预制保温夹芯复合墙板研究

吴晨关国英胡思政马磊

摘要：目前建筑墙体保温板多以岩棉、聚苯板为主，具有自重大、易脱落、易燃等现象。本文主要研究的是预制保温夹芯复合墙板，它属于墙体夹芯保温系统，是一种集轻质高强、保温隔热、防火于一体的复合板。

关键词：预制；墙体保温；泡沫混凝土；复合墙板

1.引言

目前，就建筑行业墙体保温形式来说，主要是外保温系统。在欧洲国家应用广泛的外墙外保温系统中，主要是一种外贴保温板抹灰的方式。而美国则是以轻钢结构填充保温材料占据着大部分市场。

反观国内，绝大多数建筑物保温以聚苯板、聚氨酯等为主，这些有机类外墙保温材料占据着95%以上的市场。而此类产品面临的最大问题就是易燃、不耐老化、有毒，均属于不可自然降解的白色“垃圾”。这些问题将直接关乎人的生命财产安全，同时也危机到社会环境问题。本研究为一种轻质高强、保温隔热、防火防冻的夹芯复合墙体，该种墙体可以通过工厂预制，有助于建筑的方便施工，同时可减少现场的环境污染。

2.研究思路

研究主要分为两个部分，一是夹芯部分泡沫混凝土的研究，通过试验确定水泥、铝酸钠、水、减水剂、发泡剂、改性聚苯颗粒的最佳配比。二是研究外层结构，通过正交试验设计找到水泥、粉煤灰、砂、玄武岩纤维、减水剂等材料的最佳配合比。最后将二者结合，使预制保温夹芯复合墙板达到最佳效果。

3.制备方法

（1）先将发泡剂配制完成，置于5000ml烧杯中采用机械发泡（23℃左右），发至泡沫约3500ml备用。在发泡过程中，将P.O42.5水泥、减水剂、粉煤灰、铝酸钠、改性聚苯颗粒，按一定比列配制并放置于铁锅中拌制均匀，然后加入适量的水手工搅拌，并加入制备好的泡沫，搅拌至成形均匀稳定的混凝土。最后根据规范GB/T50081-2002制备一组边长为70*70*70mm的立方体混凝土试块，拆模后放入恒温养护箱中养护28天待用。

（2）将P.O42.5水泥、减水剂、粉煤灰、标准砂按一定比列均匀拌合，然后加入适量的水，采用叶片搅拌器进行搅拌，直至形成均匀稳定的混凝土。最后根据规范GB/T50081-2002制备一组边长为100*100*100mm的立方体混凝土试块，在搅拌和浇筑时加入玄武岩纤维或玻璃纤维网等材料，拆模后放入恒温养护箱中养护28天，对其各项性能进行检测。

表1实验配方表

4.性能测试及实验结果分析

4.1实验结果

表2实验结果

通过前结果分析，可以发现强度与外加料种类有关，加入玻璃纤维网强度在一定程度降低，而加入玄武岩纤维则有所增强，效果优于纤维网。将实验Ⅰ与Ⅳ对比发现，加入玄武岩纤维和改性聚苯颗粒后，强度有细微变化。

通过前三组的数据对比分析，可以看出当加入玄武岩纤维和玻璃纤维网可以降低吸水率，并且玄武岩纤维效果较好。而Ⅲ、Ⅳ的对比，则判断出加入改性聚苯颗粒后，吸水率有所提高且在可控范围内，但其试块本身表观密度降低，趋向轻质的目标。

对比分析导热系数结果，可以发现混凝土的导热系数随其本身重量的降低而降低，也与玄武岩纤维和改性聚苯颗粒有关。但两组数据均已达到设计要求，满足保温效果。

4.4实验结果分析

根据抗压强度、吸水率和导热系数的分析我们可以得出生产该复合墙体的最优配方为：①保温结构：42.5水泥1275g；粉煤灰225g；减水剂6g；铝酸钠6g；水750ml；泡沫3000ml；改性聚苯颗粒3000ml；②外层结构：42.5水泥3000g；粉煤灰642.9g；标准砂519.6g；减水剂3.64g；水1071.4ml；玄武岩纤维18.2g。该方案满足低吸水率、低导热系数和高强度的设计要求。

5.结束语

近年来，在国家“节能减排”政策的促使下，外墙外保温技术得到了迅速推广，一方面建筑节能效果显著提高，另一方面与之配套的消防安全法规却相对滞后，大量可燃易燃的外墙保温材料被用于外墙，火灾事故常有发生，严重威胁人民生命和财产安全，而且此类材料不耐老化且燃烧有大量有毒害性气体产生。所以为了应对这一现象，本研究制作一种预制保温夹芯复合墙体，它可以直接作为建筑外墙使用。在达到建筑墙体承载力的前提下，又能够达到保温隔热、防火防冻的要求，是一种集多种性能于一体的新型建筑产品。由于聚苯颗粒任然可以燃烧，所以下一步需要寻找一种可以替代聚苯颗粒且廉价不燃的材料，来解决这一问题。相信在未来的外墙外保温市场中，预制保温夹芯复合墙体会有更好地发展。

注：大学生创新创业项目，项目号：2018G2001，项目名称：预制保温夹芯复合墙板的研究