混凝土复合保温砌块力学及热工性能研究

混凝土复合保温砌块力学及热工性能研究

杨威

珠海市香洲区 珠海骏屹建筑工程有限公司 519000

摘要：混凝土砌块除了能够作为承重结构外，还能够起到装饰的作用，具有合理的建筑综合造价，是我国墙体材料中最重要的一种。墙体材料主要为实心黏土砖，但是其与设计标准的保温性能并不相符。在改革墙体材料期间,逐渐开始采用普通混凝土空心砌块，而不是黏土砖，然而此类砌块缺乏良好的保温性、抗裂性等。因此，本文从力学性能和热工性能方面，对混凝土复合保温砌块进行了分析。

关键词：混凝土复合保温砌块；力学性能；热工性能。

1. 混凝土复合保温砌块力学
    （一）砌块抗压强度

首先是特种混凝土两侧的抗压能力。本砌块外侧采用了抗渗性良好的特种混凝土，而干缩值却没有一般混凝土大。需要结合C30标准来添加混凝土，并根据体积比来对1%浓度的聚丙烯纤维进行添加。采用3个尺寸都是100mm×100mm×100mm的试块。经过试验得知，两侧都具有32.5MPa平均抗压强度的特种混凝土。在破坏了试件后，表面会形成大量微小裂缝^[1]。

其次需要采用抗压强度更大的加气混凝土。按照100mm×100mm×100mm的尺寸来切割加气混凝土，总共划分为3块。试件表面在实验开始前需要打磨平整，放入具有各种功能的电子试验机中。每个试件能够承受2.7MPa的压力。如果出现破裂面，剪切面的摩擦阻力或劈裂而成的小柱能够继续承载试件荷载力。变形并没有终止，但是却能够继续承载试件荷载力，残余了一定的强度。试件受力期间会出现不稳定的摩擦变形，形变会带动试件荷载力的变化。甚至部分试件存在着掉角问题，在破坏了局部之后，残余强度依然十分大。

然后是符合砌块抗压强度。采用的试块和油压试验机为KY1~KY4型和100t万能型。在试验期间，特种混凝土在复合砌块左右侧会形成细小裂缝，纤维和基体在混凝土中能够共同承担加大的荷载力。在初裂后，此类纤维可以分担基体所受到的荷载力。基体与纤维黏结后能够向基体传递荷载力，导致初裂后的基体出现二次裂缝，直到平行裂缝布满试件表面位置，这个时候加气混凝土横截面在中间会由于裂缝贯穿而出现破坏^[2]。

（二）砌块界面黏结强度

按照200mm×200mm×190mm的尺寸来切割整个砌块成2组。在万能油压试验机中放置该试块，并在上侧将200mm×200mm×190mm大小的钢板放置到加气混凝土处，将200mm×35mm×10mm规格的钢板放置于下侧左右特种混凝土处，能够试验界面抗剪能力。在试验期间，本砌块的在抗剪切和劈裂抗拉方面，体现出了良好的性能。这主要是由于加气混凝土的吸水率极好，其表面的细小孔洞有许多，在加气混凝土左右两边对特种混凝土进行浇筑时，由于加气混凝土表面的一些水泥砂浆被孔洞所吸附，左右两边的特种混凝土更大面积的接触中间加气混凝土后，能够使两者形成更加牢固的黏结，此外，由于特种混凝土中存在着纤维，因此能够使两种混凝土得到更强有力的黏结^[3]。

二、混凝土复合保温砌块热工性能分析

在试验混凝土复合保温块是否具有良好的热阻性时，主要应用了标定热箱法，根据结果得知，采用了热阻、热惰性在0.52~1.4（m2·k/W）和3.0～5.4之间的混凝土复合保温砌块。其热工性能存在较大的波动。这主要是由于所设计的孔型构造和不同类型的轻质保温度复合材料等，都会导致混凝土复合保温砌块无法保持良好的热工性能。

（一）孔型排布的影响

图1展示了混凝土复合保温砌块在不同孔型排布下的热阻性能。根据图1得知，三排孔与双排孔相比，四排孔比三排孔相比，前者比后者的热阻性均高出了15%；条件相似的情况下，五排孔比三排孔的热阻大了30%。总的来说，在相同原材料和相同成形工艺情况下，孔型排布会给其热阻带来极大的影响，多排孔砌块指的就是3-5排孔的，与以往的1-2排孔相比，砌块具有更高的热工性能。

图1 不同孔型构造的混凝土砌块热阻

（二）含水率的影响

由于水分比空气的导热系数高出了20倍左右，混凝土复合保温砌块中的水越多，其砌体热阻就越低。图2说明证明了这一现象，说明含水量与热阻之间呈负相关关系。根据图2得知，混凝土复合保温砌块中的水分越少，其砌块热阻就高，但是如果存在3%以上的含水率，就不会出现显著的降低，含水率与热阻之间的关系无法用线性表达^[4]。

图2 混凝土 XPS 板复合砌块热阻随含水率的变化

总的来说，插板数量关系着砌块热阻能否得到有效提升，然而由于插板数量和热阻之间的关系无法用比例线性函数表示^[6]。

结束语：

我国建筑工程将节能性和防火安全作为了墙体材料的关注重点。混凝土复合保温砌块的基材混凝土为普通型和轻集料型，在对空气砌块孔洞进行填充的过程中，通过对聚苯乙烯以及膨胀珍珠岩等保温性良好的材料的使用，能够使砌块具有保温性能。由于混凝土复合保温砌块具有良好的热共性和防火性等，因此近几年被我国广泛的应用到了夏热冬冷地区。

参考文献：

[1] 许国东, 杨晓虹. 混凝土复合保温砌块力学及热工性能研究[C]// "全国特种混凝土技术及工程应用"学术交流会暨中国土木工程学会混凝土质量专业委员会年会. 中国土木工程学会, 2011.

[2] 许国东, 杨晓虹, 汤苏平. 混凝土复合保温砌块力学及热工性能分析研究[J]. 混凝土与水泥制品, 2012(09):59-61.

[3]刘平, 孙奇. 加气混凝土复合夹芯保温砌块物理力学性能研究[J]. 混凝土, 2010, 000(005):108-110.

[4] 麻建锁, 蔡焕琴, 白润山,等. 复合轻集料混凝土自保温砌块的块型结构设计及性能研究[J]. 混凝土, 2016, 000(005):122-124.

[5] 黄靓, 许颀, 蒋文龙,等. 多排孔陶粒混凝土复合保温砌块热工性能分析和工程应用[J]. 建筑砌块与砌块建筑, 2014(3):1-4.