自保温砌块墙体传热系数检测的一种新方法
卢岩飞;彭招;杨娇;黄辰勰
【摘 要】提出了一种基于红外热像技术的新型检测方法,适用于自保温混凝土砌块墙体等非匀质围护结构传热系数的检测.通过7d的实验发现,3次实验检测结果与理论计算值最大误差仅为2.85％,完全满足工程检测需求,并验证了新方法的可行性. 【期刊名称】《新型建筑材料》
【年(卷),期】2014(041)006
【总页数】4页(P57-60)
【关键词】自保温墙体;非匀质材料;传热系数;红外热像;检测
【作 者】卢岩飞;彭招;杨娇;黄辰勰
【作者单位】华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013;华东交通大学土木建筑学院,江西
南昌330013;华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013;华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013
【正文语种】中 文
【中图分类】TU522.3
圆钢矫直机
泡沫玻璃是一种以废弃玻璃为原料制备的新型保温材料，它集保温隔热、防火、防水、隔声、吸声、轻质、无毒无害等优点于一体，是高性能建筑保温材料的代表[1]。将泡沫玻璃添加到混凝土中，代替混凝土中的部分骨料用于外墙保温，能充分发挥泡沫玻璃的保温性能。硅胶假乳本研究以废弃泡沫玻璃边角料为原料，代替部分混凝土骨料，制成泡沫玻璃保温混凝土。试验设计了3组不同颗粒级配的泡沫玻璃保温混凝土，研究了颗粒级配对泡沫玻璃保温混凝土强度及保温性能的影响。确定了既满足混凝土的物理力学性能，同时又满足保温性能的最佳泡沫玻璃的颗粒级配[2]，使得混凝土在浇筑成建筑物外围护结构构件时，既可以承受建筑物荷载，又能解决建筑物节能保温问题，以达到节约资源的目的。
1.1 原料
（1）废弃泡沫玻璃边角料，堆积密度为150～170 kg/m3，浙江振申绝热科技有限公司生产，现场筛选3组不同级配范围的泡沫玻璃颗粒分别为16.00～9.50mm、9.50～4.75mm、4.75～2.36mm，泡沫玻璃原料照片如图1所示。
（2）水泥：P·S42.5普通硅酸盐水泥；
（3）水：自来水。
1.2 试验过程
实验筛选了3种不同直径的泡沫玻璃颗粒，设计不同泡沫玻璃颗粒级配方案，在同一外界条件下，由不同颗粒级配的泡沫玻璃代替部分骨料，制作相同规格的保温砌块，以抗压强度、导热系数为考核指标，分析泡沫玻璃颗粒级配对泡沫玻璃保温混凝土考核指标的影响，为实验分析提供判断依据，从而确定最佳实验方案[3]。
根据文献[4]前期实验研究结果，主要考虑颗粒粒径大小对泡沫玻璃保温混凝土的保温性能错误反馈
和力学强度的影响，因此，综合分析设计泡沫玻璃保温混凝土配比、原材料选择、结果对比及分析，将泡沫玻璃保温混凝土的配合比制定为：m（水泥）∶m（泡沫玻璃）∶m（水）=2200∶1000∶1500（其中泡沫玻璃由直径不同的颗粒组成），泡沫玻璃颗粒级配见表1。
1.2.1 试样制备
利用实验室工具将泡沫玻璃混凝土铲成直径不同的颗粒，并用筛子筛分出与直径范围要求相同的颗粒。
按设计级配方案，称出相应泡沫玻璃颗粒的质量和其它骨料用量混合后，进行人工搅拌。搅拌好的材料装入100 mm×100mm×100mm试模进行震动成型，每组试件成型3块。成型后的试块置于室内自然条件下养护7d，再放入恒温恒压养护室养护28 d后，编号折模，用于测试抗压强度和表观密度。表观密度是通过电子秤称得试件质量后按计算获得。
手上下
用于测试导热系数的试件尺寸为300mm×300mm×50 mm，成型后的试块放入烘干箱内，在温度100℃条件下，烘干48 h至恒重，取出在自然条件下静置24 h冷却至常温，取出用砂纸将试块表面打磨光滑。采用电子秤称取试件质量，计算试块表观密度。
1.2.2 抗压强度测试
养护后的试块用微机控制电子万能试验机测试抗压强度（见图2），每个级配方案做3个试块，最终取3个试块抗压强度的平均值。
1.2.3 试块保温性能测试
将成型尺寸为300mm×300mm×50mm的泡沫玻璃保温混凝土试块，用砂纸将试块表面打磨光滑放置仪器中，用导热系数测定仪测试导热系数。
1.2.4 微观结构测试
将试块平放在桌面上，用KON-FK（B）裂缝宽度检测仪在试块表面的多个位置测试试块的微观结构，得出相应的微观结构图片及数据，每个级配方案的试块取3个图片，做微观结构分析。
2.1 试验结果
人体3d建模
泡沫玻璃保温混凝土的导热系数、28 d抗压强度、表观密度测试结果见表2。
按照1.2.4中所述方法，不同颗粒级配制备的泡沫玻璃混凝土试块的微观结构如图3所示。
2.2 颗粒级配对抗压强度的影响
3组试块应力-应变曲线见图4，破型后的照片见图5。
（1）从图4可知，3个级配方案的试块应力-应变曲线均在达到第一个峰值后，随应变增大呈现波浪型变化，而不是开始上升后一直下降，说明掺泡沫玻璃的混凝土试块受力后的破坏形式表现为塑性破坏。
（2）从3个级配方案的应力-应变曲线可知，3#级配与1#级配比较，3#级配能承受更大的荷载，说明颗粒越小的泡沫玻璃保温混凝土试块孔隙越少，相对更密实，抗压强度较高。
（3）从图5可以明显看出，泡沫玻璃混凝土试块的破坏过程是泡沫玻璃颗粒被压脆，泡沫玻璃混凝土试块呈竖劈状损坏；泡沫玻璃混凝土内部的泡沫玻璃与水泥紧紧粘结，泡沫玻
璃随着试块一起裂开破碎，说明水泥与泡沫玻璃粘结性较好，大大增强了泡沫玻璃混凝土试块的抗压强度。
2.3 颗粒级配对其导热系数的影响（见图6）
从图6可以看出，不同泡沫玻璃颗粒级配对保温混凝土导热系数的影响存在一定差异。掺合的泡沫玻璃颗粒越小，保温混凝土的导热系数较低，导热性能较好。
2.4 颗粒级配对试件微观结构的影响
从表2可知，随着直径小的泡沫玻璃颗粒含量的增加，其抗压强度也随之提高，其中3#级配方案的抗压强度最大，说明直径小的泡沫玻璃颗粒制备的泡沫玻璃混凝土孔隙少，相对更密实，从而使抗压强度提高。从表观密度的比较中，泡沫玻璃质量轻、体积大，小直径颗粒体积相对大直径颗粒体积小，所以表观密度也随着小直径颗粒的泡沫玻璃所占百分比的增加而增大。
从泡沫玻璃颗粒大小对泡沫玻璃混凝土保温砌块粘结程度的影响来看，泡沫玻璃颗粒小，泡沫玻璃混凝土试块粘结效果很好，说明泡沫玻璃小颗粒会补充泡沫玻璃大颗粒之间的孔隙，既能提高保温性能又能将各部分骨料有效结合在一起。
（1）泡沫玻璃颗粒级配的不同对保温混凝土的导热系数及抗压强度均有影响。小直径泡沫
玻璃颗粒级配的比例增加，其导热系数降低，保温性能较好，而砌块孔隙减少，抗压强度提高。
（2）小直径泡沫玻璃颗粒在级配中百分比越大，泡沫玻璃混凝土粘结效果越好，使骨料粘接更紧密。
（3）利用不同直径的废弃泡沫玻璃颗粒制作的保温砌块，有效改善其抗压强度及导热性能，节能环保，且其破坏形式为塑性破坏。
[1] 高淑雅，郭宏伟，刘新年，等.泡沫微晶玻璃的研究进展[J].硅酸盐通报，2006（5）：118-122.
[2] 季绍武.玻璃基废弃物复合材料的研制及性能分析[D].昆明：昆明理工大学，2004.
[3] 张泽平，董彦莉，李珠.玻化微珠保温混凝土试验研究[J].新型建筑材料，2007（11）：73-75.
薄膜生产线
[4] 梁建辉，熊厚仁，王其路，等．废弃泡沫玻璃自保温砌块的正交试验研究[J].混凝土与水泥制品，2011，183（7）：58-60.
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