自保温砌块浅析

摘要：介绍了自保温砌块三种不同导热算法，砌块的基材以及在生产过程中容易出现的问题。针对收缩、干缩和温度变形等问题提出一些解决办法。

关键词：自保温砌块；干缩；收缩；温度变形

中图分类号：TU文献标示码：A

0 引言

各地根据所在地区建筑节能要求，均对墙体传热系数做出规定，相应地，所使用的自保温砌块的传热系数也要符合要求。 目前，自保温砌块传热系数除了可以采用试验测试的方法确定外，还可以通过理论方法来计算。

1 自保温砌块导热理论

算法A：根据 GB50176-93《民用建筑热工设计规范》所规定的自保温砌块平均热阻计算公式，可以得到其传热系数的计算公式：

（1）

其中， 和 （j=1，…，n）分别为按平行于热流方向划分的各个传热面积（）和各个传热面部分的传热阻（）

算法B：平行路径法。将沿着自保温砌块的热量传递视为相互平行的热流路径，如图 2 所示。 根据总传热量等于连接肋和内外壁所形成路径的传热量加上孔洞区与内外壁所形成路径的传热量这一原则，可以得到自保温砌块的传热系数为：

（2）

在式（2）中：为内表面热阻，通常取 0.11；为外表面热阻，通常取 0.04；为连接肋和内外壁所形成路径的热阻 （）；为孔洞区与内外壁所形成路径的热阻（）。

算法C：等温面法。当认为自保温砌块传递的热量可以横向通过各连续层时，即可形成等温面；此时，可以把自保温砌块视为三层结构，即内壁层、外壁层、连接肋与孔洞形成的复合层。按照这一原则，可以得到自保温砌块的传热系数为：

（3）

在式（3）中：为内表面热阻，通常取 0.11；为外表面热阻，通常取 0.04；为内壁层热阻（）；为外壁层热阻（）；为连接肋热阻（）；Rcw为连接肋热阻（）；为连接肋和内外壁所形成路径的对应面积在与热流垂直方向上占总面积的比重。

2 自保温砌块基材

为了提高自保温砌块的传热阻， 自保温砌块基材的选择非常重要。 砌块基材可选择普通混凝土材料，也可选择的加气混凝土以及由各种陶粒、膨胀珍珠岩等制作的轻骨料混凝土。

蒸压加气混凝土制品由于其保温隔热性能好等诸多优势，已成为实现建筑节能目标的理

想墙体材料。在我国不同气候地区可实现墙体“单一材料”的自保温系统,是框架结构填充

墙和住宅类多层建筑承重墙首选墙体材料，特别是在未来村镇节能建筑中将发挥主导作用。

孔隙率高是蒸压加气混凝土的主要特征，孔隙率70~80%,是由凝胶、毛细孔，发气孔构成。较高的孔隙率使蒸压加气混凝土具有较低的容重，干容重300~850，小于比水轻，只相当于普通混凝土的1/3~1/5，粘土砖的1/2~1/3。

体轻、导热系数小是加气混凝土的特点之一。蒸压加气混凝土制品密度大小,主要取决于原材料配比和工艺手段，它和制品抗压强度、导热系数等指标有密切关系。一般情况下，密度越大抗压强度越高，导热系数也具有同样的性质。值得指出的是有的企业制品密度严重超标,强度却不满足标准要求，有些产品超重高达53%，无疑也降低了保温效果，致使设计、施工单位不敢选用。且超重的加气混凝土在生产过程中，还会因为允许荷载超过模具、吊车、

切割机等设备的设计能力，会产生由设备刚度不足而引起的坯体裂缝。故现场发现，超重的加气混凝土砌块往往破损率高，应用于墙体必然会降低墙体的节能保温效果，更有的会引发墙体开裂。这显然是由于工艺生产过程控制不当造成的，对此一定要纠正。另调研发现，超重的制品其强度往往并不高，甚至制品的内伤更加严重，从超重的块体废品率增加便可看出强度等级不一定随密度的增大而增加，采用密度加大、强度降低的加气制品墙体必裂无疑。我们鼓励的是真正的轻质高强,即在低密度等级前提下,强度越高越好,这样的制品才能确

保节能建筑的应用与质量效果。

3 关于制品干缩及墙体收缩

节能建筑采用蒸压加气混凝土的一个重要障碍就是制品的干缩率大，墙体易产生收缩裂缝，从而影响了人们采用加气混凝土的信心。众所周知，吸水膨胀、干燥收缩是各种建筑材料材料的共同属性，蒸压加气混凝土也不列外，但不同原材料蒸压加气混凝土在各个含水率阶段的膨胀或收缩值各异。对蒸压加气混凝土的这种特性必须有足够的认识并在制品的生产与应用中采取相应的对策，可以避免建筑物出现裂缝。

根据我国目前生产、施工现状，一般蒸压加气混凝土制品出釜时就可能直接运到现场使

用，因此砌块出釜含水率可假定为上墙时含水率。比较图2.5两条曲线，可以得出如下结论：

1)蒸压粉煤灰加气混凝土在整个使用期间的干燥收缩率(含水率40%~5%)约为0.3‰；

2)蒸压水泥矿渣砂加气混凝土在整个使用期间的收缩率(含水率35%~4%)约为0.31‰。对于蒸压加气混凝土的干燥收缩不应笼统地光看总收缩率的大小，对于蒸压加气混凝土建筑来说，还应当看蒸压加气混凝土制品受到约束后，到平衡含水率时的干燥收缩值，只有在这一区段的“收缩值”才能对建筑物的裂缝有直接意义。就使用期间的收缩率而言，蒸压水泥矿渣加气混凝土为蒸压粉煤灰加气混凝土的10倍。从这一角度来看，蒸压粉煤灰加气混凝土比蒸压水泥矿渣砂加气混凝土要有利得多。

4 关于制品的温度变形

蒸压加气混凝土的线膨胀系数为，比砖砌体高，比混凝土略低些。但是由于蒸压加气混凝土的抗拉强度(劈压比)低，呈显著脆性，因而蒸压加气混凝土建筑常出现一些裂缝，这就不能不引起我们对温度变形影响的注意。一般来说，蒸压加气混凝土制品在建筑物中进入约束状态的季节，多半在夏秋两季，如果以平均温度为25℃计，在冬季又没有投入使用，冬季最低气温为―30℃时，则其温差为55℃。建筑物中蒸压加气混凝土的温度收缩率为‰，与蒸压水泥石灰砂加气混凝土在使用期间的干燥收缩率0.31‰相比大42%，是蒸压水泥粉煤灰加气混凝土在使用期间的干燥收缩率0.12‰的2.67倍。由此产生的收缩应力为，大于材料本身的劈拉强度3(当劈压比为1/10时)。不难看出，温度变形对蒸压加气混凝土建筑的裂缝影响是不可忽视的，甚至应作为一个重要的因素来考虑。

参考文献

[1] 周炳章,砌块砌体结构发展的若干思考[J],建筑砌块与砌块建筑, 2002年第1期，16-18

[2] 朱伯龙.砌体结构设计原理[M].上海:同济人学出版社,1991

[3] 中华人民共和国.砌体结构设计规范(GB50003-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001

[4]康玉范，发展适合国情的节能墙体技术[J].建筑节能2010年第3期