韩菲菲;许红升;孙希琳;李美红
【摘 要】多排孔砂加气混凝土自保温砌块利用轻骨料堆积技术和添加纳米改性剂,通过改变砌块的结晶方式,从而大幅提高砌块的强度、热工性能和憎水性能.测试结果表明,本体砌块干密度为490 kg/m3,多排孔砂加气砌块抗压强度为3.7 MPa,符合GB 50574—2010《墙体材料应用统一规范》要求.示范工程中复合墙体热阻大于2.7 m2·K/W,说明砌块无需填充或复合有机保温材料,即可满足节能75%标准对自保温墙体材料的要求. 【期刊名称】《新型建筑材料》
【年(卷),期】2018(045)012
【总页数】4页(P86-89)平衡梁
【关键词】多排孔砂加气砌块;纳米改性剂;节能75%标准
【作 者】韩菲菲;许红升;孙希琳;李美红
【作者单位】山东省建筑科学研究院,山东 济南 250031;山东省建筑科学研究院,山东 济南 250031;山东省建筑科学研究院,山东 济南 250031;山东省建筑科学研究院,山东 济南 250031
【正文语种】中 文
【中图分类】TU522.3+2
0 前 言
蒸压加气混凝土砌块经过40多年的推广应用，已逐步为人们所认识，为社会所接受，成为新型墙体材料之一[1]。如何实现蒸压加气混凝土砌块的高强度低导热，以适应75%节能要求，是目前该行业内困扰的主要问题。针对这一现状课题组研发了一种以水泥、石灰和石英砂为主要原料，添加纳米专用改性剂和发泡剂，经泡孔与轻质骨料级配优化，高压蒸养后，经机械加工制成2~4排扁型条状竖向盲孔，形成的一种具有良好保温性能的蒸压砂加气混凝土砌块（以下简称多排孔砂加气砌块）。该砌块具有优异的热工性能和良好的物理性能，能满足节能75%居住建筑以及低能耗建筑的要求，是一种性能优异的新型自保温墙体材料。
1 多排孔砂加气砌块的制备
1.1 原材料及配比
水泥：P·O42.5R水泥，山东山水水泥集团有限公司；石英砂：山东省沂南县产；纳米专用改性剂：自制，比表面积≥600 m2/kg；玻化微珠：自制，密度 86～103 kg/m3，粒径 0.5～1.5 mm，面玻化率≥95%。假山模型
砌块配比：水泥15%~20%，石灰18%~20%，石英砂55%~60%，石膏2%~5%，纳米改性剂5~8%。
1.2 制备过程（见图1）
图1 多排孔砂加气砌块制备工艺流程
bbzs1.3 产品结构（见图2）
图2 多排孔砂加气砌块的外观形貌排队长度
2 多排孔砂加气砌块的性能研究
多排孔砂加气砌块尺寸为600 mm×250 mm×200 mm，按照GB 11968—2006《蒸压加气混凝土砌块》、GB/T 4111—2013《混凝土砌块和砖试验方法》和GB/T 13475—2008《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》对其性能指标进行测试，结果如表1所示。
表1 多排孔砂加气砌块性能指标检测项目 B05级指标要求 测试结果干密度（实心）/（kg/m3）≤525490含水率/% ≤8 3.9抗压强度（多排孔）平均值/MPa ≥3.5 3.7抗冻性（15次冻融循环后）质量损失单组最大值/%抗压强度单组最小值/MPa≤5.0≥2.0 2.9 2.9干燥收缩值（标准法）/（mm/m）≤0.500.38复合墙体热阻（+10 mm厚复合保温浆料）/[（m2·K）/W]-2.711孔洞率/% ≤28.0 22.0
多排孔砂加气砌块通过掺加纳米改性剂和玻化微珠轻骨料颗粒，降低砌块的密度，改善气孔特征。图4是掺加玻化微珠砌块断面照片，对比图3未掺加玻化微珠砌块，气孔大小更加均匀呈近似圆形。普通蒸压加气混凝土砌块导热系数在0.13~0.17 W/（m·K），经过改性的本体砌块导热系数为0.12 W/（m·K）。纳米改性剂能有效改善浆体的均匀性和稳定性，能有效提高活性材料与激发剂的接触面积，提高水化速度和水化程度，促进水化产物莫来石的产生。
图3 未掺玻化微珠砌块的断面照片
图4 掺玻化微珠后砌块的断面照片
改性后砌块断面的SEM照片见图5。
图5 改性后砌块断面的SEM照片
由图5可以看出，在试件内部断面上水化产物以叶片状和针状托贝莫来石为主，水化产物密集丛生，晶形发育良好，水化产物晶体相互交插连接，形成致密的网络状微观结构，水化产物相互穿插紧密结合在一起，结构相对较致密，使得砌块在拥有较低干密度同时获得较高的抗压强度。本体砌块干密度为490 kg/m3，多排孔砂加气砌块抗压强度为3.7 MPa，符合GB 50574—2010《墙体材料应用统一技术规范》规定。
砌块平衡含水率的大小取决于组成材料和结构特性。多排孔砂加气砌块通过在本体砌块上开2~4排16~18mm扁型条状竖向盲孔，使砌块的含水率保持在较低的水平，有效控制了孔洞内的热辐射传热和对流传热的强度[2]。从而获得了大幅度提高砌块砌体热阻值的效果。同时采用薄灰缝反砌成墙体，使其节能保温效果达到了最佳，与无孔普通蒸压加气混凝土
砌块比热阻可提高1倍。
2.1 抗压强度
抗压强度是墙体材料最基本且最为重要的力学性能，与其它性能之间存在着密切的关系，强度越高抵抗收缩变形能力就越强，工程实践中通常是通过蒸压加气混凝土的强度来评定和控制其质量。
含水率对蒸压加气混凝土砌块抗压强度的影响比普通混凝土更加显著，随着水分侵入材料内部的毛细孔减弱了材料内部质点的连接，使其强度有所降低。多排孔砂加气砌块抗压强度与含水率的关系见图6。
图6 多排孔砂加气砌块抗压强度与含水率的关系
由图6可见，绝干状态时，多排孔砂加气砌块的抗压强度最高，随着含水状态变化，其抗压强度随之变化，当含水率超过12%时，抗压强度随含水率增大而下降的趋势减缓，当含水率超过30%以上，抗压强度趋于稳定。
2.2 热工性能
导热系数是衡量一种材料热工性能的主要指标，是确保其保温性能最重要的指标之一。普通蒸压砂加气混凝土砌块导热系数为0.136 W/（m·K），250 mm厚砌块的理论热阻仅为1.84（m2·K）/W。依照 GB/T 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》和GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》对多排孔砂加气砌块的本体砌块分别进行导热系数和抗压强度测试，导热系数与抗压强度的关系见图7。
图7 多排孔砂加气砌块导热系数与抗压强度的关系
木盒制作由图7可见，随着抗压强度的提高，砌块的导热系数逐渐增大。当抗压强度为5.0 MPa，导热系数为0.110 W/（m·K）。
蒸压砂加气混凝土砌块的含水率对其导热系数的影响很大，课题组研究了多排孔砂加气砌块含水率对导热系数的影响，结果见图8。
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