当今世界全球经济迅猛发展,能源危机不断加剧,节约能源已成为一个棘手的问题。建筑能耗约占整个社会总能耗的30％左右,因此,建筑节能显得尤为重要。建筑物使用能耗占建筑物总能耗的绝大多数。建筑物通过围护结构传热的能耗占建筑物使用能耗的一半以上。因此,改善围护结构热工性能,降低传热的能源消耗,是一个重要的研究方向。有机保温材料虽然保温效果好,但其使用寿命短,更换麻烦,同时也给建筑防火带来了问题。利用烧结保温空心砌块作为墙体保温材料,可以彻底解决建筑防火问题,实现与建筑物同寿命,是理想的墙体保温材料。
本文研究了烧结保温空心砌块实体部分性能,通过造孔剂的加入降低导热系数,增加保温性能。并对烧结保温空心砌块孔型结构进行了优化设计,给出了符合西安地区第三步建筑节能65%设计标准的孔型结构。
论文首先对原料的理化指标进行实验分析,分析结果为:新疆页岩的化学成分适宜制备烧结保温砌块,页岩的烧结过程属于液相烧结,烧成温度范围为850℃~1050℃,最佳烧成温度为950℃。其次,向页岩中添加不同比例的兰炭末造孔剂,在不同温度下烧成,测试其抗压强度、体积密度及显气孔率。结果表明:随着烧成温度的升高,试样抗压强度增大,体积密度增加,显气孔率降低;随着造孔剂掺量的增加,试样抗压强度下降,体积密度减小,显气孔率提高。当造孔剂添加量为12%,烧成温度为1040℃时,试样抗压强度等级达到MU20,导热系数下降至0.3598W/(m·K),比不加造孔剂的试样导热系数降低了20.26%,并且抗压强度没有明显下降。在保证抗压强度不下降的前提下,试样保温性能得到明显提升。
ANSYS热分析研究得出,通过增加矩形孔长宽比、增加孔排数、减少孔列数、增大孔洞率、增大孔肋延长线系数、减小孔洞间距可以增加烧结保温空心砌块的保温性能。交错排列的孔型结构保温性能优于齐排列和正交排列的孔型结构。
自行设计的模型S1、S2、S3传热系数均小于0.6W/(m2·K),均达到了西安地区第三步建筑节能65%的设计标准。模型S1相对于德国Poroton烧结保温空心砌块而言更符合国内砖瓦厂生产实际。正交排列孔型虽然需要通过增加砌块厚度来达到建筑节能65%的要求,但其力学性能比交错排列孔型好,应得到人们的足够重视。T型排列孔型保温性能最好,由于其孔洞尺寸不满足国标规定,能否推广还有待商榷。相同模型,实体部分导热系数下降,砌块保温性能得到提升。
- 作 者：
- 沈雪飞
- 学科专业：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 西安建筑科技大学
- 导师姓名：
- 薛群虎
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
