為節(jié)約能源資源、保護環(huán)境,進一步提高經濟發(fā)展的質量和效益,我國“十二五”規(guī)劃綱要繼續(xù)將節(jié)能減排作為國民經濟和社會發(fā)展的約束型指標,提出2015年全國單位國內生產總值能耗要比2010年降低16%等節(jié)能減排指標。
中國是一個發(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,已探明的煤炭儲量只占******儲量的11°%,原油占2.4%.每年新建建筑使用的實心黏土磚,毀掉良田12萬畝。物耗水平相較發(fā)達******,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,浪費嚴重。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)能設計標準(采暖居住建筑部分)、G134―2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準、G75―2003夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準,2005年******又發(fā)布了GB50189―2005公共建筑節(jié)能設計標準。這些標準的實施,有利于改善居住建筑熱環(huán)境,提高采暖和空調的能源利用效率,從根本上扭轉我國居住建筑用能嚴重浪費的狀況,必將為實現(xiàn)******節(jié)約能源和保護環(huán)境的戰(zhàn)略作出重大貢獻。
1試驗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、低導熱系數(shù)及一定強度的基本要求,結合目前聚苯板、聚苯顆粒等有機材料保溫系統(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質骨料、水泥為膠凝材料的基本組成,添加了少量的纖維增強抗裂材料和各種聚合物外加劑對保溫砂漿進行改性試驗。
?;⒅椋翰;⒅橛纸信蛎洸;⒅?,產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間的******控制,使產品表面熔融,氣孔封閉,呈不規(guī)則球狀顆粒,內部多孔空腔結構,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、質地輕飄、性能獨特、結構穩(wěn)定的新型的無機質顆粒狀保溫材料。具有輕質、導熱系數(shù)低、保溫隔熱性能好、電絕緣性能佳、耐高溫、不燃等特點。
經試驗測試,主要化學成分和物理性能見表1、表2.表1化學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)導熱系數(shù)/指標纖維:選用短切PP纖維或PVA纖維。
聚合物外加劑:選用進口的可再分散膠粉和纖維素等。
1.2試驗方法按試驗配比將稱量好的各種原材料倒入攪拌鍋內加水攪拌均勻,為防止攪拌過程中破壞玻化微珠的封閉結構,***后倒入玻化微珠攪拌5min成型試件。砂漿干表觀密度、漿體密度、抗壓強度、導熱系數(shù)、壓剪黏結強度、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)中相關試驗方法。2試驗結果和分析2.1試驗分析2.1.1干密度與抗壓強度的關系試驗在相同的水泥用量和配比的情況下,選用不同堆積密度的?;⒅橹谱髟嚰?,試件按試驗方法在試驗室養(yǎng)護后烘干(烘干溫度70°C),測定試件的干表觀密度和抗壓強度(見)。
保溫砂漿抗壓強度與干密度的關系從看出:?;⒅闊o機保溫砂漿的干表觀密度與抗壓強度直接相關,近似線性正比例關系。試驗發(fā)現(xiàn),玻化微珠的堆積密度對聚合物保溫砂漿的干表觀密度和抗壓強度影響明顯,堆積密度小的玻化微珠可制得低密度的保溫砂漿,同時抗壓強度也相應降低;堆積密度較大的?;⒅榭芍频每箟簭姸容^高的保溫砂漿,保溫砂漿的干表觀密度也相應提高了。
2.1.2干密度與導熱系數(shù)的關系按上述相同配比的試驗條件測定了保溫砂漿的導熱系數(shù),其結果見。
保溫砂漿導熱系數(shù)與干密度的關系從看出:保溫砂漿的導熱系數(shù)與其干表觀密度密切相關,干表觀密度越小,其導熱系數(shù)越低。
根據(jù)?;⒅闊o機保溫砂漿干表觀密度與導熱系數(shù)和抗壓強度的關系,制備低密度、低導熱系數(shù)和具有一定抗壓強度保溫砂漿的原則,對配比試驗進行篩選和優(yōu)化,確定了?;⒅闊o機保溫砂漿的基本組成。
2.2試驗結果對篩選和優(yōu)化后配比進行試驗,配合比及性能檢測結果分別見表3、表4.表3優(yōu)化配合比kg/m3 42.5級水泥粉煤灰?;⒅槟z粉纖維素PP纖維水表4保溫砂漿性能項目測試值項目測試值漿體密度/(kg/m3)壓剪黏結強度/MPa干表觀密度/(kg/m3)軟化系數(shù)抗壓強度/MPa燃燒性能A級導熱系數(shù)/ 3玻化微珠無機保溫砂漿在外墻外保溫系統(tǒng)中的應用3.1?;⒅闊o機保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)構造?;⒅闊o機保溫砂漿為保溫層,抗裂砂漿復合耐堿玻纖網格布或熱鍍鋅電焊網為防護層,涂料或面磚為飾面層的建筑保溫系統(tǒng)。
3.2玻化微珠無機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規(guī)程的規(guī)定進行,其結果見表5.從表5看出:?;⒅闊o機保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)的各項性能檢驗結果符合G144―2004外墻外保溫工程技術規(guī)程的規(guī)定。
3.3聚合物保溫砂漿外墻外保溫熱工計算以某工程KP1型燒結多孔磚外墻為例進行熱工計算,結果見表6.從熱工計算結果看出,KP1型燒結磚外墻通過采用30mm?;⒅闊o機保溫砂漿進行外保溫后,其主體部位的傳熱系數(shù)K為1.24W/(m2K),熱惰性指標D序號檢驗項目標準要求檢驗結果吸水量/(g/m2)C型抗沖擊強度T型3.0沖擊合格10.0沖擊合格無破壞點無破壞點抗風壓/kPa不小于工程項目的風壓荷載值6kPa未破壞經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??沽逊雷o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。抗裂防護層與保溫層的拉伸黏結強度不應小于0.1MPa,破壞界面應位于保溫層層的拉伸黏結強度為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層內側無水滲透表6圍護結構建筑節(jié)能構造熱工計算結果簡圖基本構造厚度5/導熱系數(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D①混合砂漿20②KP1型燒結多孔磚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)能設計標準要求外墻傳熱系數(shù)K矣1.5、D>2.5.4結論?;⒅闊o機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、導熱系數(shù)和較高的抗壓強度,可用于建筑物的外墻外保溫工程,且為無機保溫材料,耐候性、防火性能、與基層墻體黏結性能、抗風壓等性能優(yōu)越,在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中有廣泛應用前景。