建筑垃圾再生自保温砌块热工性能研究
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混凝土自保温砌块的试验研究摘要:在我国,混凝土砌块为建筑墙体材料重要组成部分,但普通混凝土砌块保温隔热能力较差,而新型匀质自保温砌块具有良好的保温性能,但其抗压强度比普通混凝土砌块低。
抗压强度试验中的状态调节对抗压强度的影响不容忽视,基于此,本文就混凝土自保温砌块抗压强度试验的状态调节进行简要探讨。
关键词:自保温砌块;试验;状态调节1混凝土自保温砌块特性随着城镇化建设的深入,越来越多的建筑使用了新型材料,以满足节能减排要求。
在建筑业中,混凝土自保温砌块不仅是新型材料,也是现场施工的优质材料,其主要原料是可发性聚苯乙烯颗粒、石英砂、生石灰、水泥。
由于加入了聚苯乙烯颗粒,自保温砌块具备了优异的保温性能,更适合北方地区和严寒地区。
同时,其重量轻,强度高:密度范围在(600-900)kg/m3,抗压强度可达5.0MPa-7.5MPa之间,能充分满足现有建筑和在建建筑对高性能保温材料的需求。
凝土自保温砌块之所以能够普及主要是由于上述的特殊材料和密度、强度等物理性能使自保温砌块具有良好的工作性能:(1)自保温砌块厚度不大,在砌筑室内墙体时可以起到扩充室内空间的效果。
(2)自保温砌块具有良好的隔热性能与隔音性能,在日常使用中可以保护周围环境,节能减排,体现出优异的环保属性。
(3)自保温砌块在同等强度标准下密度比传统砌块小,重量轻,这使自保温砌块的安装作业比较简单,工作人员可以快速安装、拆卸,切实提高了工程的施工效率。
2自保温砌块抗压强度试验的状态调节自保温砌块的抗压强度试验所引用的是国家推荐性标准GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能试验方法》,该标准现行有效。
2.1试验2.1.1原材料选用某厂家同一批次的600mm×300mm×200mm的A5.0 B07蒸压加气混凝土砌块,严格按照GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能试验方法》中的裁样规则,将试件制备成100mm×100mm×100mm立方体试块,每种方法5组平行试件,一组3块。
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复合陶粒混凝土砌块自保温墙体的热工性能分析曾理;孙林柱【摘要】以温州大学E区二期学生公寓为试点工程,采用复合陶粒混凝土砌块为主要建筑材料,对自保温外墙的围护结构进行了节能设计。
对试点工程热工性能进行了现场测试,并对测试数据进行了分析评价,结果表明:依据DB33/1015—2003浙江省《居住建筑节能设计标准》的规定,该试点工程可达到建筑节能50%的设计要求。
%Taking student apartments (the second period of E area)in Wenzhou University as a pilot project, designed an energy efficient envelope structure for self-insulation wall made of composite ceramic concrete block. Conducted on-site tests on its thermal performance and made an analysis and evaluation on the tested data. The results show that:According to DB3311015--2003 " Design standards for energy efficiencyof residential buildings" of Zhejiang province, the project has reached the design requirement of 50% energy saving.【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2011(025)006【总页数】5页(P61-65)【关键词】复合陶粒混凝土砌块;自保温墙体;热工性能【作者】曾理;孙林柱【作者单位】温州市建筑设计研究院绿色建筑中心,浙江温州325000;温州大学建筑与土木工程学院,浙江温州325035【正文语种】中文【中图分类】TU111.40 引言为了推进温州地区墙体材料改革,节约土地资源,利用工业废料逐步取代破坏耕地且耗能较高的黏土砖,建筑行业科研人员对替代墙体材料进行了试验研究[1-5],其中陶粒混凝土砌块和复合陶粒混凝土砌块以其质轻、多孔、保温性能好、强度可靠、便于施工、综合造价低等优点逐渐受到建设、设计、施工等单位的青睐。
基于建筑垃圾的再生保温装饰墙板近年来,建筑垃圾问题日益引起人们的关注。
大量的建筑垃圾给环境带来了严重的威胁,同时也浪费了可再利用的资源。
因此,如何有效地利用建筑垃圾成为了刻不容缓的课题。
基于此,基于建筑垃圾的再生保温装饰墙板应运而生。
本文将探讨这一创新技术在建筑领域的应用价值和前景。
建筑垃圾是指在建筑施工和拆除过程中产生的各类废弃物和废弃材料。
根据相关统计数据显示,全球每年产生的建筑垃圾总量约为数亿吨。
这些建筑垃圾一般以填埋或焚烧的方式处理,不仅占用了大量土地资源,还污染了环境。
因此,有效利用建筑垃圾是解决这一问题的重要途径之一。
再生保温装饰墙板是以建筑垃圾为主要原材料,通过一系列加工工艺制成的新型建材产品。
它具备较高的保温性能和装饰效果,成为了建筑领域中备受瞩目的新材料。
相比传统的墙体材料,再生保温装饰墙板不仅能够实现建筑垃圾的有效利用,还能有效降低建筑能耗,提高建筑的能源利用效率。
再生保温装饰墙板具有以下几个显著的优势。
首先,它是一种绿色环保的材料,通过将建筑垃圾进行再生利用,减少了对自然资源的消耗。
其次,再生保温装饰墙板具备良好的保温性能,能够有效隔离室内和室外温差,减少能源的损耗。
此外,再生保温装饰墙板还具备较好的隔音性能,能够有效减少噪音对室内环境的影响。
最重要的是,再生保温装饰墙板在外观上具备多种颜色和纹理可选择,能够满足不同建筑风格的需求。
在实际应用中,再生保温装饰墙板已经得到了广泛的应用。
它可以用于住宅建筑、商业建筑、工业建筑等各类建筑物的内外墙装修。
与传统的装饰材料相比,再生保温装饰墙板在安装过程中无需进行粘贴,可直接进行固定,大大缩短了工期。
此外,再生保温装饰墙板还具备较长的使用寿命和较好的抗风压性能,能够有效提高建筑物的抗震性和安全性。
然而,要想推广和应用再生保温装饰墙板,在技术和政策层面上仍然存在一定的挑战。
首先,需要进一步提升再生建材的制造工艺和质量控制水平,确保再生保温装饰墙板的性能和品质。
复合保温砌块在环保建筑中的应用效果分析随着全球环境问题的日益严重,节能环保已经成为建筑行业的重要方向。
在这个背景下,复合保温砌块作为一种新型环保材料,得到了越来越广泛的应用。
本文将对复合保温砌块在环保建筑中的应用效果进行分析。
首先,复合保温砌块具有出色的保温性能。
传统建筑材料如砖块、混凝土等导热性能较高,容易造成室内冷热传递,导致能源浪费。
而复合保温砌块采用了特殊的隔热材料填充,能够有效地减少热量的传递,提高建筑物的节能性能。
实际应用表明,采用复合保温砌块的建筑物,冬季保温效果显著,可以减少供暖能耗,夏季则能有效降低空调负荷,从而大幅度节约能源。
其次,复合保温砌块还具有良好的隔音性能。
隔音是一个非常重要的指标,尤其对于城市居民来说。
传统建筑材料的隔音性能有限,往往难以满足人们对于安静居住环境的需求。
而复合保温砌块的隔音效果优秀,可以有效隔绝外界噪音的传入,为居民创造一个安静舒适的居住环境。
此外,复合保温砌块还能够减少建筑物内部的声音反射和共振,提高室内空间的声学性能。
此外,复合保温砌块还具有优异的防火性能。
在建筑物发生火灾时,传统建筑材料往往会加剧火势,增加人员伤亡和财产损失。
复合保温砌块采用优质的防火材料,能够有效延缓火势的蔓延,为人员疏散争取宝贵的时间。
同时,该材料还能阻止火势通过墙体传播,减少火灾造成的损失。
此外,复合保温砌块还具有环保可持续的特点。
现代社会对于环境保护的要求越来越高,而传统建筑材料往往会对环境造成一定程度的污染。
相比之下,复合保温砌块采用无机材料、无甲醛等环保材料制成,避免了有害物质的释放,对环境没有污染,符合可持续发展的要求。
此外,复合保温砌块还可以进行循环回收利用,减少资源消耗,降低建筑废弃物对环境的影响。
综上所述,复合保温砌块在环保建筑中的应用效果是显著的。
它不仅具有出色的保温、隔音和防火性能,而且还符合环保可持续的要求。
作为一种新型环保材料,复合保温砌块的应用能够有效地提高建筑节能性能,创造一个舒适、安静、环保的居住环境。
废弃混凝土复合自保温砌块施工工法废弃混凝土复合自保温砌块施工工法一、前言废弃混凝土复合自保温砌块是一种环保、节能的建筑材料。
它由废弃混凝土碎石、废弃砖块和轻骨料混合而成。
通过添加适量的保温剂和水泥胶凝材料,在制造过程中形成内外复合保温层,从而提高砌块的保温性能。
二、工法特点1. 环保节能:废弃混凝土复合自保温砌块采用废弃建筑材料制造,有效减少了资源的浪费和环境的污染。
同时,砌块本身具有较好的保温性能,可以提高建筑物的能效。
2. 施工便捷:废弃混凝土复合自保温砌块的规格统一,大小适中,易于搬运和施工。
不需要进行繁琐的调配和加工,大大提高了施工效率。
3. 耐候性好:废弃混凝土复合自保温砌块经过专门处理,具有较好的抗冻性和耐候性,能够在各种恶劣的气候条件下使用。
4. 节约成本:由于废弃混凝土复合自保温砌块采用废弃材料制造,成本较低,可有效降低工程造价。
三、适应范围废弃混凝土复合自保温砌块适用于各类新建和改建的建筑工程,尤其适用于墙体建造。
可以广泛应用于住宅、公共建筑、工业厂房等各类建筑。
四、工艺原理1. 施工工法与实际工程的联系废弃混凝土复合自保温砌块施工工法依据实际工程的建筑设计图纸确定施工方案,包括墙体的布置、保温层的厚度和选材等。
2. 采取的技术措施废弃混凝土复合自保温砌块采用专门的砌筑设备,在施工过程中,采取浇筑、压实、养护等工艺措施,确保砌块的稳定性和保温性能。
五、施工工艺 1. 基层处理:清理基层表面的杂物和粉尘,确保基层平整、干净。
2. 粘结剂涂抹:在基层上涂抹一层粘结剂,以提高墙体与废弃混凝土复合自保温砌块的粘结力。
3. 砌筑:将废弃混凝土复合自保温砌块按设计要求进行砌筑,保持墙体的垂直和水平。
4. 砂浆填缝:用砂浆填充砌缝,增加墙体的稳定性和密封性。
5. 养护:对新砌筑的墙体进行养护,以确保砌块充分硬化和保温层的完整性。
六、劳动组织废弃混凝土复合自保温砌块施工工法需要由专业的施工队伍进行施工,包括工地的组织管理、施工人员的配备和职责分工等。
再生混凝土自保温砌块墙体传热性能张会芝;郑建岚【摘要】测试了不同砌块墙体的热工性能,推导了多层墙体不稳定传热的传热系数,并编制相应的计算程序对不同材料墙体的传热系数进行了理论计算.结果表明:当在墙体内外侧面粉刷20 mm厚普通砂浆或保温砂浆时,190 mm再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数为1.940 W/(m2·K)或0.961W/(m2·K),分别比相同条件下240 mm黏土砖墙体和190 mm普通混凝土砌块墙体的传热系数降低2.95%,36.02%或1.44%,17.79%;再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数受砌块中再生细骨料和玻化微珠掺量影响,当玻化微珠掺量(体积分数)大于60%时,各种墙体传热系数相差不大;不同墙体传热系数的实测值和理论计算值的差值小于5%.再生混凝土自保温砌块墙体具有良好的节能效果,具有工程应用价值.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2016(019)002【总页数】6页(P304-309)【关键词】再生混凝土;自保温砌块;墙体传热性能【作者】张会芝;郑建岚【作者单位】福州大学土木工程学院,福建福州350108;三明学院建筑工程学院,福建三明365004;福建江夏学院,福建福州350108;福建省环保节能型高性能混凝土协同创新中心,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TU502+.4据统计,中国建筑行业能耗约占社会总能耗的30%,且随着全国建筑面积的逐年增长而增加,其中95%以上的房屋属于高能耗建筑,潜伏着巨大的能源危机[1].建筑节能已成为节约能源的重要组成部分,潜力巨大.目前常用的建筑外墙保温方法包括外墙外保温、外墙内保温和外墙自保温3种方法,其中外墙自保温方法因具有与建筑同寿命、造价低、施工方便、安全可靠等突出优点而得到重视.降低外墙自保温体系的传热系数是提高建筑节能水平的关键,寻求一种节能、环保型的建筑墙体材料,研发高效能的外墙自保温体系,对提升墙体节能技术水平具有重要意义.另外,充分利用固体废弃物研发满足热工性能要求的建筑外墙材料,可同时实现建筑节能和变废为宝的双重目的[2-3].一些专家学者对固体废弃物轻集料混凝土多孔砌块及其墙体的力学、热工等性能进行了卓有成效的研究[4-12],在此基础上,本文利用再生混凝土粗、细骨料制作3排孔再生混凝土自保温砌块,对其节能效果进行了试验研究和理论分析.1.1 再生混凝土配合比及性能再生混凝土粗细骨料、水泥、粉煤灰、砂及其相关性能详见文献[13].玻化微珠粒径0.5~1.5mm,密度110kg/m3,导热系数0.047~0.054W/(m·K).再生混凝土的水灰质量比为0.25,其配合比为:再生混凝土粗骨料1205kg/m3,水泥384kg/m3,粉煤灰96kg/m3,中砂301kg/m3,水285kg/m3.采用正交设计方法进行试验,再生混凝土粗骨料取代天然粗骨料的取代率(质量分数)为100%,再生混凝土细骨料取代天然细骨料(中砂)的取代率分别为0%,50%,70%,100%,玻化微珠掺量(体积分数)为60%,90%,120%.综合再生混凝土抗压强度和导热系数测试结果,确定再生混凝土细骨料取代率为50%,玻化微珠掺量为120%.经测试,再生混凝土的导热系数为0.61W/(m·K),密度为1883kg/m3,28d立方体抗压强度为25.37MPa,满足制作MU5~MU15强度等级混凝土空心砌块要求.1.2 墙体砌筑砂浆、保温砂浆配合比墙体砌筑砂浆采用M7.5水泥砂浆,其配合比为:m(水泥)∶m(砂)∶m(水)=1.00∶6.62∶1.24,墙体内外侧保温砂浆配合比为:水泥150.0kg/m3,硅粉20.0kg/m3,聚丙烯短纤维 0.3kg/m3,共聚物缩合胶粉2.5kg/m3,玻化微珠110.0kg/m3,羟丙基甲基纤维素2.0kg/m3,水240.0kg/m3.墙体砌筑砂浆和保温砂浆随拌随用,并在砌筑墙体的同时,将这2种砂浆分别制成3个标准试样静置(条件与墙体相同)28d.经测试,墙体砌筑砂浆导热系数为0.871W/(m·K),保温砂浆导热系数为0.070W/(m·K).1.3 再生混凝土自保温砌块及其墙体的热工性能再生混凝土自保温砌块为3排孔空心砌块(见图1),其孔洞率为29.4%,满足不小于25%的规范要求.表1为不同再生混凝土自保温砌块的导热系数和密度.由表1可见,在不同再生混凝土细骨料取代率下,再生混凝土自保温砌块的导热系数均随玻化微珠掺量的增加而减小,当再生混凝土细骨料取代率为50%,玻化微珠掺量从90%增加到120%时,其导热系数减幅比玻化微珠掺量从60%增加到90%时小;当再生混凝土细骨料取代率为0%时,玻化微珠掺量为0%,60%,90%的再生混凝土自保温砌块其导热系数分别为0.98,0.65,0.63W/(m·K),前者与后者之间的减幅分别为33.7%,3.1%.这说明掺加玻化微珠可有效降低再生混凝土自保温砌块的导热系数.对于再生混凝土细骨料取代率为50%,玻化微珠掺量为120%的再生混凝土自保温砌块墙体,当空气间层热阻取0.12m2·K/W,再生混凝土导热系数取0.61W/(m·K),保温砂浆导热系数取0.07W/(m·K),且在再生混凝土自保温砌块墙体内外侧面均粉刷20mm厚的保温砂浆时,经计算(计算方法参见文献[14]),该墙体的热阻为 0.94m2·K/W,基本达到节能65%的规范要求.2.1 热工性能试验再生混凝土自保温砌块墙体热工性能测试系统选用沈阳紫微机电设备有限公司的CD-WT1212智能型稳态热传递性质测定系统,该系统采用86个美国DALLASS一体化数字温度传感器分别测试计量箱、试件和冷箱温度,通过计算机智能化采集数据.试件尺寸为1460mm×400mm×1460mm.考虑到原材料、试验周期等多方面因素,采用表2所示的4种方案进行测试.试验时直接在测试箱中砌筑再生混凝土自保温砌块墙体(见图2),其砌筑灰缝为8~10mm,砌筑完成后,静置28d,再将相应的温度传感器用锡箔贴纸粘贴于相应的测试表面,测试结果见表2,其中λ,K分别为该墙体导热系数(W/(m·K))和传热系数(W/(m2·K)).由表2可见:(1)190mm再生混凝土自保温砌块墙体的热工性能略好于240mm黏土砖墙体;当再生混凝土自保温砌块墙体内外侧面粉刷20mm厚普通砂浆时,其导热系数和传热系数均比相同条件下普通混凝土砌块墙体的导热系数和传热系数低34.8%,总热阻提高53.1%,节能效果明显;(2)在内外侧面粉刷20mm厚保温砂浆时,190mm再生混凝土自保温砌块墙体的导热系数和传热系数均比其粉刷相同厚度普通砂浆时降低50.9%,总热阻提高103.7%.2.2 传热系数的理论计算本文根据文献[15],将式(1)对时间变量τ和空间变量x进行Laplace变换,得到式(2)所示的考虑内外侧空气边界条件的单层均质墙体非稳态传热代数方程组矩阵表达式.式中:T(0,s),T(l,s)分别为墙体内外侧面温度对时间的拉氏变换;Q(0,s),Q(l,s)分别为墙体内外侧面热流密度对时间的拉氏变换;αin,αout为墙体内、外表面的换热系数,W/(m2·K).式(2)右边第1,3个矩阵分别为外侧面空气边界层和内侧面空气边界层的传递矩阵,可视为纯热阻,热容为0.令,则式(2)右边的第2个矩阵可表示为,称之为墙体热力系统的传递矩阵,表征系统本身的热特性,与墙壁内外侧面的温度和热流密度无关.因此,可将墙体视为多层单一体系.分别求出第i层墙体的[Gi]并进行叠加,得:关于墙体的传热反应系数Y(j),可按以下步骤求解:(1)构造墙体Laplace变换后的传递矩阵,并简化为单一矩阵(见式(4)).(2)令B(s)=0,求式(4)的第i个实数根αi.(3)采用式(5)求解Laplace反变换的系数βi(见式(5)).(4)将式(4),(5)结果代入式(6),可得Y(j)(见式(6)),其中j=0,1,2,….当室内空气温度tair,in恒定时,在室外空气温度tair,out(τ)作用下,τ时刻墙体的传热量Q(τ)可以表示为:式(7)的计算精度与Y(j)的展开项数有关,展开项数越多,计算结果越精确,在实际工程中一般展开40项就能满足精度要求[7],而且当计算周期为 1d时,只需将Y(j)展开24项即可.由式(7)可得到墙体K的表达式为:基于以上分析、推导,本文通过编制计算机程序来自动求解K,该程序功能如下:(1)求解精度≤0.001;(2)考虑了墙体内外侧面空气边界层的影响,并将内外侧面空气边界层视为纯热阻,热容为0;(3)墙体层数可设置;(4)空气热阻、各层墙体参数的输入和修改可通过下方的“添加”、“插入”、“删除”实现;(5)可同时求解墙体传热系数、墙体内外侧面导热系数和传热反应系数.墙体传热系数的计算程序界面见图3.2.3 传热系数的影响因素分析采用上述墙体传热系数计算程序来计算不同墙体的传热系数,计算时墙体外侧面热阻取0.043m2·K/W,内侧面热阻取0.115m2·K/W,内外侧面空气热容取0,其他材料的相关参数见表3.不同墙体的传热系数计算结果见表4.由表1,4可见:(1)不同墙体传热系数的理论计算值和实测值的差值小于5%,满足工程精度要求.(2)再生混凝土自保温砌块墙体节能效果显著,当墙体内外侧面分别粉刷20mm厚普通砂浆或保温砂浆时,190mm再生混凝土自保温砌块墙体1的传热系数为1.940W/(m2·K)或0.961W/(m2·K),比相同条件下240mm黏土砖墙体和190mm普通混凝土砌块墙体的传热系数分别降低2.95%,36.02%或1.44%,17.79%.(3)再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数同其原材料性质相关.当再生混凝土细骨料取代率相同时,再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数随玻化微珠掺量的增加而降低,如再生混凝土细骨料取代率为50%,玻化微珠掺量为90%,120%的再生混凝土自保温砌块墙体传热系数分别为0.965,0.961W/(m2·K),比玻化微珠掺量60%时的再生混凝土自保温砌块墙体传热系数(0.979W/(m2·K))分别降低1.4%,1.8%.当玻化微珠掺量相同时,再生混凝土细骨料取代率为50%时的墙体传热系数最小,如玻化微珠掺量为90%,再生混凝土细骨料取代率为50%的墙体传热系数为0.965W/(m2·K),是再生混凝土细骨料取代率0%,100%的墙体传热系数(0.970,0.987W/(m2·K))的99.5%,97.8%.(4)当内外侧面粉刷20mm保温砂浆时,不同配合比再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数相差不大,波动范围为0.961~0.991W/(m2·K).(1)再生混凝土自保温砌块墙体节能效果显著,与190mm普通混凝土砌块墙体和240mm黏土砖墙体相比,其导热系数和传热系数分别降低了34.8%,20.1%,总热阻分别提高了34.9%和0.3%;当在墙体内外侧面粉刷20mm普通砂浆或保温砂浆时,再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数分别比相同条件下240mm黏土砖墙体和190mm普通混凝土砌块墙体的传热系数降低了2.95%,36.02%或1.44%,17.79%.(2)当再生细骨料取代率相同时,再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数随玻化微珠体积掺量的增加而降低,而当玻化微珠掺量相同、再生混凝土细骨料取代率为50%时,其传热系数最小;玻化微珠掺量大于60%时,不同配合比再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数相差不大.(3)不同墙体的传热系数实测值和理论计算值的差值小于5%,满足工程精度要求.【相关文献】[1] 孟丹.空心砌块结构优化与节能研究[D].衡阳:南华大学,2011. 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建筑垃圾再生骨料复合保温砌块的研究吴志强; 石宝松; 王国豪; 杨红玉【期刊名称】《《四川建材》》【年(卷),期】2019(045)008【总页数】2页(P29-30)【关键词】建筑垃圾; 再生骨料; 复合保温砌块【作者】吴志强; 石宝松; 王国豪; 杨红玉【作者单位】南通职业大学江苏南通226007【正文语种】中文【中图分类】TU522.30 前言在我国城市化进程中,建筑垃圾总量持续增高,且大部分尚未得到合理利用。
近几年,我国每年产生的建筑垃圾总量约为15.5~24亿t,占据城市垃圾约30%~40%的比例。
2015年,我国建筑垃圾产生量超过15亿t。
至2020年左右,我国建筑垃圾产生量可能达到峰值,其中60%以上可再生利用,因此,建筑垃圾的资源化综合利用将成为社会关注的热点课题。
本文以建筑垃圾再生骨料作为骨料、水泥为胶凝材料,并掺入粉煤灰、石灰石粉、复合外加剂及耐碱增强纤维制成带空腔的保温砌块母体,并在母体砌块空腔内注入无机发泡保温材料制成复合保温砌块,结合砌块块型优化设计,制成一种具有轻质、高强、保温、防火等特点的新型复合保温砌块,以提供一种建筑垃圾资源化利用的有效途径。
1 建筑垃圾再生骨料复合保温砌块原材料选择1)水泥。
选用42.5级普通硅酸盐水泥,其化学成分及其各项性能指标均应符合《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007)的要求(见表1)。
表1 42.5级普通硅酸盐水泥各项性能指标标准稠度用水量/%凝结时间/min抗折强度/MPa抗压强度/MPa初凝终凝3d28d3d28d26.021852386.09.029.552.2 2)建筑垃圾再生骨料。
将建筑垃圾经过建筑垃圾分拣、破碎、筛分,分级和按一定比例配合后得到的骨料,分为再生粗骨料和再生细骨料,本项目主要选用再生细骨料,颗粒级配良好,粒径≤5 mm,且各项性能指标均符合《混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T25176—2010)的要求(见表2)。
再生骨料混凝土复合自保温砌块应用技术研究摘要:我国建筑业的建设规模世界最大,建筑材料的生产和使用量均占世界首位。
不管是建筑能耗还是建筑碳排放,我国均位居世界前列,占全球碳排放总量的三分之一以上。
根据“双碳”目标,我国提出了相应的政策和部署,国家发展和改革委员会发布了《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》(发改环资[2021]381号),坚持绿色、高效发展理念,提高资源化利用率,推动资源综合利用,以绿色发展为核心,促进大宗固废实现绿色、高效、高质、高值、规模化利用,提高大宗固废综合利用水平,助力生态文明建设,为经济社会高质量发展提供有力支撑。
关键词:再生骨料混凝土;复合自保温砌块;应用技术引言目前,随着国家的快速发展,市际建设和改造的步伐也在逐步加快。
因此,城市之间的许多建筑被拆除,建筑垃圾被大量收集。
如果垃圾处理不当,会产生一系列的经济和环境问题。
在许多城市的偏远村庄,建筑垃圾的处理方法主要是转移到指定的垃圾处理场所进行填埋,导致周围土壤恶化,引发生态危机。
严重影响了国家的经济和环境可持续发展。
有部分企业在进行回收利用建筑垃圾,以回收的骨料取代天然骨料,填充于混凝土路面和砌块,这种集料的组成和使用量对凝固块的性能有很大影响。
1再生骨料的选用从材料的选用、材料结构以及其它各种性能指标入手,揭示材料组成及结构要素对砌块性能的影响规律。
被污染或腐蚀的建筑垃圾不得用于制备再生骨料,为此,重点研究再生骨料的选用,骨料的级配比例,砌块的长、宽、高规格尺寸,砌块的内在结构,砌块的热工指标、强度指标、耐候性等。
经过研究试验,对再生骨料的级配、取代率和压碎指标做了数据研究,首先是再生骨料的压碎指标小于30%;其次是再生骨料与天然骨料混合使用时,再生骨料取代率达到75%以上;第三是再生骨料宜采用连续级配或多级配复合使用,最大粒径控制在9.5mm以内。
将再生骨料按不同的级配比例,同时加入一定比例的保温骨料、气凝胶,与水泥以及其它胶凝材料、添加剂、水等混合,将混合物注入专用成型模具,经机械振动挤压成型,然后在一定环境下养护,形成一定规格的空心砌块。
建筑垃圾在混凝土复合保温砌块中的运用分析发布时间:2022-03-24T03:11:56.299Z 来源:《工程管理前沿》2021年9月25期作者:周耀庭[导读] 利用建筑垃圾制作混凝土复合保温砌块,不仅符合我国的节能减排发展理念,同时可以促进循环经济发展,实现产业可持续发展。
周耀庭(南京市绿色建筑与绿色建材发展中心,江苏南京210029)【摘要】利用建筑垃圾制作混凝土复合保温砌块,不仅符合我国的节能减排发展理念,同时可以促进循环经济发展,实现产业可持续发展。
本文分析了建筑垃圾在混凝土复合保温砌块中的应用,对于实际工作起到参考作用。
关键词:建筑垃圾;混凝土;复合保温砌块;运用措施我国不断发展城乡建设事业,开始综合利用建筑垃圾。
例如可以利用建筑垃圾制作砖,有利于调整整体建材产业的结构,通过综合利用资源,实现建材产业可持续发展。
发展建筑垃圾制砖项目,为建筑垃圾处理工作提供思路,同时可以控制建筑工程的能耗,通过回收再利用资源,有利于创建生态型社会。
在建筑行业发展过程中,建筑垃圾的产量非常多,同时很多建筑垃圾没有经过处理工作,只是向郊外和乡村运输建筑垃圾,并且利用露天堆放和填埋等简单处理措施。
填埋垃圾的区域无法再复耕,因此严重浪费了土地资源,同时在清运和堆放垃圾的过程中会引发粉尘污染等,因此我国需要合理处理建筑垃圾。
我国推行建筑节能理念之后,迅速发展建筑节能工作。
当前在外墙保温工作中主要是利用有机保温材料,不利于协同外墙保温系统和建筑物的寿命,还会提高火灾问题的发生率。
利用混凝土复合保温砌块可以处理上述问题,在生产混凝土复合保温砌块的过程中利用建筑垃圾,可以促进循环经济发展,综合实现经济效益和环境效益等。
一、建筑垃圾在混凝土复合保温砌块中的技术路线利用建筑垃圾制造混凝土复合保温砌块,需要提前破碎筛分建筑垃圾,作为建筑工程施工中的粗骨料,并且利用少量的砂和粉煤灰作为施工中的细骨料,利用水泥作为施工中的胶凝材料,经过振动处理之后,复合聚苯乙烯泡板塑料板,因此形成混凝土复合保温砌块。
混凝土复合自保温砌块热工性能研究与优化设计隋学敏;龚书宽;徐彪;黄华【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2022(39)1【摘要】针对寒冷地区住宅建筑墙体保温的需求,设计了7种混凝土复合自保温砌块方案,采用有限元分析软件ANSYS对砌块传热过程进行数值分析,对比相同孔洞率条件下不同孔型分布方案对自保温砌块热阻的影响;根据影响规律对砌块热工性能进行优化研究,提出了交错排列三排孔、采用填充保温材料的孔洞隔断砌块边壁热流、孔洞外厚内窄的砌块优化设计方案。
结果表明:孔洞排数的增加使得砌块导热热阻增大,孔洞列数的增加使得砌块导热热阻降低;交错排列的孔洞可以较好地提高砌块的导热热阻;外侧孔洞与内侧孔洞的厚度比例宜选择1.6~2.0;优化后自保温砌块的导热热阻达到2.37 m^(2)·K·W^(-1),当量导热系数为0.118 W·m^(-1)·K^(-1),抗压强度为8.7 MPa,满足自保温砌块用于外墙自承重墙体的设计要求;采用该砌块砌筑的自保温墙体的传热系数为0.428 W·m^(-2)·K^(-1),满足寒冷地区住宅建筑节能75%的设计标准,比采用相同材料和墙体厚度的外保温墙体的传热系数降低23%。
【总页数】10页(P87-96)【作者】隋学敏;龚书宽;徐彪;黄华【作者单位】长安大学建筑工程学院;中信建筑设计研究总院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU522.3【相关文献】1.混凝土复合保温砌块力学及热工性能分析研究2.兼顾热工性能的混凝土自保温空心砌块力学性能优化分析研究3.自保温混凝土复合砌块热工性能检测方法研究4.严寒地区基于热工和力学性能的混凝土自保温砌块设计及优化5.自保温混凝土-秸秆复合砌块热工性能研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
建筑垃圾再生自保温砌块热工性能研究
摘要:选取多排孔建筑垃圾再生自保温砌块模型,针对建筑垃圾自保温砌块孔洞排列方式对再生自保温砌块传热系数的影响进行研究、分析,提出再生自保温砌块设计应注意的问题。
关键词:再生自保温砌块;建筑节能;设计
Abstract: Select multi hole regeneration thermal-insulating blocks construction waste from the model, in view of the construction waste from thermal-insulating blocks holes arrangement of recycled from thermal-insulating blocks the effect of heat transfer coefficient of research, analysis, and put forward the regeneration thermal-insulating blocks design problems should be paid attention.
Key Words: renewable thermal-insulating blocks; building energy efficiency; design
一、引言
目前我国墙体节能保温体系分为外墙外保温、外墙内保温和外墙自保温体系。
其中外墙内保温存在冷(热)桥和二次装修问题;外墙外保温具有工序多、造价高、效果差、寿命短的弊端;而墙体自保温体系具有安全性高,与建筑物同使用寿命等优点,已成为夏热冬冷地区建筑外墙节能推广技术。
利用建筑垃圾生产再生自保温砌块是实现上述地区墙体自保温体系的改革,为该地区墙体自保温体系推广实施提供可靠的技术支持。
以建筑垃圾中的砂浆块、废混凝土块、碎砖、墙砖块等为原料,经破碎筛分分级,生产再生粗集料,利用再生粗集料生产再生自保温砌块技术的开发研究,加快提升我国建筑垃圾综合应用,促进夏热冬冷地区自保温墙体材料的研发推广应用,实现建筑节能50%的目标[1-2]提供必要的技术支持,具有十分显著的经济效益、社会效益及环境效益。
二、研究思路
北方寒冷地区以保暖为主,采用外墙外保温体系可以取得很好的效果;夏热冬冷地区应以隔热为主。
我省居住建筑实现节能50%目标,节能技术选择必须与气候条件相适应。
墙体自保温体系全寿命周期经济合理,外墙周边热桥处理后易达到节能要求。
因此,夏热冬冷地区应重点开发研制和推广应用墙体自保温系统节能技术,而实现墙体自保温技术的关键是取决于自保温砌块热工性能指标。
本文以夏热冬冷地区最常见的240 mm×240 mm×90 mm 规格砌块为例进行研究。
对于常见的空心砌块,矩形孔的平均传热系数最小,正方形孔次之,圆形孔最大[4],所以在采用矩形孔的前提下,选取典型的多排孔空心砌块进行研究。
提高建筑垃圾再生自保温砌块热工性能可采取以下4个途径:(1)加大砌块厚度,
采用多排孔;(2)填充高效保温材料组成复合砌体;(3)组砌复合砌体[5-7];(4)调整砌块再生集料组成成分。
但对于夏热冬冷地区,建筑墙体厚度基本限定在240mm 左右,加厚砌块尺寸和组砌复合砌体基本很难实现,填充高效保温材料、采用多排孔、调整砌块再生集料成分是可取的方法。
近年来关于夏热冬冷地区自保温砌块研究和实践的成果表明,提高砌块材料自身的热工性能和设计良好的孔型尺寸对砌块的节能性能是关键。
因此,本文从孔排列方式、砌块自身材料入手,对砌块热工性能进行定量分析,得出建筑垃圾再生自保温砌块热工设计的一般规律和设计重点。
本文选取的砌块模型见图1、图2,并按照砌块自身材料进行编号。
图15排顺孔模砌块型图
图25排交叉孔砌块模型图
三、模拟计算分析
采用计算软件对图1、图2所示的各个砌块模型进行模拟计算,再生砌块自身材料分别选取4种典型材料:再生混凝土、再生水泥砂浆、再生碎砖水泥砂浆,这3种材料的导热系数λ分别为1.12、0.78、0.61W/(m•K);孔洞填充材料选取空气λ=0.033 W/(m•K)。
经过模拟计算得出图1、图2中砌块模型在采用拟定材料的情况下的传热系数(见表1)。
表1中传热系数值包括墙体内外两面各20mm厚的抹灰层,
表1 再生集料砌块的传热系数
孔洞填充材料砌块自身材料传热系数/[W/(m2•K)]
5排顺排孔5排交叉排孔
空气再生混凝土 0.94 0.83
再生水泥砂浆0.87 0.74
再生水泥碎砖砂浆0.78 0.67
(1)再生集料导热系数
导热系数是建筑材料固有的热物理性质,建筑材料的导热系数越低,对建筑保温隔热越有利。
所以,在建筑垃圾再生自保温砌块设计时,应尽量使用导热系数低的再生集料。
经过模拟计算得出了建筑垃圾再生集料对再生砌块传热系数的影响。
从图2可以看出,由于再生集料导热系数的不同,其传热系数差异显著。
再生水泥碎砖砂浆比再生水泥砂浆的导热系数平均低21%,而其相对应的再生砌块传热系数平均低9%;但再生水泥碎砖砂浆比再生混凝土导热系数平均低45%,而其对应的再生砌块传热系数平均仅低19%。
这就说明再生砌块的再生集料自身导热系数的降低与其对应的再生砌块传热系数减小有关。
建筑垃圾再生自保温砌块设计时,在满足强度设计情况下,首选再生碎砖集料、再选再生砂浆集料,不但经济而且可降低再生砌块传热系数。
(2)孔洞排数
增加再生自保温砌块的孔洞排数实际上等效将隔热材料均匀分布于砌块内,从而达到降低自保温砌块材料的平均导热系数,进而改善自保温砌块保温性能的目的。
研究表明,当砌块孔洞中间不填充保温材料(即填充空气)时,孔洞的排数对砌块传热系数的影响较大,平均每增加1排孔,传热系数降低10%~15%;但大于5排孔后,增加孔洞排数对保温性能无明显改善[2-3]。
因此,本文以5排空砌块设计进行热工性能研究、分析。
(3)孔洞排列方式
砌块孔洞的排列方式对传热系数有一定影响,砌块孔洞排列方式有顺排和交叉排两种,研究表明,孔洞排数越多,采用叉排方式的优越性越明显,5排孔时,叉排方式的砌块比顺排方式的砌块传热系数平均要低15%左右。
砌块孔洞采用顺排方式时,横向热流路径短,热阻小传热系数大,采用叉排方式时,可以延长砌块内部横向热流路径,从而增大热阻,降低传热系数。
(4)实验结果分析
本文采用图1模型砌块,砌块配合见表2,试验结果见表3。
表2 建筑垃圾再生自保温砌块配合比(kg)
水泥再生混凝土集料再生水泥砂浆集料再生碎砖集料水
340 893 357 535 204
表3 建筑垃圾再生自保温砌块实验数据
空洞率
(%)容重
(kg/m3)强度
(MPa)导热系数
(W/(m•K))传热系数
(W/(m2•K))
41.6 1410 9.86 0.91 0.81
注:再生集料采用PE60X100型颚式破碎机破碎、筛分后得到的再生集料(粒径≤5mm)
试验结果与模拟结果基本一致,再次验证了利用建筑垃圾生产自保温砌块的可行性。
根据试验结果和模拟分析可知,利用建筑垃圾再生集料,采用合理的自保温砌块模型,优化建筑垃圾再生砌块配合比设计,不仅能够满足墙体强度要求,而且还能改变墙体传热系数,满足夏热冬冷地区墙体自保温热工要求,具有广泛的社会效益和经济效益,符合再生资源开发利用。
四、结论
(1)建筑垃圾再生自保温砌块再生集料成分及孔洞填充材料、孔洞排数及排列方式是影响建筑垃圾再生自保温砌块传热系数的主要因素,在综合考虑这些因素的基础上合理进行再生自保温砌块设计。
(2)当建筑垃圾再生自保温砌块孔洞无填充物时,再生自保温砌块设计时应首要考虑孔洞排数及排列方式设计、孔洞排数及排列方式是影响建筑垃圾再生自保温砌块传热系数关键因素。
(3)当建筑垃圾再生自保温砌块孔洞排数及排列方式一定时,再生自保温砌块设计时应首要考虑再生砌块配合比设计、再生集料成分及填充物是影响建筑垃圾再生自保温砌块传热系数主要因素。
(4)就现阶段研究结果和外墙自保温体系工程应用效果看,建筑垃圾再生自保温砌块设计时,宜采用5排孔以上高效节能保温砌块。
(5)建筑垃圾再生自保温砌块宜采用240 mm×240 mm×190 mm,5排孔洞叉排的方式,不仅有助于砌筑,而且有助于建筑垃圾再生自保温砌块传热系数的降低,提高自保温墙体热工性能。
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项目简介:浙江省大学生科研创新团队资助项目(2011R417008);
嘉兴市科技项目(2010AY1023).
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。