燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊自保溫工程的設(shè)計

孫有勇,張明,廖坤

（安徽建工集團(tuán)有限公司建筑設(shè)計研究院，安徽 合肥 230001）

0 前 言

建筑節(jié)能是我國的基本國策，為貫徹執(zhí)行國家節(jié)約能源、保護(hù)土地資源和發(fā)展新型墻體材料的政策，提高外墻保溫的防火性能、耐久性能和可靠性能，豐富外墻立面粘貼瓷磚等裝飾效果，研發(fā)、推廣外墻自保溫系統(tǒng)是建筑節(jié)能界的熱點。

將煤矸石廢渣資源化利用，節(jié)土、節(jié)地、避免煤矸石的堆放污染環(huán)境，燒結(jié)煤矸石保溫砌塊它既能綜合利用再生資源變廢為寶，與國家提出的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展理論相吻合，符合國家產(chǎn)業(yè)政策；又滿足綠色建筑、低碳社會發(fā)展的要求，是墻體材料發(fā)展的主要方向。

我省近幾年研發(fā)生產(chǎn)、工程試用的燒結(jié)頁巖保溫砌塊、燒結(jié)煤矸石保溫砌塊具有保溫隔熱性能較好，生產(chǎn)能耗低，節(jié)能效果明顯，外墻保溫安全性高，耐久性，外墻自保溫結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到與建筑節(jié)能同壽命；同時燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊性能通過合理設(shè)計能夠滿足安徽省建筑節(jié)能50%的要求。具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

燒結(jié)頁巖保溫砌塊、燒結(jié)煤矸石保溫砌塊與國家提出的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展理論相吻合，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，又滿足綠色建筑、低碳社會發(fā)展的要求，是墻體材料發(fā)展的主要方向。

1 原材料選擇

一般情況下，頁巖中SiO2含量為45%～80%，Al2O3含量為12%～25%，F(xiàn)e2O3含量為2%～10%，CaO含量為0.2%～12%，MgO含量為0.1%～5%。而煤矸石中SiO2含量為45%～60%，Al2O3為10%～5%，F(xiàn)e2O3為2%～8%，CaO為0～12%，MgO為0～2.5%，K2O+Na2O為0～3%。燒失量為10%～20%，其化學(xué)成分基本符合煤矸石制磚的要求。

2 產(chǎn)品規(guī)格與性能

用頁巖、煤矸石為原材料的燒結(jié)出來的保溫砌塊符合《燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊》（GB/26538-2011）的標(biāo)準(zhǔn)要求。其主要性能指標(biāo)為：規(guī)格YB(MB)B(290×240×190)900 MU5.0 1.00：密度等級（810～900）kg/m3、抗壓強(qiáng)度平均值≥5.0MPa、抗風(fēng)化性能(飽和系數(shù)平均值)≤0.78、傳熱系數(shù)（0.91～1.0）W/(m2·k)。燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊規(guī)格見圖1。

圖1 燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊規(guī)格

如圖1所示為燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊產(chǎn)品規(guī)格，尺寸滿足建筑模數(shù)、性能達(dá)到建筑節(jié)能要求，構(gòu)造簡易、耐久性（與建筑同壽命）、防火性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工周期短等優(yōu)勢。且克服了傳統(tǒng)的外墻外保溫具有：有機(jī)保溫材料易燃，容易引起火災(zāi)；外墻外保溫材料易脫落，引發(fā)事故；保溫性能差；無法與建筑物同壽命；限制外墻材料的使用；外墻易開裂、滲漏；不耐沖擊；施工不方便；造價較高等弊端。

燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊性能指標(biāo)還符合《燒結(jié)空心磚與空心磚砌塊》（GB13545）的規(guī)定。見表1。

3 自保溫設(shè)計

3.1 設(shè)計理念

與傳統(tǒng)的墻體外保溫構(gòu)造方式相比，燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚框架柱梁墻體有3種保溫方式：全包柱墻體構(gòu)造、半包柱墻體構(gòu)造和外露柱墻體構(gòu)造。其設(shè)計思想貫徹執(zhí)行國家節(jié)約能源、保護(hù)土地資源和發(fā)展新型墻體材料的政策，提高外墻保溫的防火性能、耐久性能和可靠性能，豐富外墻立面粘貼瓷磚等目的。將煤矸石廢渣資源化利用，節(jié)土、節(jié)地、避免煤矸石的堆放污染環(huán)境。燒結(jié)煤矸石保溫砌塊保溫隔熱性能較好，且生產(chǎn)能耗也低，節(jié)能效果明顯，外墻保溫安全性高，耐久性與建筑同壽命，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚及保溫砌體性能指標(biāo) 表1

3.2 主要構(gòu)造

燒結(jié)頁巖、煤矸石保溫砌塊與傳統(tǒng)外墻外保溫對比，還具有以下性能特點：等級強(qiáng)度顯著提高，熱工性能明顯改善。

3.2.1 配套砂漿

燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚填充外墻時，其專用砌筑和抹灰砂漿宜選用聚合物砂漿，其性能指標(biāo)應(yīng)符合《墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范》（GB50574）的規(guī)定及表2和表3的要求。

根據(jù)《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50411-2007）規(guī)定：保溫砌體建筑的墻體，應(yīng)采用具有保溫功能的砂漿砌筑。所以燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚用于墻體自保溫體系時，應(yīng)使用具有保溫功能的砂漿砌筑，這樣既可以增加墻體粘結(jié)性、提高抗裂性，還可以改善整體保溫隔熱效果。

當(dāng)需要提高燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚自保溫墻體的熱工性能時，宜選用膨脹?；⒅檩p質(zhì)砌筑砂漿，其性能指標(biāo)應(yīng)符合《膨脹?；⒅檩p質(zhì)砂漿》（JG/T283）的規(guī)定及表4的要求。

3.2.2 外墻熱橋處理鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁、柱和剪力墻部分等“熱橋”部位，必須符合外、內(nèi)保溫系統(tǒng)才能使外墻的平均傳熱系數(shù)Km滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。熱橋部分外保溫可選用巖棉板、酚醛泡沫板、無機(jī)保溫砂漿、膠粉聚苯顆粒保溫砂漿、蒸壓加氣混凝土砌塊（其熱工參數(shù)見表5），也可選用燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚。

砌筑砂漿性能指標(biāo) 表2

砌筑砂漿性能指標(biāo) 表3

砌筑砂漿性能指標(biāo) 表4

砌筑砂漿性能指標(biāo) 表5

傳統(tǒng)的墻體外保溫構(gòu)造方式相比，燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚框架柱梁墻體有3種保溫方式：全包柱墻體構(gòu)造、半包柱墻體構(gòu)造和外露柱墻體構(gòu)造如圖2。

4 施工要點

4.1 砌體

圖2 燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚框架柱梁墻體保溫方式

外墻及分戶墻砌體厚度應(yīng)不小于200mm，砌筑時，燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚的空洞應(yīng)平行與墻長，填充孔應(yīng)在外墻外側(cè)，配磚孔洞應(yīng)垂直于砌體(根據(jù)砌體需要配磚空洞也可平行于墻長)。砌筑時應(yīng)提前1d～2d澆水濕潤，保證砌筑面潮濕。砌筑前應(yīng)在砌筑位置標(biāo)出墻邊線及門窗洞口邊線，有防潮要求的砌體底部至少應(yīng)砌兩皮（先）配磚，門窗洞口兩側(cè)應(yīng)配磚實砌。砌體接近梁、樓板底時應(yīng)留一定后塞口，至少間隔14d后，再用配磚斜砌襯牢擠齊，斜度為45°～60°，且砌筑砂漿應(yīng)飽滿。

砌筑燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚砌筑時應(yīng)先從轉(zhuǎn)角或定位處開始向兩側(cè)排塊，內(nèi)外墻應(yīng)同時排砌，縱橫方向交錯搭接，上下皮錯縫，一般搭砌長度不小于1/3磚長，上下皮錯縫1/2磚長。半塊以上的復(fù)合頁巖空心磚宜。用粗齒鋸加工制作，不得采用砍鑿方法，第一皮復(fù)合頁巖空心磚砌筑必須進(jìn)行試擺。灰縫應(yīng)橫平豎直，水平灰縫厚度和豎直灰縫寬度宜為10mm，但不應(yīng)小于8mm，也不應(yīng)大于12mm。當(dāng)有拉結(jié)筋時，灰縫厚度宜為10mm～12mm。

燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚砌筑時采用鋪漿法，一次水平鋪漿長度不應(yīng)大于650mm，當(dāng)氣溫超過30℃，長度不應(yīng)大于450mm，水平灰縫飽滿度應(yīng)不小于90%；豎縫采用頂面掛漿擠緊刮縫，確保灰縫飽滿度，且不得出現(xiàn)透明縫、瞎縫和假縫。

燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚砌體的端頭、轉(zhuǎn)角、交接處應(yīng)用配磚砌筑，并在水平灰縫中設(shè)置拉結(jié)筋或鋼網(wǎng)片。拉結(jié)筋配置不小于HPB300 2?6，預(yù)埋長度應(yīng)符合設(shè)計要求。拉結(jié)筋豎向間距為4匹磚高(約500mm)，抗震設(shè)防6度地區(qū)每間隔兩道拉結(jié)筋應(yīng)設(shè)置一道沿墻長貫通拉結(jié)筋。砌體中不宜留設(shè)腳手架孔洞，不得開槽，應(yīng)在砌筑時預(yù)埋穿線管或預(yù)留管線槽。門窗過梁支承處應(yīng)用配磚砌筑或設(shè)置構(gòu)造柱;安裝過梁的梁墊時，其標(biāo)高、位置及型號必須準(zhǔn)確，座漿飽滿，如座漿厚度超過20mm時，應(yīng)采用細(xì)石混凝土鋪墊。過梁安裝兩端支承點的長度應(yīng)相同。

4.2 構(gòu)造

拉結(jié)筋、構(gòu)造柱、水平系梁、窗臺、門窗等構(gòu)造安裝應(yīng)符合設(shè)計要求。直徑大于100mm的穿墻管線孔洞應(yīng)預(yù)留，不得隨意開鑿，且周邊應(yīng)進(jìn)行防裂防滲處理。掛網(wǎng)要求：①墻體構(gòu)造的不同材料連接處均應(yīng)掛熱鍍鋅電焊網(wǎng)，兩邊與基體搭接寬度均不應(yīng)小于150mm；②頂層框架填充外墻應(yīng)滿掛熱鍍鋅電焊網(wǎng)；③外墻飾面為面磚時應(yīng)滿掛熱鍍鋅電焊網(wǎng)，外墻飾面為涂料時可掛耐堿玻璃纖維網(wǎng)布；④掛網(wǎng)前應(yīng)清理基層浮灰油污，繃緊固定耐堿玻璃纖維網(wǎng)布或熱鍍鋅電焊網(wǎng)后再做墻體抹灰或熱橋抗裂抹灰。為防止抹灰層開裂，外墻抹灰面積大于16m2應(yīng)做分格縫，間距不宜大于4m，分格縫寬10mm、深5mm，宜采用聚合物防水砂漿或柔性密封材料嵌縫，縫內(nèi)漿體應(yīng)飽滿表面光潔無砂眼。

4.3 墻體熱工節(jié)能設(shè)計和熱橋處理

墻體及熱橋處理按《安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（DB34/1466-2011）和《安徽省公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（DB34/1467-2011）的規(guī)定經(jīng)熱工設(shè)計計算確定。熱橋處理：①熱橋保溫材料的技術(shù)性能要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；②熱橋保溫材料選用巖棉板、酚醛泡沫板(以下簡稱保溫板)時，其構(gòu)造應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計要求;選用無機(jī)保溫砂漿、膠粉聚苯顆粒保溫砂漿(以下簡稱保溫砂漿)時，保溫層厚度應(yīng)不大于40mm，宜滿掛網(wǎng)，采用錨栓固定、抗裂砂漿抹面;當(dāng)熱橋部位保溫材料厚度為50mm～100mm時，可選用蒸壓加氣混凝土砌塊等保溫砌塊，并用熱橋保溫材料粘砌聚合物水泥膠漿粘砌，應(yīng)滿掛網(wǎng)，采用錨固件固定、抗裂砂漿抹面;熱橋部位保溫材料熱工參數(shù)應(yīng)符合規(guī)定，熱橋保溫材料粘砌聚合物水泥膠漿的性能指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)定。當(dāng)熱橋處理選擇其他保溫隔熱材料時，應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。熱橋部位保溫材料抗裂措施可參照《墻體節(jié)能建筑構(gòu)造》(06J123)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。

4.4 墻體抹灰

燒結(jié)頁巖、煤砰石空心磚墻體抹灰宜采用建筑干混抹灰砂漿。內(nèi)外墻抹灰應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行，砌體砌筑完成后不應(yīng)立即抹灰，應(yīng)待砌體含水率達(dá)10%～15%收縮穩(wěn)定后再做墻體抹灰層。抹灰時應(yīng)先做砌體表面清理、界面處理;應(yīng)分層抹灰，一次抹灰厚度不宜大于15mm，總厚度宜控制為20mm，最后抹平收光。兩種不同材料之間的接茬處(包括埋設(shè)管線槽)，應(yīng)采用聚合物防水砂漿和耐堿玻璃纖維網(wǎng)布加強(qiáng)，然后再抹灰。抹灰砂漿用砂含泥量不得大于3%現(xiàn)場配制抹灰砂漿應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計配合比要求計量投料。摻有外加劑的砂漿，應(yīng)按有關(guān)操作說明攪拌。抹灰砂漿層應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié) 論

①燒結(jié)頁巖、煤矸石燒結(jié)保溫砌塊具有強(qiáng)度較高、自重小、保溫性能高、防火隔音性能好等特點。

②燒結(jié)頁巖、煤矸石空心磚框架柱梁墻體保溫方式施工簡易，縮短施工工期，提高施工效率。

③燒結(jié)頁巖、石燒結(jié)自保溫砌塊自保溫設(shè)計能夠達(dá)到50%節(jié)能要求。

④工程造價上與傳統(tǒng)外墻外保溫材料相比，燒結(jié)頁巖、石燒結(jié)自保溫砌塊自保溫工程每平方米能節(jié)省50元左右。

[1]DB34/1466-2011，安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB26538-2011，燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊[S].

[3]GB50174-2010，墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范[S].

[4]徐書杰，李法浩，等.全煤矸石燒結(jié)模數(shù)多孔磚的設(shè)計及其砌體的熬工性能試驗研究［J］.磚瓦，2006(5).

[5]許國東，武維輝.煤矸石燒結(jié)砌塊自保溫砌塊的生產(chǎn)應(yīng)用[J].江蘇建筑，2014(4).