王霆 马良青 原光暖
山东省建筑科学研究院有限公司 山东省济南市 250031
摘要：为了提高建筑保温节能效果，探讨了轻骨料混凝土保温砌块在建筑保温节能中的应用。根据冷桥封堵原理，在砌块预留空腔内添加EPS，形成轻骨料混凝土和EPS的夹心保温材料，即EPS(再生)轻骨料混凝土保温砌块，并对砌块的生产材料、工艺、配合比和尺寸进行了分析。在此基础上，从砌筑砂浆、砌块砌筑、勾缝等方面研究了聚苯乙烯轻骨料混凝土保温砌块在建筑外墙砌筑中的应用过程，以进一步提高建筑保温节能效果。试验结果表明，用EPS轻骨料混凝土保温砌块建造的砌体墙热阻符合国家建筑节能标准要求，外墙平均传热系数符合国家要求，证明该砌块具有保温效果好、经济效益高的优点。
关键词：轻集料；EPS绝缘块；铺设砂浆；节能
砌块是一种用于砌筑的人工砌块，形状多样，最常用的是直角六面体。根据砌块的主要规格和高度，砌块可分为小砌块、中砌块和大砌块三种。轻集料混凝土制成的砌块称为轻集料混凝土砌块。轻骨料混凝土保温砌块的制作原理是:混凝土中骨料采用矿渣和混凝土，胶凝材料采用水泥，同时加入粉煤灰、外加剂和水[2]。近年来，轻骨料混凝土保温砌块在建筑保温节能设计中得到了广泛应用。
聚苯乙烯(EPS)再生轻骨料混凝土保温砌块是在骨料中加入发泡聚苯乙烯(EPS)制成的。聚苯乙烯颗粒具有密度低、保温效果好的优点，聚苯乙烯被添加到轻集料混凝土砌块的生产中,砌块具有隔音、抗震、成本低、导热系数低、环保等优点[3]。对轻骨料混凝土保温砌块在建筑保温节能中的应用进行了研究，在轻骨料混凝土保温砌块的生产中添加了发泡聚苯乙烯材料，从而提高建筑的保温节能效果。
1轻集料混凝土保温砌块的应用研究
1.1设计思路
(1)满足砌体保温的需要；
(2)砌块的隔音、硬度、容重等功能符合相关设计指标；
(3)在施工过程中，考虑施工过程的便利性和产品防火防灾减灾的要求。
本研究将EPS和轻骨料无机材料相结合，轻骨料混凝土保温砌块具有夹层结构。该砌块结合了EPS材料保温效果好等优点，弥补了EPS材料易燃性的不足，使轻骨料混凝土保温砌块既能实现建筑防火减灾，又能有效满足建筑保温节能的要求。
1.2生产原材料
水泥被用作轻骨料混凝土砌块的原材料。砌块的主要骨料有矿渣、粉煤灰、混凝土砌块等。产品成型养护后，根据堵冷桥的原理，在砌块内预留的空腔内加入EPS，制成轻骨料混凝土和EPS的夹心保温材料，既能起到减灾防火的作用，又能有效提高结构保护、节能保温的效果。
1.3建筑保温节能应用
将上述设计的聚苯乙烯轻骨料混凝土保温砌块应用于建筑外墙砌筑工艺中。其施工过程包括六个部分，即:超找平、砂浆的配制和砌筑、砌块砌筑、校正、勾缝和自检。
(1)根据施工现场的天气干燥和水分蒸发速度，用EPS轻骨料混凝土保温砌块砌筑墙体时，可适当洒水湿润砌块表面。因为脚手架的洞口只能放小砖，所以用小砖打基础。砌筑时，为了便于小砖和梁同时砌筑轻集料保温板来分隔冷热桥，小砖应与柱或剪力墙平齐。砌块下面的小砖由小砖受力，用EPS轻骨料混凝土保温砌块在小砖上面砌填充墙时，应有一定厚度的保温材料向外凸出。在此过程中，还要求现浇复合保温板后的填充墙和剪力墙外平面齐平，粘贴EPS轻骨料水泥保温板后的梁柱热桥外平面齐平，灰缝厚度为8~12毫米.
(2)砌筑到外墙顶部时，保持小砖外侧与梁外侧齐平，当EPS轻骨料水泥保温板放置在梁板柱上时，也应贴在小砖上，从而挡住冷热桥。
(3)采用增加构造柱的方式处理内外墙不同材料重叠处的缝隙，即勾缝。在勾缝过程中，需要根据不同的砌块类型独立设置拉杆，当内外墙交接处比较笨重，交接处没有构造柱时，应采用EPS轻骨料混凝土保温砌块在交接处砌筑内墙，构造柱应加在靠近外墙的位置，其宽度应大于等于115mm。
寒冷地区用EPS轻骨料混凝土保温砌块砌墙时，普通混凝土小型空心砌块应为3，5~4。5厘米外绝缘层。EPS轻骨料混凝土保温砌块比普通混凝土具有更好的保温隔音性能，且热阻大，不需要保温砂浆工艺，可广泛应用于寒冷地区。
2实验和分析
为了验证本研究设计的轻骨料混凝土保温砌块在建筑保温节能中的应用效果，设计了以下实验进行验证。
实验测试工具有热电偶、热流计、温度和热流行波探测器和模拟计算机。实验过程如下:选取某学生宿舍为研究对象，对宿舍墙体温度进行7天测试，每25分钟采集一次数据，并及时记录。将记录的温度和热流传输到模拟计算机进行实时计算，从而获得墙体内外表面最大温差的平均值，并根据获得的平均值获得墙体的热工参数。
在7天试验中，墙体外表面温度保持在25~40℃，墙体外砂浆与砌块界面温度保持在25~38℃，墙体内砂浆与砌块界面温度保持在25℃，墙体内表面温度保持在25℃左右。内外墙面温差为0~15℃，墙外砂浆层与砌块温差为0~13℃，墙内砂浆层与砌块温差为0~10℃。可以看出，每层墙体之间的平均温差最大，约为12，67℃。壁面传热系数随时间的变化有一定的规律性和变化性，范围为1~6w/(m2·k)。
用EPS轻骨料混凝土保温砌块砌筑的墙体传热系数为0，7958w/(m2·k)，小于公共建筑外墙平均传热系数≤0，8w/(m2·k)，墙体热阻为0。873m2·k/w，符合国家建筑节能65%的标准，说明本研究设计的轻骨料混凝土保温砌块能有效达到建筑保温节能的目的。
为了突出本文设计方法的应用效果，将该方法的保温效果与传统的基于模块化施工的建筑围护结构保温节能方法进行对比，并对墙体进行7天的温度测试，发现墙体温度的变化范围小于基于模块化施工的建筑围护结构保温节能方法，该方法下的墙体温度高于基于模块化施工的建筑围护结构保温节能方法。这说明本文设计的轻骨料混凝土保温砌块具有较好的保温效果，有效地实现了建筑保温。
结合实验建筑墙体信息，分析墙体材料用量、墙体材料售价、轻骨料混凝土保温材料总价、轻骨料混凝土保温材料售价、轻骨料混凝土保温材料总价和保温建筑材料总价，并分析该方法和基于模块化施工的建筑围护结构保温节能方法在实际应用中的经济效益，在墙体面积相同的情况下，对比混凝土保温建筑主要材料的总价，可以看出轻骨料混凝土保温建筑主要材料的总价比基于模块化施工的建筑围护结构保温节能方法的总价低。由此可见，在建筑节能保温设计中，轻集料混凝土保温砌块的价格更为经济，这也说明这种方法的经济效益更高。
3结束语
本文通过在原材料中添加发泡聚苯乙烯材料，从而设计出发泡聚苯乙烯轻骨料混凝土保温砌块，增强了材料的保温效果，也提高了轻骨料混凝土保温砌块的热阻和隔音效果。同时，EPS轻骨料混凝土保温砌块还具有保持建筑结构稳定、节能保温的作用，符合国家建筑保温节能要求。因此，轻集料混凝土保温砌块可应用于建筑保温节能领域，从而提高建筑设计的经济性和环保性。
参考文献：
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