【摘要】本文研究了蒸壓加氣混凝土作為外墻保溫材料所必須具備的技術(shù)條件和能達(dá)到的墻體保溫效果，研究了加氣混凝土配套砌筑砂漿和抹灰砂漿所必須具備的技術(shù)性能。研究結(jié)果表明，蒸壓加氣混凝土是目前國(guó)內(nèi)惟一一種能夠滿足建筑節(jié)能65%設(shè)計(jì)要求的單一墻體材料，專用砌筑砂漿、抹灰砂漿是解決加氣混凝土應(yīng)用中質(zhì)量通病的有效手段，加氣混凝土單一材料外墻保溫體系是一種技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分顯著的新型墻體節(jié)能保溫體系。
【關(guān)鍵詞】蒸壓加氣混凝土；建筑節(jié)能；外墻保溫；配套材料；砂漿；冷橋；處理
【中圖分類號(hào)】TU522.3+2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1003- 5273(2007)02- 0051- 03
1 前言
目前，我國(guó)建筑節(jié)能墻體以外墻外保溫為主，主要外保溫體系有：膨脹聚苯板外保溫體系、大模內(nèi)置聚苯板外保溫體系以及膠粉聚苯顆粒外保溫體系，其共同點(diǎn)都是在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)外粘結(jié)一層聚苯乙烯泡沫材料。這幾種外保溫體系的做法存在三大弊?。浩湟?，聚苯乙烯屬于石油制品，會(huì)加劇能源緊張；其二，受石油價(jià)格影響，工程造價(jià)波動(dòng)大、價(jià)格高；其三，保溫體系的耐久性（包括耐火性）受到了質(zhì)疑。
加氣混凝土是一種實(shí)現(xiàn)資源、性能與成本最佳組合的新型墻體材料，具有節(jié)能、資源綜合利用、循環(huán)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，其中最突出的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能。加氣混凝土是惟一一種能夠滿足我國(guó)寒冷地區(qū)65%節(jié)能要求的單一墻體材料，300mm厚、500kg/m3容重的加氣混凝土已能滿足65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)墻體傳熱系數(shù)的要求，這一點(diǎn)卻往往被人們忽視。加氣混凝土保溫體系非石油制品，耐久性能（包括耐火性）不容質(zhì)疑，綜合造價(jià)明顯低于以上幾種保溫體系。所以，研究加氣混凝土單一材料外保溫體系，對(duì)促進(jìn)外墻保溫體系的技術(shù)進(jìn)步、推動(dòng)加氣混凝土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有積極作用。
2 蒸壓加氣混凝土
在加氣混凝土外保溫體系中，加氣混凝土既是墻體圍護(hù)材料又是保溫材料，其力學(xué)性能和熱工性能直接影響加氣混凝土保溫體系的性能。
2.1 基本力學(xué)性能
表1為現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中蒸壓加氣混凝土砌塊的基本性能要求。由表1可看出，加氣混凝土體積密度越低、強(qiáng)度越低、導(dǎo)熱系數(shù)越小、保溫隔熱性能越好。但盡管B03級(jí)加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)較低，但其抗壓強(qiáng)度只有1.0MPa，特別是凍后強(qiáng)度只有0.8MPa，不適合做墻體保溫材料。B04級(jí)以上的可以用作單一墻體外保溫材料。
2.2 加氣混凝土與其它墻體材料導(dǎo)熱性能比較由表2可以看出，目前我國(guó)主要的外墻材料中加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最小。
2.3 加氣混凝土墻體傳熱系數(shù)
由表3~4可以看出，加氣混凝土墻體傳熱系數(shù)隨墻體厚度的增加而明顯降低。按照北京地區(qū)65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻體傳熱系數(shù)限值0.60W（/ m2·K）的要求，B04加氣混凝土厚240mm，內(nèi)外抹灰厚30mm，墻體總厚270mm；B05加氣混凝土厚300mm，內(nèi)外抹灰厚30mm，
墻體總厚330mm，即可滿足65%墻體節(jié)能要求，不需要增加其它絕熱材料或空氣隔熱層。
2.4 加氣混凝土耐火性能
由表5可以看出，各種工藝生產(chǎn)的加氣混凝土產(chǎn)品都具有良好的耐火性。加氣混凝土墻壁一面暴露在1000℃的明焰150min后，另一面的溫度也只有85℃。由于其生產(chǎn)原料完全是不可燃的無(wú)機(jī)材料，即使接觸到大于1600℃的火焰趨于熔化時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生任何煙氣或有毒、有害氣體。
2.5 蒸壓加氣混凝土隔聲性能
表6是不同厚度加氣混凝土砌塊墻體的隔聲性能。
3 配套專用砌筑砂漿研究
3.1 加氣混凝土專用砌筑砂漿的配制
3.1.1 加氣混凝土砌筑砂漿性能特點(diǎn)
砌筑砂漿硬化體積密度會(huì)引起保溫墻體灰縫影響系數(shù)的變化，從而影響墻體的保溫性能?；铱p的砌筑寬度也會(huì)影響墻體的保溫性能。砌筑砂漿的保水性會(huì)影響其施工性能，進(jìn)而影響砌體灰縫的飽滿度、氣密性和砌體的劈剪強(qiáng)度。配制低密度、低傳熱系數(shù)、高粘結(jié)強(qiáng)度、高保水率的砌筑砂漿是保證加氣混凝土外保溫體系性能的關(guān)鍵因素。表7是不同砂漿體積密度對(duì)灰縫影響系數(shù)的影響。
由表7可以看出，砂漿密度越低，導(dǎo)熱系數(shù)越低，灰縫影響系數(shù)越小。在保證砂漿必須的物理力學(xué)性能的前提下，砂漿密度越低，越有利于墻體保溫性能的提高。表8是灰縫砌筑寬度對(duì)導(dǎo)熱影響系數(shù)的影響。
由表8可以看出，灰縫寬度越小，對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響越小。灰縫寬5mm時(shí)，灰縫的影響系數(shù)只有1.056；當(dāng)灰縫寬3mm時(shí)，對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響系數(shù)接近于1，此時(shí)在進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)基本上可以不考慮灰縫的影響。因此，應(yīng)盡可能地提高加氣混凝土砌塊的塊材尺寸精度，推廣薄灰縫砌筑技術(shù)，尤其在外墻保溫砌體上顯得非常重要。
3.1.2 加氣混凝土砌筑砂漿
根據(jù)加氣混凝土性能特點(diǎn)，用普通硅酸鹽水泥、建筑用砂、外加劑等配制的加氣混凝土專用砌筑砂漿的主要性能見(jiàn)表9。
由表9可以看出，加氣混凝土專用砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度隨砂漿干密度的提高而增加。表9中的砌筑砂漿均具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，拉伸粘結(jié)的破壞面均發(fā)生在加氣
注: ①粘結(jié)強(qiáng)度所用基材為北京現(xiàn)代建材公司B04 粉煤灰加氣混凝土砌塊。
②“基材破壞”指拉伸粘結(jié)強(qiáng)度斷裂處在加氣混凝土砌塊上。
混凝土砌塊上。結(jié)果表明，本研究所配制的專用砌筑砂漿能實(shí)現(xiàn)對(duì)加氣混凝土的牢固粘結(jié)。因此，在砌筑外墻加氣混凝土砌塊砌體時(shí)，應(yīng)在砂漿的熱工性能、強(qiáng)度標(biāo)號(hào)兩個(gè)指標(biāo)上找到一個(gè)“平衡點(diǎn)”，建議外墻砌筑用加氣混凝土砂漿的干密度容重應(yīng)控制在1200kg/m3以內(nèi)。
3.2 加氣混凝土抹灰砂漿
3.2.1 加氣混凝土抹灰砂漿性能特點(diǎn)
加氣混凝土所具有的持續(xù)吸水性對(duì)其抹灰施工影響較大。正確的施工方法應(yīng)是:先除浮灰、拉毛，用界面劑涂刷表面“封閉”孔，再用摻膠的混合砂漿分層抹灰。
這種現(xiàn)場(chǎng)抹灰很難保證石灰膏和砂子的質(zhì)量，水泥、石灰、砂的配合比，和所用砂漿強(qiáng)度的均勻度，而這些因素都將直接影響抹灰層的質(zhì)量。由于這種施工方法程序繁瑣，施工條件苛刻，很難有效控制材料質(zhì)量、施工質(zhì)量，從而導(dǎo)致加氣混凝土抹灰層空鼓、開(kāi)裂、剝落等質(zhì)量問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重影響了加氣混凝土使用者的信心，阻礙了加氣混凝土的發(fā)展。
應(yīng)用高性能聚合物預(yù)混干拌砂漿直接一次抹灰的施工方法，是解決加氣混凝土抹灰難的最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)便的有效措施。
加氣混凝土自身強(qiáng)度和彈性模量較低，與強(qiáng)度和彈性模量高的砂漿之間容易產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，導(dǎo)致界面破壞。因此，抹灰砂漿的強(qiáng)度和彈性模量應(yīng)與加氣混凝土保持一致。加氣混凝土的標(biāo)號(hào)一般為2.5MPa ～4.0MPa 左右， 所以抹灰砂漿的標(biāo)號(hào)以4.0MPa～7.0MPa為宜。根據(jù)《蒸壓加氣混凝土砌塊》GB/T 11968- 1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，加氣混凝土制品的干燥收縮值應(yīng)≤0.5mm/m，專用抹灰砂漿的干燥收縮值應(yīng)小于等于加氣混凝土的收縮指標(biāo)。
3.2.2 抹灰砂漿的配制與性能測(cè)試
本研究配制的加氣混凝土抹灰砂漿的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表10。
所配制的加氣混凝土專用抹灰砂漿抗壓強(qiáng)度在4MPa～7MPa之間，與加氣混凝土砌塊強(qiáng)度基本匹配；壓折比在3.0以下，具有較好的抗變形能力；彈性模量在1600N/mm2～2000N/mm2之間，與加氣混凝土的彈性模量基本相配；保水率在80%以上，適用于加氣混凝土的薄層抹灰和厚層抹灰。專用抹灰砂漿對(duì)不同廠家加氣混凝土作基材的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表11。試驗(yàn)所用的加氣混凝土砌塊分別為北京市加氣混凝土廠的B05級(jí)、北京市現(xiàn)代建筑材料公司的B04級(jí)和B05級(jí)。
注：砂漿指砂漿層破壞；基材指加氣混凝土砌塊破壞。
試驗(yàn)結(jié)果表明：所開(kāi)發(fā)的專用抹灰砂漿對(duì)不同品種的加氣混凝土都具有良好的粘結(jié)性能。拉伸粘結(jié)的破壞界面均發(fā)生在加氣混凝土基材上（圖1）；基本上沒(méi)有發(fā)生砂漿與加氣混凝土界面脫落；砂漿自身破壞也較少。拉伸強(qiáng)度的高低與加氣混凝土體積密度成正比。
4 熱橋部位的處理
對(duì)于加氣混凝土外墻梁、柱等框架結(jié)構(gòu)的“熱橋”部位，用外貼膨脹聚苯板進(jìn)行“斷橋”處理，保證墻體良好的熱工性能。用聚合物粘結(jié)砂漿粘貼聚苯板于“熱橋”部位，并用錨固釘進(jìn)行適當(dāng)固定，聚苯板表面用聚合物砂漿加玻纖網(wǎng)格布保護(hù)。
聚合物砂漿和耐堿玻纖網(wǎng)格布的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)符合《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》JG149- 2003中相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。
5 結(jié)語(yǔ)
1）蒸壓加氣混凝土是惟一一種能滿足65%節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的單一墻體材料，其具有節(jié)能、利廢、環(huán)保、隔熱、保溫、耐火、隔音、造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn)。
2）加氣混凝土專用砌筑、抹灰砂漿可明顯提高砂漿與加氣混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，解決加氣混凝土抹灰墻面空鼓、開(kāi)裂等質(zhì)量通病，提高墻體保溫性能和砌體質(zhì)量。
3）對(duì)加氣混凝土墻面的“熱橋”部位，采用粘貼膨脹聚苯板進(jìn)行“斷橋”，可提高墻面的熱工性能。
4）蒸壓加氣混凝土單一材料外墻保溫體系是一種技術(shù)性能好、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益都十分顯著的墻體節(jié)能保溫體系，具有廣闊的應(yīng)用前景。
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