混凝土夹芯复合自保温砌块在寒冷地区的生产应用研究
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建筑节能与绿色建筑
混凝土夹芯复合自保温砌块在寒冷地区的生产应用研究
口山东省建设发展研究院王洪飞
■啊盈 介绍了混凝土夹芯复合砌块墙体自保温技术，分析了热工性能的影响因素，通过对比分析后模注塑保温夹芯复 合混凝土砌块和前置保温板夹芯复合混凝土砌块的生产工艺和物理力学性能指标，提出了二者的优劣区别，并对砌
块墙体自保温系统的应用技术要求进行了阐述。
■嚣团 自保温砌块，夹芯复合，成型工艺，应用技术
１、前言 目前，新建建筑中大量采用框架结构、框架一剪力墙结构．
填充墙体在工程中占有相当比重。我国填充墙体节能做法普遍采
用普通混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块等砌筑墙体外
侧再做外墙外保温的方式 墙体结构与墙体保温分步施工，且外
侧保温层易出现空鼓、开裂、渗水、脱落等质量问题，也无法实
现保温与建筑墙体同寿命，特别是在施工过程中保温材料裸露施
工，存在着一定的火灾安全隐患 。
随着我国建筑节能工作的不断深入．北方寒冷地区的北京、
天津、山东等省市居住建筑已全面实施节能率７５％的设计标准，
国家《建筑设计防火规范》ＧＢ ５００１６—２０１４也已执行．给建筑
节能技术产品的热工性能 防火性能提出了更高的要求。混凝土
夹芯复合自保温砌块是将混凝土拌合料机制成型为内、外空，Ｃ，Ｄｔ
块，经连接件有效拉结中间夹芯复合保温材料后形成的自保温砌
块 属于砌体结构自保温技术，符合国家不断提高的产业政策和
技术要求。
２ 砌块墙体自保温技术介绍
砌块墙体自保温系统是以非承重自保温砌块为墙体围护材
料．采用专用砂浆砌筑和抹面 外侧进行饰面后 能够达到节能
标准要求的保温系统。自保温系统构造型式如图１所示。
非承重白保温砌块＋专 用砌筑砂浆 抗裂砂浆＋增强网（耐碱玻纤嗣 或后热镀锌电掉网） 构造柱（或水平系粱）＋保面板
专用抹面砂浆＋耐碱玻纤网
涂料、面砖等饰面材料
图１砌块墙体自保温系统构造
混凝土夹芯复合自保温砌块是寒冷地区高节能标准要求下的
主要砌块类型 与填充保温材料型式的混凝土砌块相比 主要包
括以下技术创新点：
（１）自保温砌块内、外空心叶块采用轻集料混凝土盲孔块
体。两叶轻集料混凝土带 Ｌ块体采用盲孔设置．施工过程中孔洞
向下进行砌筑．便于砌筑砂浆铺设。
（２）自保温砌块内 外混凝土块体通过连接件有效拉结。为 保证夹芯复合砌块的强度和整体性能，两叶轻集料混凝土块体间
通过金属或高强塑料连接件拉结，连接件通常交错设置．以提高
砌块力学强度和整体性能。
（３）中间保温材料完全阻隔砌体灰缝。自保温砌块墙体砌筑
过程中．砌块中间夹芯保温层左右两侧和上下两侧采用企口咬合
方式或凹凸相扣方式拼接 有效阻断了砌体灰缝热量散失，提高
了自保温砌块墙体热工性能。
３、自保温砌块热工性能分析 混凝土夹芯复合自保温砌块的热工性能受多个因素的影响，
根据国家《民用建筑热工设计规范》ＧＢ ５０１７６—９３给出的混凝土
空心砌块平均热阻计算公式．结合有关科研计算成果．可将平均
热阻计算公式写成：
公式中Ｌ、Ｂ为砌块的长度．ｍ；ｂ为砌块单排孔的总长度，
ｍ；６为砌块单排孔洞的宽度，ｍ：ｎ为砌块孔洞排数 ｈ为砌
块的计算导热系数．Ｗ，（ｍ’Ｋ）．Ｒｋ为空气层的热阻值．（ｍ ｚ＿Ｋ）／
Ｗ；Ｒｉ、Ｒｅ为内外表面换热阻．分别取Ｏ．１１ｌｎＯ．０４（ｍ Ｋ）／Ｗ： 为修正系数。根据上述平均热阻计算公式．可以通过改变砌块厚
度尺寸、改善基体材料导热系数、调整砌块孔洞等措施提高砌块
热工性能。
（１）增加自保温砌块的厚度Ｂ：对于混凝土夹芯复合自保温
砌块，可以通过增加混凝土块体厚度和保温层厚度的方式改善其
热工性能．在高节能标准要求下 混凝土块体主要起受力作用．
增加其厚度对自保温砌块热工性能的提高已不明显。
（２）增加砌块 Ｌ洞排数ｎ和改变 Ｌ洞形状：混凝土砌块热工
性能随着块体孔洞排数的增减．砌块中空气层的厚度随之变化．
研究表明，砌块中空气间层厚度超过２Ｏｍｍ后，会引起明显的对
流换热．随着空气层厚度的增加，空气问层的当量导热系数逐步
提高。如果增加孔洞排数．则可以显著提高砌块墙体热阻。孔洞
形状中矩形孔砌块墙体热阻最大．菱形孔、正方形孔次之，圆形 Ｌ最小
ＤＯＩ：１０．１６１１６／Ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｓｋｊ．２０１５．１９．０２２
琴 （３）改善基材导热系数 ｈ：改善混凝土夹芯复合自保温砌
块混凝土块体和保温材料的导热系数，能够显著提高砌块墙体热
阻值．因此．自保温砌块通常采用轻集料混凝土制备．减轻重量
的同时提高热工性能。
４、生产工艺及性能指标要求
混凝土夹芯复合自保温砌块按照生产工艺不同，主要包括后
模注塑保温夹芯复合混凝土砌块和前置保温板夹芯复合混凝土砌 块两种，前者采用分步工艺制备，后者采用一次工艺成型。
４．１生产工艺
４．１．１后模注塑保温央芯复合混凝土砌块 后模注塑保温夹芯复合混凝土砌块生产分为内外叶轻集料混
凝土空心块体生产和后模注塑发泡聚苯芯材成型两步工艺。内外
叶轻集料混凝土空心块体生产包括原材料处理工艺、混凝土搅拌
工艺、块体成型工艺和养护工艺四部分。后模注塑发泡聚苯芯材
成型工艺主要包括块体连接件拉结、聚苯乙烯颗粒后模注塑、蒸
汽发泡成型、堆放养护等过程。
４．１．２前置保温板央芯复合混凝土砌块
前置保温板夹芯复合混凝土保温砌块生产为一次成型 包
括保温板加工工艺、原材料处理计量工艺、混凝土拌合物搅拌工
艺、块体成型工艺和养护工艺五部分。
４．２自保温砌块性能指标要求及对比分析 混凝土复合自保温砌块国家编制有行业标准《自保温混凝土
复合砌块》ＪＧ／Ｔ ４０７—２０１３．山东省也编制有地方标准《非承重
砌块墙体白保温系统材料》ＤＢ３７／Ｔ ２６４９—２０１ ５，对自保温砌块的
各项’眭能指标提出了要求，研究还选取了山东地区不同企业生产
的后模注塑保温夹芯复合混凝土砌块和前置保温板夹芯复合混凝
土砌块检测结果进行对比．指标要求和检测结果如表１所示。 表１混凝土复合自保温砌指标要求和检测结果对比 项目 单位 性能指标 ＪＧ／Ｔ ４０７ ＤＢ３７ 后模注塑 前置 ，Ｔ ２６４９ 保温 保温板 尺寸偏差 ｍｍ ±３ 土２．０～３．０ ±１．Ｏ ±２．５ 干密度 ｋｇ／ｍ ≤ｌ３００ ≤９００ ８９０ ８７６ 抗压强度 ＭＰａ ≥３．５ ≥５．Ｏ ８．Ｏ ６．６ 含水率 ％ ≤ｌ５ ５．７ ７．２ 质量吸水率 ％ ≤１８ ≤１８ ｌ３．５ １８．９ 干燥收缩值 ｍｍ／ｍ ≤０．６５ ≤０．５０ ０．３７ ０．５０ 抗冻性 质量 ％ ≤５ ≤５ Ｏ．８ １．７ （Ｄ３５） 损失 强度 ％ ≤２５ ≤２５ １９ ２４ 损失 软化系数 ≥０．８５ ≥０．８５ ０．９２ Ｏ．８６ 碳化系数 ≥０．８５ ≥Ｏ．８５ Ｏ．９ｌ ０．８９ 放射性核 符合 符合 符合 符合 素限景 ＧＢ６５６６ ＧＢ６５６６ ＧＢ６５６６ ＧＢ６５６６ 规定 规定 规定 规定 复合墙体热阻 （ｍ －Ｋ）／ 符合设计要求 符合设计要求 ２．５２８ ２．０４３ Ｗ 从表中可以看出，后模注塑保温夹芯复合混凝土砌块采用混
凝土块体与保温层后模注塑分步生产工艺，避免了保温层在混凝
土块体成型振动挤压作用后的回弹变形．更好的形成了完全的砌 缝阻隔，同时保证了强度 收缩、吸水、热工等各项指标要求。
５．工程应用技术
５．１设计要点及构造要求
对采用混凝土夹芯复合砌块墙体自保温系统的建筑保温与
结构一体化工程，自保温砌块墙体的平均传热系数应符合国家和
当地现行节能设计标准的规定。结构性热桥的线传热系数取决于
墙体采用的保温类型、墙体主断面传热系数、热桥的节点构造
及长度等因素．考虑外墙主体部位和结构性热桥部位的面积在外
墙中所占比值 （如表２所示），经过计算．砌块墙体自保温系
统外墙主断面的修正系数应取１．２５（Ｋｍ≥Ｏ．４Ｗ／（ｍ －Ｋ））和１．４ （Ｋｍ￣０．３５Ｗ／（ｍ２．Ｋ））。
表２外墙主体部位和结构性热桥部位的面积在外墙中所占比值 建筑结构体系 砌块墙体部位 结构性热桥部位 砖混结构 ０．７５ Ｏ．２５ 框架结构 ０．６５ ０．３５ 框剪（异形柱）结构 ０．４５ Ｏ．５５ 剪力墙结构 Ｏ．３０ ０．７０ 自保温体系中梁、柱、剪力墙等热桥部位应采用复合保温模
板与混凝土整体现浇处理，混凝土夹芯复合白保温砌块砌筑时厚
块体在外，挑出混凝土梁的宽度不宜大于厚块体厚度的１／３ 当大
于１／３时，应采取相应的加强措施。
５．２施工技术
混凝土夹芯复合自保温砌块墙体的施工工艺与传统砌块基本
相同，包括抄平放线、制备及铺设砂浆、砌块面浇水及砌筑、校
正与勾缝、自检、内外侧抹灰等步骤。经大量工程实践证明．自
保温砌块墙体因外部环境变换极易引起整体开裂，因此．建议在
砌块墙体外侧抹灰过程中满压入耐碱玻纤网格布，不同材料拼接
处采用耐碱玻纤网格布或后热镀锌电焊网抹抗裂砂浆的方式进行
增强抗裂处理。
６，结语 混凝土夹芯复合自保温砌块及其系统是一种新型的建筑保
温与结构一体化技术，按照生产工艺不同，主要包括后模注塑保
温材料和前置保温板两种类型，具有保温隔热效果好、设计施工
技术简单、保温与墙体同寿命等特点，满足国家防火设计标准要
求，是寒冷地区高节能标准要求下的主要砌块类型。圄
参考文献：
…栾军．寒冷地区自保温砌块热工性能及应用技术研究
［Ｊ］．墙材革新与建筑节能，２０１５（８）：５５－５８．
［２】王兵．｝昆凝土空心砌块平均热阻计算图表［Ｊ１．房材
与应用，ｔ９９８（６）：３ｌ－３３．
【３】中华人民共和国住房和城乡建设部，ＪＧＪ／Ｔ３２３—
２０１４，自保温混凝土复合砌块墙体应用技术规程，中华人民
共和国行业标准，２０１４．
