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自节能粉煤灰加气混凝土制备及墙体热工性能研究

王斌  
【摘要】: 随着我国经济发展和人民生活水平的显著提高,能源的消耗会越来越大,建筑节能就显得尤为重要。占建筑物外围护结构最大面积的墙体的保温隔热性能的优劣与建筑节能有着密切的联系,新型墙体材料的开发应以推动建筑节能的发展为目标。以自节能粉煤灰加气混凝土为单一材料砌筑的墙体,能够不依靠其他保温材料而达到建筑节能的要求,是一种自节能墙体。 针对我国现在增加保温隔热层的复合墙体存在的问题,本文主要研究了自节能粉煤灰加气混凝土及其墙体的热工性能。通过合理的生产工艺及养护方式,利用粉煤灰、水泥等原材料,在实验室成功制备出了优质的干体积密度500 Kg/m3级自节能粉煤灰加气混凝土。通过对发气时间、气泡含量和气孔结构的研究,分析了料浆温度、搅拌时间和铝粉膏对料浆发气膨胀的影响。研究表明:料浆温度40~50℃,铝粉膏掺量0.12%~0.14%,先快搅45s再慢搅30s,加气混凝土气孔结构形成较好,强度较高。通过对硬化时间和抗压强度的研究,分析了原材料和静停养护方式及温度对加气混凝土性能的影响,研究结果表明:粉煤灰细度10%~15%,含碳量越少,其他原材料用量适当,在实验室采用温度45~50℃和湿度95%的养护方式得到的加气混凝土的各项性能较好。 通过对自节能粉煤灰加气混凝土材料试验研究,分析了自节能粉煤灰加气混凝土砌块的各项性能,重点探讨了不同含水率对加气混凝土抗压强度及导热系数的影响,同时对自节能粉煤灰加气混凝土进行了微观分析,试验表明自节能粉煤灰加气混凝土绝干状态下导热系数为0.11 W/(m·K)、吸声系数为27.1%、绝干抗压强度4.31MPa,干湿强度系数为0.89,自节能粉煤灰加气混凝土墙体抗压强度为2.05MPa,砌块的强度利用系数0.59。 根据节能标准的要求,计算了自节能粉煤灰加气混凝土墙体的经济厚度,模拟分析了自节能墙体、外保温墙体和内保温墙体的温度场分布及热流密度,同时研究了灰缝厚度及砌筑砂浆导热系数对自节能墙体传热性能的影响,研究结果表明:灰缝厚度小于3mm和砂浆导热系数小于0.5 W/(m·K)时,自节能粉煤灰加气混凝土墙体热工性能较好。设计了不同构造形式的转角和丁字墙热桥,通过对热桥内表面温度及热流密度分布的模拟,分析了热桥部位的结露现象。研究表明自节能粉煤灰加气混凝土墙体是一种集围护、节能和绿色建材于一体的墙体,具有广阔的发展前景。


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