāo),提出2015年全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗要比2010年降低16%等節(jié)能減排指標(biāo)。
中國是一個(gè)發(fā)展中******,人口眾多,人均能源資源相對匱乏。人均耕地只有******人均耕地的1/3,水資源只有******人均占有量的1/4,已探明的煤炭儲(chǔ)量只占******儲(chǔ)量的11°%,原油占2.4%.每年新建建筑使用的實(shí)心黏土磚,毀掉良田12萬畝。物耗水平相較發(fā)達(dá)******,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(fèi)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(jié)能效率非常低,在我國建筑用能數(shù)量巨大,浪費(fèi)嚴(yán)重。因此,推行建筑節(jié)能勢在必行、迫在眉睫。自1995年以來,******先后發(fā)布了G26―95民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)、G134―2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、G75―2003夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),2005年******又發(fā)布了GB50189―2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,有利于改善居住建筑熱環(huán)境,提高采暖和空調(diào)的能源利用效率,從根本上扭轉(zhuǎn)我國居住建筑用能嚴(yán)重浪費(fèi)的狀況,必將為實(shí)現(xiàn)******節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的戰(zhàn)略作出重大貢獻(xiàn)。
1試驗(yàn)1.1原材料的選擇依據(jù)居住建筑外墻外保溫系統(tǒng)對保溫材料低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)及一定強(qiáng)度的基本要求,結(jié)合目前聚苯板、聚苯顆粒等有機(jī)材料保溫系統(tǒng)在耐久、防火及******性能方面都存在的一些問題及缺陷,選擇以?;⒅闉檩p質(zhì)骨料、水泥為膠凝材料的基本組成,添加了少量的纖維增強(qiáng)抗裂材料和各種聚合物外加劑對保溫砂漿進(jìn)行改性試驗(yàn)。
?;⒅椋翰;⒅橛纸信蛎洸;⒅?,產(chǎn)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(shí)間的******控制,使產(chǎn)品表面熔融,氣孔封閉,呈不規(guī)則球狀顆粒,內(nèi)部多孔空腔結(jié)構(gòu),表面?;忾],光澤平滑,理化性能十分穩(wěn)定,是一種顆粒尺寸微小、質(zhì)地輕飄、性能獨(dú)特、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的新型的無機(jī)質(zhì)顆粒狀保溫材料。具有輕質(zhì)、導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫隔熱性能好、電絕緣性能佳、耐高溫、不燃等特點(diǎn)。
經(jīng)試驗(yàn)測試,主要化學(xué)成分和物理性能見表1、表2.表1化學(xué)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(dǎo)熱系數(shù)/指標(biāo)纖維:選用短切PP纖維或PVA纖維。
聚合物外加劑:選用進(jìn)口的可再分散膠粉和纖維素等。
1.2試驗(yàn)方法按試驗(yàn)配比將稱量好的各種原材料倒入攪拌鍋內(nèi)加水?dāng)嚢杈鶆?,為防止攪拌過程中破壞?;⒅榈姆忾]結(jié)構(gòu),***后倒入?;⒅閿嚢?min成型試件。砂漿干表觀密度、漿體密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、壓剪黏結(jié)強(qiáng)度、軟化系數(shù)及燃燒性能測試參照G158― 2004膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)中相關(guān)試驗(yàn)方法。2試驗(yàn)結(jié)果和分析2.1試驗(yàn)分析2.1.1干密度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系試驗(yàn)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(yàn)方法在試驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)后烘干(烘干溫度70°C),測定試件的干表觀密度和抗壓強(qiáng)度(見)。
保溫砂漿抗壓強(qiáng)度與干密度的關(guān)系從看出:?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿的干表觀密度與抗壓強(qiáng)度直接相關(guān),近似線性正比例關(guān)系。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),?;⒅榈亩逊e密度對聚合物保溫砂漿的干表觀密度和抗壓強(qiáng)度影響明顯,堆積密度小的?;⒅榭芍频玫兔芏鹊谋厣皾{,同時(shí)抗壓強(qiáng)度也相應(yīng)降低;堆積密度較大的玻化微珠可制得抗壓強(qiáng)度較高的保溫砂漿,保溫砂漿的干表觀密度也相應(yīng)提高了。
2.1.2干密度與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系按上述相同配比的試驗(yàn)條件測定了保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù),其結(jié)果見。
保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)與干密度的關(guān)系從看出:保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)與其干表觀密度密切相關(guān),干表觀密度越小,其導(dǎo)熱系數(shù)越低。
根據(jù)?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿干表觀密度與導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強(qiáng)度的關(guān)系,制備低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)和具有一定抗壓強(qiáng)度保溫砂漿的原則,對配比試驗(yàn)進(jìn)行篩選和優(yōu)化,確定了?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿的基本組成。
2.2試驗(yàn)結(jié)果對篩選和優(yōu)化后配比進(jìn)行試驗(yàn),配合比及性能檢測結(jié)果分別見表3、表4.表3優(yōu)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(xiàng)目測試值項(xiàng)目測試值漿體密度/(kg/m3)壓剪黏結(jié)強(qiáng)度/MPa干表觀密度/(kg/m3)軟化系數(shù)抗壓強(qiáng)度/MPa燃燒性能A級導(dǎo)熱系數(shù)/ 3?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿在外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用3.1?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿為保溫層,抗裂砂漿復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)格布或熱鍍鋅電焊網(wǎng)為防護(hù)層,涂料或面磚為飾面層的建筑保溫系統(tǒng)。
3.2?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)性能系統(tǒng)性能檢測按G144―2004外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行,其結(jié)果見表5.從表5看出:?;⒅闊o機(jī)保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)的各項(xiàng)性能檢驗(yàn)結(jié)果符合G144―2004外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。
3.3聚合物保溫砂漿外墻外保溫?zé)峁び?jì)算以某工程KP1型燒結(jié)多孔磚外墻為例進(jìn)行熱工計(jì)算,結(jié)果見表6.從熱工計(jì)算結(jié)果看出,KP1型燒結(jié)磚外墻通過采用30mm玻化微珠無機(jī)保溫砂漿進(jìn)行外保溫后,其主體部位的傳熱系數(shù)K為1.24W/(m2K),熱惰性指標(biāo)D序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗(yàn)結(jié)果吸水量/(g/m2)C型抗沖擊強(qiáng)度T型3.0沖擊合格10.0沖擊合格無破壞點(diǎn)無破壞點(diǎn)抗風(fēng)壓/kPa不小于工程項(xiàng)目的風(fēng)壓荷載值6kPa未破壞經(jīng)80次高溫(70±5)°C-淋水(15±5)°C循環(huán)和20次加熱未出現(xiàn)開裂、空鼓或脫落。抗裂防護(hù)層與保溫耐候性(50±5)°C-冷凍(-20±5)°C循環(huán)后不得出現(xiàn)開裂、空鼓或脫落??沽逊雷o(hù)層與保溫層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)小于0.1MPa,破壞界面應(yīng)位于保溫層層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度為0.23MPa,破壞界面位于保溫層。
耐凍融10次循環(huán)表面無裂紋、空鼓起泡、剝離現(xiàn)象無裂紋、空鼓起泡、剝離現(xiàn)象不透水性試樣防護(hù)層內(nèi)側(cè)無水滲透表6圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能構(gòu)造熱工計(jì)算結(jié)果簡圖基本構(gòu)造厚度5/導(dǎo)熱系數(shù)A/修正系數(shù)a主體部位傳熱阻R/傳熱系數(shù)K/熱惰性指標(biāo)D①混合砂漿20②KP1型燒結(jié)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(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求外墻傳熱系數(shù)K矣1.5、D>2.5.4結(jié)論?;⒅闊o機(jī)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(dǎo)熱系數(shù)和較高的抗壓強(qiáng)度,可用于建筑物的外墻外保溫工程,且為無機(jī)保溫材料,耐候性、防火性能、與基層墻體黏結(jié)性能、抗風(fēng)壓等性能優(yōu)越,在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用前景。