建筑工程中的墙体陶粒混凝土整体式隔热技术

建筑工程中的墙体陶粒混凝土整体式隔热技术

王宇健1 伏圣品2 王绍全3

山东特检方圆检测有限公司250000   山东省济南市

摘要：陶粒混凝土整体式保温隔热技术是将陶粒混凝土应用于整体式保温隔热建筑，以此增强建筑的保温隔热性能，减少能源消耗。陶粒作为一种轻质骨料，具有良好的保温隔热性能和强度，以陶粒代替石子作为混凝土的骨料，能够在保证建筑结构强度的同时，实现保温隔热效果的最大化。介绍了陶粒混凝土的原材料与制备方法，分析了其材料性能以及整体式保温隔热技术，希望能对该技术的应用起到一定帮助。

关键词：墙体保温;陶粒混凝土;保温隔热

陶粒混凝土具有良好的保温隔热性能，在冬季供暖与夏季隔热环境中均能发挥其优势，有效减少能量的传导和散失，提高建筑物的能源利用效率，从而增加混凝土的使用寿命。因此，陶粒混凝土整体式保温隔热技术在建筑工程中的应用前景十分广阔，不仅能够提高建筑物的整体性能，还可以为人们创造更加舒适、健康和可持续发展的居住环境。

1 陶粒混凝土的性能

(1) 陶粒混凝土的干表观密度比普通混凝土低，通常在1 400～1 950 kg/m3之间，普通混凝土则为2 450 kg/m3。比较两种材料的不同之处可以看出，当陶粒混凝土的容重处于L5.0～L50.0之间，陶粒混凝土的干表观密度只有普通混凝土的80%,也就是说，在相同的情况下，陶粒混凝土的质量要比普通混凝土轻20%～40%。

(2) 在常温下，陶粒混凝土24 h左右即可完成主要的凝固反应。通常施工中，为了确保混凝土构件的强度和稳定性，需要等待28 d的养护时间。但在该时间内，混凝土在前几天会有较快的强度提高，之后几天则逐渐趋于平稳。

(3) 陶粒混凝土的强度等级是根据其抗压强度来确定的。根据相关标准，陶粒混凝土的抗压强度等级为C20、C25、C30、C35、C40等级。其中，C20表示其抗压强度为20 MPa, C25表示其抗压强度为25 MPa, 依此类推。

(4) 因为陶粒混凝土使用的是轻骨料，其成型后会呈现多孔特征，且线膨胀系数和热导率都比普通混凝土低，适用于对高温、隔热及防火性能有较高需求的建筑。当建筑物内发生火灾，陶粒混凝土可以实现4 h左右的抗火，而一般的混凝土则只能坚持1 h。结果表明，600 ℃时，普通混凝土的强度下降了25%～65%,而陶粒混凝土的强度只下降了15%。

(5) 一般而言，建筑物本身质量愈大，其所承受的地震力愈大，二者呈正比。在建筑物中应用陶粒混凝土，可以提高混凝土的强度、自重和变形能力，减少地震对建筑物的影响。同时，陶粒混凝土的低弹性模量使其在建筑结构中的应用，可以有效地提高结构的固有振动周期，并在结构遭受损伤时，抵消大量变性能。据此可以看出，陶粒混凝土具有良好的抗震性。

2 陶粒混凝土的原材料与制备方法

2.1 原材料

陶粒的外形多为球形或椭球状，也有部分为不规则的砾石，其颗粒尺寸通常在5～20 mm之间，最大可达25 mm, 主要用于替代混凝土中的碎石和卵石，具有诸多优点，其内部为封闭不相连的细蜂窝状微孔，由气体包裹在壳体中形成，因此质量轻，可以替代重砂。

陶粒混凝土是用轻质骨料代替普通混凝土中的天然石子，掺入适量河砂、水泥等凝胶材料，再掺入一定量的水，制成表面密度在1 950 kg/m3以下的混凝土。陶粒混凝土按粗骨料类型的不同可以分为粉煤灰陶粒混凝土、自然煤矸石混凝土和页岩陶粒混凝土等。与普通混凝土相比，陶粒混凝土在保证强度的同时，可以实现结构的轻量化、高强、多功能化，是一种用途广泛、性能可靠的新型建筑材料，能够用于轻型砌块、保温隔墙等多种场合。

2.2 制备方法

2.2.1 配方设计

(1) 根据实际需求确定各组分的比例。一般来说，水泥占总质量的10%～15%,砂子占总质量的40%～50%,陶粒占总质量的30%～40%,水占总质量的10%左右。

(2) 根据所需强度和密度选择适当规格和品质的材料。例如，选用高强度硅酸盐水泥、细沙，以及经过筛选后大小均匀、表面光滑、无裂缝或磨损等缺陷且无污染物的陶粒。

(3) 根据实际需求选择适当的掺合料，如硅灰石粉、矿渣粉等。

(4) 将所有配料按比例放入混凝土搅拌机中，先将水泥和砂子搅拌均匀，再加入陶粒和水，继续搅拌至均匀，最后加入掺合料，并再次搅拌均匀。

(5) 以质量计算骨料、水泥、水及掺合料。骨料的计量误差控制在±3%以内，水泥、水及掺合料的计量误差控制在±2%。因为陶粒是事先经过水化处理的，所以在拌和之前，要按抽试陶粒的含水量调节用量。

2.2.2 具体操作

首先将陶粒进行清洗，去除表面的杂质和尘土；然后对陶粒进行破碎和筛分，以获得所需的颗粒大小范围。根据设计要求，按照一定比例将水泥和陶粒进行配料。一般情况下，水泥与陶粒的比例为1∶3至1∶5。将配料后的原材料放入混凝土搅拌机中进行搅拌，搅拌时间一般为3～5 min, 直至混合均匀。将搅拌好的陶粒混凝土倒入模具或施工现场，进行浇筑。在浇筑过程中，要确保混凝土均匀分布，同时排除气泡和空隙。浇筑后的陶粒混凝土需要进行养护,养护时间一般为7～14 d, 期间要保持适宜的湿度和温度，以促进混凝土的硬化和强度发展。

3 陶粒混凝土整体式保温隔热建筑的应用关键技术设计

3.1 调整建筑节能标准限值的保温层厚度

对于建筑保温隔热层而言，通过调整保温层厚度，能够提升或降低陶粒混凝土的阻抗传热能力。整体式保温隔热建筑楼板结构参数取节能标准限值的保温层厚度，根据建筑楼板传热系数计算理论，计算出节能标准限值。

根据节能标准限值，设定屋面使用的整体式保温砂浆的厚度为20mm，普通粘土砖的厚度设定为240mm；外墙使用的整体式保温砂浆的厚度设定为70mm，普通粘土砖的厚度设定为240mm；非采暖地下室顶板使用的整体式保温砂浆的厚度设定为65mm，普通粘土砖的厚度设定为240mm。采暖分隔墙、户门、外窗、周边地面的普通粘土砖的厚度均为240mm，建筑层数增加，传热系数也随之变化，分隔墙、户门、外窗、周边地面的整体式保温砂浆厚度在65～70mm内。

3.2 涂刷整体式保温的陶粒混凝土界面砂浆

在界面砂浆涂刷的过程中，涂刷部位不存在耐水要求，此时软化系数不限制。在室内房间涂刷界面砂浆的过程中，先涂刷吸水性小的墙面，再涂刷吸水性大的墙面。在室外涂刷的过程中，每次涂刷砂浆的厚度保持在10mm左右，砂浆全部涂刷完成之后，按照原来的涂刷顺序，再次涂刷10mm。在底层砂浆涂刷的过程中，分成多段涂刷，每段的宽度在1.5～2.5m范围内，高度在1.0～1.5m的范围内。反复涂刷3次之后，室外墙面的砂浆涂抹更加均匀。

3.3 压入热镀锌钢丝耐碱网布

为了避免保温隔热建筑面出现温差开裂问题，本文在建筑首层、门窗洞口、装饰缝、阴阳角等位置，加铺一层耐碱网布，并将热镀锌钢丝网压入耐碱网布上，其上涂抹一层抗裂砂浆，使耐碱网布能够100%地贴合保温砂浆。在室内顶棚施工的过程中，将塑料锚栓钉入耐碱网布之后，使用冲击钻钻孔，将锚栓钉入基层墙面，锚固的长度约为25mm，钻孔深度比锚钉长出10～15mm，确保锚栓钉入有效性与平整性。

结论

本文研究了陶粒混凝土整体式保温隔热建筑的应用关键技术。根据节能标准限值，调整保温层厚度。按照界面砂浆的性能指标表，涂刷界面砂浆。压入耐碱网布，解决温差裂缝问题。由此发挥陶粒混凝土最大的应用优势，降低建筑保温的能耗，提高经济价值。

参考文献

[1]朱振中,刘元珍,王文婧,等.玄武岩纤维陶粒混凝土抗裂性能与热工性能试验研究[J].硅酸盐通报,2023,42(03):908-916.

[2]王冬云,崔崇,李科,等.添加粉煤灰的蒸压陶粒轻骨料混凝土力学和干燥收缩性能研究[J].混凝土,2022(12):86-90+95.