新型复合自保温砌块

张玉锁

郑州市金鹿园林绿化工程有限公司河南郑州450000

摘要：本文主要介绍保温砌块开发研制，用于代替传统的混凝土空心砌块，这种新型的复合墙体保温材料具有重量轻，强度高，施工快捷方便，工程造价较低，增加了隔热保温和环保的作用，实现了建筑墙体具有保温节能和降低噪音的作用，而且大幅增加建筑使用面积。

关键词：建筑节能；保温；砌块

根据国家建设部、国家建材局统计资料，我国房屋建筑材料中70%是墙体材料，其中粘土砖占据主导地位，生产粘土砖每年耗用粘土资源达}1多亿立方米，约相当于毁田50万亩，同时，我国每年生产粘土砖消耗7000多万吨标准煤，不仅增加墙体材料的生产能耗，而且导致新建建筑的采暖和空调能耗大幅度增加，严重加剧了能源供需矛盾。《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(国办发〔2005)33号)明确规定，到2010年底，所有城市禁止使用实心粘土砖，全国实心粘土砖年产量控制在4000亿块以下。国家政策的导向，无疑给新型墙体材料提供了广阔的发展空间。

2011年3月全国人大和政协会议上温家宝总理在政府工作报告中又重申了我国政府对全世界的这一承诺。发展低碳经济已成为我国各级政府经济建设中的刚性目标任务。在不断增大的总能耗中，建筑相关能耗（包括建筑能耗、生活能耗、空调能耗等）已经超过工业成为第一能耗大户，占总能耗的46.7%。建筑节能已成为关乎国际名声的大问题，是节约能源的重要组成部分。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中，把建筑节能与绿色建筑列为优先发展领域。

《民用建筑节能条例》：各级人民政府应当加强对民用建筑节能工作的领导，推动民用建筑节能技术的开发应用；民用建筑节能项目依法享受税收优惠；国家推广使用民用建筑节能的新技术、新工艺、新材料和新设备。

世界各国开展建筑节能无不首先抓建筑围护材料的革新，一些发达国家早在六十年代就开始改用保温性能好、生产能耗低的新型墙体材料替代传统墙体材料。在建筑中，外围护结构的热损耗最大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节，发展外墙保护技术及节能材料是建筑节能的主要方法之一。按照选用材料的不同，建筑物外墙保温材一料分为单一墙体材料和复合墙体材料。单一墙体材一料，如空心砌块、加气混凝土等，导热系数较大，一般为高效保温材料的20倍，随着我国建筑节能65%标准越来越广泛地推行，单一材料墙体已不能满足保温隔热的要求，更多采用承重材料与高效保温材料组合而成的复合墙体材料。复合墙体材料很好地结合了两种材料的特性，既不会使墙体材料过厚过重，又具有保温隔热特性，因此复合墙体材料是一种使用前景广阔的新型节能材料。

一.传统材料和新型材料的比较：

传统材料的优点：尽管传统材料具有强度高、自重轻、耐久性好、外形尺寸规整，部分类型的砌块还具有美观的饰面以及良好的保温隔热性能等优点，应用范围十分广泛。在建筑施工方法上与粘土砖相近似，在产品生产方面还具有原材料来源广泛、可以避免毁田烧砖并能消化部分工业废渣、生产能耗较低、对环境的污染程度较小、产品质量容易控制等优点。砌块建筑具有安全、美观、耐久、使用面积大、施工速度较快、建筑造价与维护费用较低等综合特点。

传统材料的缺点：传统的砌块有块体较重、易产生收缩变形、保温性能较差、易破碎、不便砍削等弱点，砌块产品在生产、建筑设计和施工应用技术及质量管理等方面均有特殊要求，如果处理不当有可能出现裂、漏、热等建筑质量问题。

与传统的建筑材料相比，复合保温砖具有一下的优势：

(一)节约能源，降低能耗复介保温砌块节约能源体现在两个方而，一，是节约烧砖煤耗;二，是节约建筑采暖和降温能耗。传统的黏土砖生产大量耗煤，每生产1万块砖均耗标准煤1.3吨，每年烧砖耗标准煤达6000力吨左右，约占全国煤炭总产量的5%。我国是能源贫乏的国家，如此烧砖耗煤，造成了资源的极大浪费。用免烧空心砌块取代黏土砖，可为国家节约大量煤炭。EPS在砌块的内腔，火灾时在无空气对流的情况下，小会产生火患，也只能在砌块空腔内融化而小产生烟雾毒气，小会致人生命危险;也小会因墙体过火后，有些砌块中间的燕尾槽或锯齿断裂而出现墙体开裂;也小会存在金属连接件生锈而产生脱钩现象。

复合节能材料保温性能-表1

我国北方地区年采暖能耗约1.2亿吨标准煤，南方及其他十热地区:,夏季降温能耗约是采暖能耗的3倍，这部分能耗若折介成煤炭约3-4亿吨标准煤。这数量是十分惊人的，采用节能型保温隔热复介保温砌块建造住宅，可实现建筑冬暖夏凉。若全国现在住宅全部实现保温隔热化，年将节能折合5亿吨标准煤，人均节能0.4吨标准煤。节能效果是十分乐观的。[1]

(二)功能多，性能好

块体的上下两端而之间设有宽通孔和窄通孔，共三排孔，通孔相平行，并与块体大而的内外侧而平行;块体两端的中间设有与通孔对应的凹槽。在两个凹槽和通孔内填充轻质隔热材料，如:EPS板。优点是:利用三条宽度不同，且平行的通孔与两端凹槽配合，延长了墙体内外层之间混凝土材质的“热桥”距离，大大提高了墙体的隔热保温效果，在通孔和凹槽内填充保温材料可进一步提高隔热保温效果。和实心黏土砖相比，复合保温砌块具有保温、隔音、防火、质轻、抗震、坚固、美观等优点，用其建造的房屋抗震能力强，有利于实现建筑的轻刑化、节能化、舒服化、美观化，让老百姓住上高性能的住宅。

(三)降低建筑造价，经济优势显著

使用复合保温砌块建造房屋，可比黏土砖建筑节省工程造价25%缩短工期50%，节省钢材40%，节省砌筑砂浆50%，节省抹面砂浆40%，节省人工40%，采暖耗能降低30%-50%。同时，砌块建筑在施工中废除了传统的手工瓦刀作业，减少大部分模板和高层脚手架，免除十几道施工作业程序，大幅度降低了劳动强度，提高施工作业的安全性和科学性。囚此，夹芯空心砌块具有较好的经济和社会效益。[2]

(四)废渣掺量大，有利于治理环境污染

该砖块废渣总掺量可达70%左右，在空心砌块产品中废渣掺量是最高的，可同时利用粉煤灰、炉渣、磷石膏、电石渣、废碱液或废碱渣、废砖粉等废渣。这对环保十分有好处、变废为宝，利国利民。

（五）容重小，降低建筑自重

由于产品大量利用轻集料，容重小，承重砌块也不超过1200kg/m3,可降低建筑自重，有利于实现建筑的轻型化。

复合节能砌块墙体温，湿度分布-表3

二．原料的选择

(1)胶凝材料

选取普通硅酸盐水泥为砌块壳体的主要胶凝材料，低碱快硬硫铝酸盐水泥或普通硅酸盐水泥为泡沫混凝土的上要胶凝材料。普通硅酸盐水泥米源广泛、价格低廉、耐水性能好、强度高、耐久性优异，硫铝酸盐水泥的早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐腐蚀和低碱性等基本特性适宜于泡沫混凝土的性能要求。

(2)保温材料

砌块选取泡沫棍凝土和聚苯乙烯泡沫塑料作为保温材料，泡沫混凝土为企业自主研制的无机材料，导热系数<0.072w/(m.K)，保温性能良好，同时，又具有较好的耐火性能，聚苯乙烯泡沫塑料导热系数通常小于0.4w/(m.K)，能够有效提高砌块的保温隔热性能，以满足新建、改建、扩建的居住建筑和公共建筑必须达到节能65%或50%的标准要求。

(3)矿物掺合料

选取粉煤灰(二级以上)作为矿物掺合料，其较好的形态效应、火山灰效应和活性效应，大大改善了复合自保温砌块的物理力学性能，降低了自保温砌块成本。

(4)其他材料

为有效改善壳体混凝土、泡沫混凝土的性能及界面的结合，提高复合保温砌块的力学性能、热上性能、防水性能、抗冻性能，还掺加了减水剂、防水剂、高分子聚合物、稳泡剂等外加剂，为激发粉煤灰的活性，还掺加了一定化学激发剂。所用外加剂均为自行配置。

三．生产工艺

复合保温砌块的生产土艺主要包括以下几个主要环节:砌块壳体胶结料的混合与搅拌，泡沫混凝土的生产制备，泡沫混凝土与聚苯乙烯泡沫塑料板保温芯体的切割和固定，壳体浆料的浇注、振动、成型，砌块的养护等。该生产上艺流程如图所示。

生产工艺流程图-图1

(1)原材料及配合比计算

根据生产砌块强度等级和外型类型，计算生产所用原材料配合比，并选取适宜的水泥、粉煤灰等胶凝材料和筛取一定级配的细砂作为骨料，根据砌块性能要求和原材料配比选取外加剂，提高和改善其各项性能。

(2)计量与搅拌

严格计量，以保证制品的性能稳定。水泥、粉煤灰、细砂等每次投料前过秤计量，经试验确定用水量，生产中严格进行控制。严格把握混合与搅拌时间，确保砌块质量和成品率。

(3)振动成型

为保证成型质量，混合料含水率要适中，浇注与振动同步进行，填模要均匀，振动时间不应过长。

(4)脱模与养护

生产中复合保温砌块采用自然养护，将砌块联通模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，提高坯体的早期强度，静养二天后脱模，进行码垛覆盖喷水养护，也可放入塑料大棚内利用太阳能养护，每天洒水的次数视气候季节而定，洒水量以保持坯体的潮湿状态为佳，以维持水泥水化反应的正常进行，养护两周后揭开覆盖物自然养护28d。自然养护上艺必须做到坯场高度平整，以兔养护过程中变形或断裂，砌块体不能码垛过高，一般4一5层，冬季采用保温措施或促进砌块硬化的技术乎段，促进坯体硬化，防止暴晒雨淋避免坯体表面损伤或产生裂纹。

混凝土复合保温砌块生产线以混合搅拌注塑成型机为核心设备，泡沫棍凝土搅拌成型机、泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料板切割机为辅助设备，从原材料计量、搅拌、泡沫混凝土和砌块壳体成型、保温芯材切割，立膜固定、浇注振动成型、运送、养护等生产上艺均由设备完成，形成了机械化生产线。与传统的千上生产相比，该生产线具有两个显著的特点:一是可以大大提高生产效率，减轻土人的劳动强度;二是消除了人上生产中常出现的振捣不实、模具组装不齐备等现象，使产品的力学性能、外观质量等大幅提高，产品质量得以保证。[3]

四.技术突破及技术优势

该自保温砌块的技术突破点主要有以下几个方面:

1.复合自保温砌块外壳为细石混凝土，具有较高的强度，保证自保温砌块的外观质量和力学强度。其与外墙水泥砂浆抹灰层结合牢固(强度、吸水率、导热系数、膨胀系数等基本一致)，使收缩、空鼓、裂缝、渗漏、脱落、易老化等建筑外墙通病得以有效解决，能做到与建筑物同寿命，在保证水泥及施上质量的前提下，一可终身兔维护，降低了建筑后期维护费用。

2.孔腔内填充自行研制的泡沫混凝土，并经过特殊界面结合处理，使其与混凝土壳体有机结合，保证砌块的整体性，保证砌块各项性能，改善自保温砌块的保温陌热性。泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、外加剂等加水混合搅拌，再加入自上研发的发泡剂混和搅拌、成型、养护而成，其十表观密度在150一200kg/m3，导热系数<0.071w/(m.K)，具有保温隔热、耐燃、利废、吸音隔音、廉价等优良特性。

3.复合填充聚苯乙烯泡沫塑料板，能极大提高自保温砌块的保温隔热性能，其效果完全达到或超过国家65%的现行节能标准，并且重量轻、大幅度降低建筑结构成本，砌筑速度快、缩短施工工期，耐火性能良好，适合南北一方不同气候各类非承重民用、工业与公共建筑，特别适用于高层建筑。

自保温砌块的优势:

1、和建筑物同寿命

可以单独砌筑成墙，解决了建筑保温墙体的整体性和耐候性，很躺体保温系统的使用寿命与建筑物的使用寿命一致。

2、防火性能好

周围采用混凝土壳体，内置保温材料，一可有效消除火灾隐患。

3、保温性能良好

芯体采用发泡混凝土和阻燃聚苯板，导热系数低。系统整体性好，无热桥。可通过调整芯体厚度满足我国不同地区建筑节能设计标准要求。

4、节省上期

使用自保温砌块砌筑完毕，一可直接进入装饰，无需再做保温，可大大缩短上期。[4]

五、市场前景分析

1、2011年年底前，北京市的建筑节能由现在的节能65%，提高到节能75%。其它省市的节能指标必将跟进，在短期内提高一个等级。节能指标的提高，势必淘汰一批勉强达到现在节能指标的产品，增加墙体保温成本与难度，使得成本因素更为敏感。

节能指标的提高，势必加重“墙面产生裂纹裂缝的行业质量通病”。

2、“公消［2011］65号”的颁布实施，严格限制了那些外保护层、保温层与主体砌块间，无法“形成混凝土整体构造”的自保温砌块在工程的应用；大大增加了加气混凝土砌块等墙体复合外保温体系的成本与施工难度。

3、中华人民共和国国家标准GB50574-2010中规定“夹心复合砌块的二支块体之间应有拉结”。2011年6月1日起执行的该标准，又将通过保温泡沫上燕尾槽将主体砌块与保护层拉结的产品排除市场。

到二○二○年，我国将在现有建筑总面积四百亿平方米的基础上，新增三百亿平方米的建筑面积。中国正处于城镇化的快速发展时期，未来十五年，我国每年新增建筑面积将达十八亿至二十亿平方米左右。2009年11月14日，中国入世首席谈判代表龙永图明确指出：中国经济发展，有两个基本动力，一个是工业化，一个是城市化。不管从我国历史，还是国际规律来看，城镇化比例都是一个国家经济繁荣的标志。以城镇化比例达到85%、每年提高一两个百分点来计算，也还要30年到40年。在整个中国城镇化大发展背景下，房地产肯定是推动中国经济的最重要行业之一。建设部要求：要围绕利废量大，环境污染小，节能效果显著的生产技术，开发优质利废制品。

六、社会效益分析

1、有利于建筑节能65%的要求实现

该产品针对现有外墙外保温体系存在的缺陷，有效的解决了墙体保温、冷热桥处理、耐久性不足、施上困难等一系列问题。为建筑节能65%要求更快、更好的实现提供了有力的技术支持，具有较好的经济效益和社会环境效益。

2、有利于促进新型建材的健康持续发展

该产品的生产，为建筑行业提供了一种新型墙体保温材料。复合自保温砌块具有抗压强度高、丁一燥收缩小、抗冻性好等特点，可完个满足现有建筑及在建建筑对高性能保温材料的的需求。

3、对自然资源和环境保护具有重大意义

该复合自保温砌块性能优良，可完个替代现有外墙保温材料。因该复合自保温砌块主要原材料为无机材料，所以耐久性较好，一可实现与建筑物同寿命的要求，避免了现有保温方式存在的寿命短问题，间接的节约了资源、保护了环境，对自然资源和环境保护具有重大意义。

4、有利于社会主义和谐型社会的建设

该项目的研究不仅解决现有外躺保温方式寿命短的问题，而且实现了国家对建筑节能65%的口标要求。有利于保护能源，减少环境污染，实现建筑节能的经济效益、社会效益和环境效益的统一，这对于加快城市化进程、提高居住质量和生活水平，加快资源型、节约型、和谐型社会建设都具有重要的现实意义。

结束语

综上，该项目产品可替代大量的实心粘土砖，为国家节约大量的能源和土地，同时项目消耗大量土业固体废弃物，有利于环境保护。用自动化流水线生产复合自保温砌块，生产效率高，成本低，产品质量稳定。生产的复合自保温砌块具有保温隔热性能好、自重轻、强度高、防水、抗渗、收缩率低、使用寿命长、施土简单等优良特性，有利于建筑节能的发展。

参考文献：

[1]建筑砌块与砌块建筑.建筑砌块与砌块建筑杂志出版社.

[2]砌体结构.中国建筑工业出版社

[3]GB/T15229-2002.空心砌块质量检测标准.

[4]砌体结构设计规范GB50003-2001