CN111844354A - 一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法 - Google Patents

一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，该方法包括以下步骤：一、再生混凝土复合自保温砌块参数的设定；二、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材配合比的确定；三、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材与保温材料的导热系数的获取；四、再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布的设定；五、再生混凝土复合自保温砌块热工性能的有限元分析；六、再生混凝土复合自保温砌块的制作。本发明方法步骤简单，设计合理，优化再生混凝土复合自保温砌块的再生混凝土基材和砌块的块型结构，以满足75％建筑节能标准下对寒冷地区居住建筑外墙保温性能的要求，实用性强。

Description

一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法
技术领域
本发明属于再生混凝土复合自保温砌块技术领域，尤其是涉及一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法。
背景技术
建筑外墙保温体系主要有外墙外保温、外墙内保温、夹芯保温墙、再生混凝土复合自保温砌块墙体。外墙外保温是目前建筑外墙保温的主要手段，外墙外保温有消除热桥、增大使用面积等优点，但其缺点也很明显，施工技术难度高、工序多、施工周期长，且长时间外墙外表面会存在开裂、脱落现象；另外，易燃材料制作的外保温层还造成了多次重大火灾事故。
外墙内保温，是在外墙结构的内部加保温层，其施工速度快，但是其减少了商品房的施工面积，而且影响居民的二次装修；另外容易产生墙体内部结露发霉等现象；其次，内保温结构会导致内外墙体出现两个温度场，形成温差，外墙面的热膨胀冷缩现象比内墙面变化大，会给建筑物结构产生不稳定性，保温层易出现裂缝；
夹芯保温墙是指墙体中预留的连续空腔内填充保温或隔热材料，并在墙的内叶和外叶之间用防锈的金属拉结件连接形成的墙体，又称夹芯复合墙或空腔墙，但是其夹芯保温墙存在施工难度大、砌筑质量要求高、工期长等缺点；
混凝土复合自保温砌块是通过在混凝土砌块基材骨料中加入轻质骨料和(或)在空心混凝土砌块孔洞中填插保温材料等工艺生产的，其所砌筑墙体具有保温功能的混凝土小型空心砌块，简称自保温砌块。混凝土复合自保温砌块是实现了结构和保温一体化，减少了施工程序，避免了易燃保温材料的火灾隐患，近年来得到了大力发展。
建筑垃圾是指建筑业生产活动中产生的渣土、废弃混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。大量的建筑垃圾没有得到有效利用，不仅浪费了资源，还影响了环境。由于建筑垃圾数量巨大且具有一定的普遍性，所以建筑垃圾具有潜在的资源开发性。我国建筑垃圾构成中最主要的组分是混凝土材料，经过简单的破碎和筛选就可以加工成再生混凝土骨料，可用于道路工程的基础材料或加工成建筑砌块围护结构材料。将再生骨料用于自保温砌块，可实现建筑垃圾资源化利用与高性能围护结构的有效结合。再生混凝土复合自保温砌块在我国已有一定的研究进展，但随着我国建筑节能目标的不断推进，对复合自保温砌块的热工性能也提出了更高的要求，如何开发更高热工性能的再生混凝土复合自保温砌块以满足节能设计标准和市场需求成为行业内的进一步挑战。因此需要进一步优化再生混凝土复合自保温砌块的再生混凝土基材和砌块的块型结构，以满足建筑外墙保温节能的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其方法步骤简单，设计合理，优化再生混凝土复合自保温砌块的再生混凝土基材和砌块的块型结构，以满足建筑外墙保温节能的要求，实用性强。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、再生混凝土复合自保温砌块参数的设定：
步骤101、设定再生混凝土复合自保温砌块为长方体；其中，所述再生混凝土复合自保温砌块的长度为L，所述再生混凝土复合自保温砌块的宽度即再生混凝土复合自保温砌块的厚度为A，所述再生混凝土复合自保温砌块的高度为H；
步骤102、设定再生混凝土复合自保温砌块中设置有通孔；其中，所述通孔的横截面为矩形；
步骤103、设定再生混凝土复合自保温砌块的孔洞率Kx为57.7％；
步骤104、设定再生混凝土复合自保温砌块中相邻两个通孔之间的再生混凝土土肋的宽度不小于15mm，设定再生混凝土复合自保温砌块中通孔的内侧壁与再生混凝土复合自保温砌块外侧壁之间的再生混凝土土肋的宽度不小于15mm；
步骤105、设定再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材为再生混凝土，设定再生混凝土复合自保温砌块中保温材料为EPS保温板；
步骤二、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材配合比的确定：
步骤201、设定再生混凝土复合自保温砌块的强度等级为MU5；
步骤202、根据公式
Figure BDA0002584788140000031
得到配制再生混凝土的设计强度Ps；其中，Pt表示再生混凝土复合自保温砌块28天的抗压强度，则Pt＝5MPa；
步骤203、根据公式
Figure BDA0002584788140000032
得到水灰比w/B；其中，fb表示水泥的28天的抗压强度；
步骤204、设定配制再生混凝土的坍落度为10～30，配置每立方米再生混凝土的用水量mw0为200kg/m3；
步骤205、根据
Figure BDA0002584788140000033
得到配置每立方米再生混凝土的水泥用量mc0；
步骤206、根据水灰比
Figure BDA0002584788140000034
和碎石的最大粒径，得到配置每立方米再生混凝土的砂率βs；
步骤207、根据公式
Figure BDA0002584788140000035
和ms0+mg0+mc0+mw0＝mcp，得到配置每立方米再生混凝土的粗骨料用量mg0和配置每立方米再生混凝土的细骨料用量ms0；其中，mcp表示配置每立方米再生混凝土拌合物的设定质量，且取值范围为2350kg/m3～2450kg/m3；
步骤208、设定粗骨料由碎石和再生粗骨料组成；设定细骨料由砂和再生细骨料组成；
步骤209、设定配置每立方米再生混凝土的陶粒用量为20％mg0～25％mg0，以使配置每立方米再生混凝土的导热系数不大于0.53W/(m·K)，得到再生混凝土配合比；
步骤三、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材与保温材料的导热系数的获取：
步骤301、根据步骤二中每立方米再生混凝土配合比制作再生混凝土试件；其中，再生混凝土试件的长×宽×高为300mm×300mm×30mm；
步骤302、采用导热系数测定仪对再生混凝土试件和EPS保温板进行检测，得到再生混凝土的导热系数λ1和保温材料的导热系数λ2；
步骤四、再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布的设定：
设定再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案；其中，通孔分布方案为M个，且M＝8；
步骤五、再生混凝土复合自保温砌块热工性能的有限元分析：
步骤501、计算机采用ANSYS有限元分析软件创建M个通孔分布方案的再生混凝土复合自保温砌块，得到M个再生混凝土复合自保温砌块三维几何模型；
步骤502、在ANSYS有限元分析软件中定义单元类型；其中，单元类型为SOLID70三维热实体单元；
步骤503、设置再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土的导热系数为λ1，设置保温材料的导热系数为λ2；
步骤504、在ANSYS有限元分析软件中，设定网格尺寸为10mm，对M个再生混凝土复合自保温砌块三维几何模型进行有限元网格划分，生成M个再生混凝土复合自保温砌块模型；
步骤505、在ANSYS有限元分析软件中定义热分析类型：其中，热分析类型为稳态热分析；
步骤506、在ANSYS有限元分析软件中对M个再生混凝土复合自保温砌块模型施加对流热载荷；其中，将再生混凝土复合自保温砌块模型中靠近室外的端面称作再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面，将再生混凝土复合自保温砌块模型中靠近房间内部的端面称作再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面所处的环境温度T1为-10℃，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面的对流换热系数αi为23W/(m2·K)；
设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面所处的环境温度T2为20℃，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面的对流换热系数αe为8.7W/(m2·K)；
步骤507、在ANSYS有限元分析软件中求解选项设置为“Steady-State”，获取M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面上的热流量；其中，第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面上的热流量记作Qi，i为正整数，且1≤i≤M，再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面垂直于热流方向；
步骤508、计算机根据公式
Figure BDA0002584788140000051
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热流密度qi；其中，S表示再生混凝土复合自保温砌块的热侧面上的面积；
计算机根据公式
Figure BDA0002584788140000052
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的传热系数ki；
计算机根据公式
Figure BDA0002584788140000053
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的传热热阻Ro,i；
计算机根据公式Ri＝Ro,i-(Re,i+Rn,i)，得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的导热热阻Ri；其中，Rn,i表示第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面的对流换热热阻，且Rn,i取0.11(m2·K)/W，Re,i表示第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面的对流换热热阻，Re,i取0.04(m2·K)/W；
步骤509、M个再生混凝土复合自保温砌块模型中选择热流量Qi最小、热流密度qi最小、传热系数ki最小且导热热阻Ri最大所对应的再生混凝土复合自保温砌块模型为最优再生混凝土复合自保温砌块模型；
步骤六、再生混凝土复合自保温砌块的制作：
步骤601、根据步骤二中每立方米再生混凝土配合比，将水泥、砂、再生细骨料、再生粗骨料、碎石和陶粒放入搅拌机拌30s～35s再加水搅拌300s～320s，得到搅拌好的再生混凝土；
步骤602、根据最优再生混凝土复合自保温砌块模型，得到再生混凝土复合自保温砌块模具，并将搅拌好的再生混凝土加入再生混凝土复合自保温砌块模具；
步骤603、采用振动器对再生混凝土复合自保温砌块模具进行振动；其中，振动时间为5s～10s；
步骤604、常温下20h～24h后再生混凝土复合自保温砌块模具脱模，并自然养护28天，得到再生混凝土砌块；
步骤605、再生混凝土砌块的通孔中加入保温材料，得到再生混凝土复合自保温砌块。
上述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：所述再生粗骨料的粒径为5mm～10mm，所述再生细骨料的粒径为0.35mm～0.5mm，碎石的粒径为5mm～16mm；
水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥；
砂和再生细骨料的细度模数均为2.7，砂的粒径为0.35mm～0.5mm；
陶粒的粒径为5mm～10mm，陶粒的表观密度为500kg/m3。
上述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：所述再生混凝土复合自保温砌块的长度L＝390mm，所述再生混凝土复合自保温砌块的宽度即再生混凝土复合自保温砌块的厚度A＝280mm，所述再生混凝土复合自保温砌块的高度H＝190mm。
上述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：步骤二中M个通孔分布方案具体如下：
通孔分布方案1为单排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置两个第一通孔，第一通孔为210mm×150mm的矩形通孔，所述第一通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，所述第一通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的长度方向布设，两个第一通孔之间的最小间距为30mm，第一通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距均为35mm，第一通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的间距均为30mm；
通孔分布方案2为两排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置四个第二通孔，第二通孔为150mm×105mm的矩形通孔，所述第二通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第二通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，相邻两列第二通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，相邻两排第二通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第二通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm，所述第二通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案3为三排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置六个第三通孔，第三通孔为150mm×70mm的矩形通孔，所述第三通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第三通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两列第三通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，相邻两排第三通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第三通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块视的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第三通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案4为三排一列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置三个第四通孔，第四通孔为300mm×70mm的矩形通孔，所述第四通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第四通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两排第四通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第四通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第四通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的间距为45mm；
通孔分布方案5为三排三列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置九个第五通孔，第五通孔为100mm×70mm的矩形通孔，所述第五通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第五通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两列第五通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为15mm，相邻两排第五通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第五通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第五通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案6为两排交错孔型，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置有第一排通孔和第二排通孔，所述第一排通孔和第二排通孔均包括第六大通孔和第六小通孔，第六大通孔为200mm×105mm的矩形通孔，第六小通孔为105mm×100mm的矩形通孔，所述第一排通孔和第二排通孔交错布设；所述第六大通孔的宽边和第六小通孔的长边平行布设，所述第六大通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第六大通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，相邻两排第六大通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第六大通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm，所述第六大通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；所述第六小通孔的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，所述第六小通孔的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的长度方向布设，相邻两排第六小通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第六小通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm，所述第六小通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm；
通孔分布方案7为三排交错孔型，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，所述第一排通孔和所述第三排通孔结构相同，所述第二排通孔和所述第一排通孔交错布设；所述第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔均包括第七大通孔和第七小通孔，第七大通孔为200mm×70mm的矩形通孔，第七小通孔为100mm×70mm的矩形通孔，所述第七大通孔的长边和第七小通孔的长边均沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第七大通孔的宽边和第七小通孔的宽边均沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设；所述第七大通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第七大通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；第七大通孔和第七小通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，第七小通孔和第七大通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第七小通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第七小通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案8为三排交错孔型，即：设定再生混凝土复合自保温砌块中设置第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，所述第一排通孔和所述第三排通孔结构相同，所述第一排通孔和第三排通孔均包括两个第八大通孔，所述第二排通孔包括三个第八小通孔，第八大通孔为165mm×80mm的矩形通孔，第八小通孔为110mm×40mm的矩形通孔，所述第八大通孔和第八小通孔的长边均沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第八大通孔和第八小通孔的宽边均沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设；
相邻两排第八大通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向的间距为80mm，所述第八大通孔的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第八大通孔的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为20mm；相邻两列第八大通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的间距为20mm，相邻两个第八小通孔之间沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的间距为30mm；
三个所述第八小通孔分别称作左第八小通孔、中间第八小通孔和右第八小通孔，所述左第八小通孔上设置有凹槽，所述右第八小通孔上设置有凸起，所述凹槽和凸起的沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的长度为10mm～15mm。
上述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：步骤208中配置每立方米再生混凝土的再生粗骨料用量为30％mg0～70％mg0；
配置每立方米再生混凝土的再生细骨料用量为20％ms0～40％ms0。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的再生混凝土复合自保温砌块的设计方法步骤简单、实现方便且操作简便，该方法科学、客观、准确性高，确保再生混凝土复合自保温砌块的导热系数小于0.12W/(m·K)，以满足75％建筑节能标准下对寒冷地区居住建筑外墙保温性能的要求，满足市场需求，可推广性好。
2、本发明方法能够对不同再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案对比，可以确定最优再生混凝土复合自保温砌块模型，从而确保最优再生混凝土复合自保温砌块模型的导热热阻大于2.3(m2·K)/W，提高了再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案优化的准确性。
3、本发明再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材配合比的确定的过程中，添加再生粗骨料、再生细骨料和陶粒，实现了建筑垃圾资源化利用，具有较好的节能环保效益和经济效益，且确保配置的再生混凝土的导热系数不大于0.53W/(m·K)。
4、所采用的再生混凝土复合自保温砌块的设计方法步骤简单、实现方便且操作简便，确保凝土复合自保温砌块的热工性能满足75％建筑节能标准下对寒冷地区居住建筑外墙保温性能的要求。
5、所采用的再生混凝土复合自保温砌块的设计方法操作简便且使用效果好，首先是再生混凝土复合自保温砌块参数的设定，接着是再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材配合比的确定和再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材与保温材料的导热系数的获取，之后是再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布的设定和再生混凝土复合自保温砌块热工性能的有限元分析，确保最优的再生混凝土复合自保温砌块模型，最后是再生混凝土复合自保温砌块的制作，得到再生混凝土复合自保温砌块，操作性强，且保证建筑节能要求。
6、所采用的再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案，综合考虑了当孔洞率一定时，砌块的热阻值随着孔洞排数的增加而增大，随着孔洞列数的增加而降低，孔洞的交错排列可以阻断砌块边壁和竖肋处产生的热桥。此外，孔洞中填充的保温材料越靠近砌块的冷热两端面，对砌块的节能保温效果越明显，因此孔洞可以按“外厚内窄”的方式排列。
7、本发明的再生混凝土复合自保温砌块实现了结构与保温一体化，避免了外保温系统中的保温材料与建筑物寿命不一致和火灾隐患等问题，同时也避免了外保温体系中易出现的开裂、脱落的问题。
综上所述，本发明方法步骤简单，设计合理，优化再生混凝土复合自保温砌块的再生混凝土基材和砌块的块型结构，以满足75％建筑节能标准下对寒冷地区居住建筑外墙保温性能的要求，实用性强，满足市场需求，可推广性好。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1a为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案1的结构示意图。
图1b为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案2的结构示意图。
图1c为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案3的结构示意图。
图1d为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案4的结构示意图。
图1e为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案5的结构示意图。
图1f为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案6的结构示意图。
图1g为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案7的结构示意图。
图1h为本发明再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案8的结构示意图。
图2为本发明再生混凝土复合自保温砌块的设计方法的流程框图。
附图标记说明:
1-1—第一通孔； 2-1—第二通孔； 3-1—第三通孔；
4-1—第四通孔； 5-1—第五通孔； 6-1—第六大通孔；
6-2—第六小通孔； 7-1—第七大通孔； 7-2—第七小通孔；
8-1—第八大通孔； 8-2—第八小通孔； 8-3—凹槽；
8-4—凸起。
具体实施方式
如图1a至图1h及图2所示的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，包括以下步骤：
步骤一、再生混凝土复合自保温砌块参数的设定：
步骤101、设定再生混凝土复合自保温砌块为长方体；其中，所述再生混凝土复合自保温砌块的长度为L，所述再生混凝土复合自保温砌块的宽度即再生混凝土复合自保温砌块的厚度为A，所述再生混凝土复合自保温砌块的高度为H；
步骤102、设定再生混凝土复合自保温砌块中设置有通孔；其中，所述通孔的横截面为矩形；
步骤103、设定再生混凝土复合自保温砌块的孔洞率Kx为57.7％；
步骤104、设定再生混凝土复合自保温砌块中相邻两个通孔之间的再生混凝土土肋的宽度不小于15mm，设定再生混凝土复合自保温砌块中通孔的内侧壁与再生混凝土复合自保温砌块外侧壁之间的再生混凝土土肋的宽度不小于15mm；
步骤105、设定再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材为再生混凝土，设定再生混凝土复合自保温砌块中保温材料为EPS保温板；
步骤二、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材配合比的确定：
步骤201、设定再生混凝土复合自保温砌块的强度等级为MU5；
步骤202、根据公式
Figure BDA0002584788140000131
得到配制再生混凝土的设计强度Ps；其中，Pt表示再生混凝土复合自保温砌块28天的抗压强度，则Pt＝5MPa；
步骤203、根据公式
Figure BDA0002584788140000132
得到水灰比w/B；其中，fb表示水泥的28天的抗压强度；
步骤204、设定配制再生混凝土的坍落度为10～30，配置每立方米再生混凝土的用水量mw0为200kg/m3；
步骤205、根据
Figure BDA0002584788140000141
得到配置每立方米再生混凝土的水泥用量mc0；
步骤206、根据水灰比
Figure BDA0002584788140000142
和碎石的最大粒径，得到配置每立方米再生混凝土的砂率βs；
步骤207、根据公式
Figure BDA0002584788140000143
和ms0+mg0+mc0+mw0＝mcp，得到配置每立方米再生混凝土的粗骨料用量mg0和配置每立方米再生混凝土的细骨料用量ms0；其中，mcp表示配置每立方米再生混凝土拌合物的设定质量，且取值范围为2350kg/m3～2450kg/m3；
步骤208、设定粗骨料由碎石和再生粗骨料组成；设定细骨料由砂和再生细骨料组成；
步骤209、设定配置每立方米再生混凝土的陶粒用量为20％mg0～25％mg0，以使配置每立方米再生混凝土的导热系数不大于0.53W/(m·K)，得到再生混凝土配合比；
步骤三、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材与保温材料的导热系数的获取：
步骤301、根据步骤二中每立方米再生混凝土配合比制作再生混凝土试件；其中，再生混凝土试件的长×宽×高为300mm×300mm×30mm；
步骤302、采用导热系数测定仪对再生混凝土试件和EPS保温板进行检测，得到再生混凝土的导热系数λ1和保温材料的导热系数λ2；
步骤四、再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布的设定：
设定再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案；其中，通孔分布方案为M个，且M＝8；
步骤五、再生混凝土复合自保温砌块热工性能的有限元分析：
步骤501、计算机采用ANSYS有限元分析软件创建M个通孔分布方案的再生混凝土复合自保温砌块，得到M个再生混凝土复合自保温砌块三维几何模型；
步骤502、在ANSYS有限元分析软件中定义单元类型；其中，单元类型为SOLID70三维热实体单元；
步骤503、设置再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土的导热系数为λ1，设置保温材料的导热系数为λ2；
步骤504、在ANSYS有限元分析软件中，设定网格尺寸为10mm，对M个再生混凝土复合自保温砌块三维几何模型进行有限元网格划分，生成M个再生混凝土复合自保温砌块模型；
步骤505、在ANSYS有限元分析软件中定义热分析类型：其中，热分析类型为稳态热分析；
步骤506、在ANSYS有限元分析软件中对M个再生混凝土复合自保温砌块模型施加对流热载荷；其中，将再生混凝土复合自保温砌块模型中靠近室外的端面称作再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面，将再生混凝土复合自保温砌块模型中靠近房间内部的端面称作再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面所处的环境温度T1为-10℃，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面的对流换热系数αi为23W/(m2·K)；
设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面所处的环境温度T2为20℃，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面的对流换热系数αe为8.7W/(m2·K)；
步骤507、在ANSYS有限元分析软件中求解选项设置为“Steady-State”，获取M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面上的热流量；其中，第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面上的热流量记作Qi，单位为W，i为正整数，且1≤i≤M，再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面垂直于热流方向；
步骤508、计算机根据公式
Figure BDA0002584788140000151
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热流密度qi，单位为W/m2；其中，S表示再生混凝土复合自保温砌块的热侧面上的面积，单位为m2；
计算机根据公式
Figure BDA0002584788140000161
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的传热系数ki，单位为W/(m2·K)；
计算机根据公式
Figure BDA0002584788140000162
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的传热热阻Ro,i，单位为(m2·K)/W；
计算机根据公式Ri＝Ro,i-(Re,i+Rn,i)，得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的导热热阻Ri，单位为(m2·K)/W；其中，Rn,i表示第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面的对流换热热阻，且Rn,i取0.11(m2·K)/W，Re,i表示第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面的对流换热热阻，Re,i取0.04(m2·K)/W；
步骤509、M个再生混凝土复合自保温砌块模型中选择热流量Qi最小、热流密度qi最小、传热系数ki最小且导热热阻Ri最大所对应的再生混凝土复合自保温砌块模型为最优再生混凝土复合自保温砌块模型；
步骤六、再生混凝土复合自保温砌块的制作：
步骤601、根据步骤二中每立方米再生混凝土配合比，将水泥、砂、再生细骨料、再生粗骨料、碎石和陶粒放入搅拌机拌30s～35s再加水搅拌300s～320s，得到搅拌好的再生混凝土；
步骤602、根据最优再生混凝土复合自保温砌块模型，得到再生混凝土复合自保温砌块模具，并将搅拌好的再生混凝土加入再生混凝土复合自保温砌块模具；
步骤603、采用振动器对再生混凝土复合自保温砌块模具进行振动；其中，振动时间为5s～10s；
步骤604、常温下20h～24h后再生混凝土复合自保温砌块模具脱模，并自然养护28天，得到再生混凝土砌块；
步骤605、再生混凝土砌块的通孔中加入保温材料，得到再生混凝土复合自保温砌块。
本实施例中，所述再生粗骨料的粒径为5mm～10mm，所述再生细骨料的粒径为0.35mm～0.5mm，碎石的粒径为5mm～16mm；
水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥；
砂和再生细骨料的细度模数均为2.7，砂的粒径为0.35mm～0.5mm；
陶粒的粒径为5mm～10mm，陶粒的表观密度为500kg/m3。
本实施例中，所述再生混凝土复合自保温砌块的长度L＝390mm，所述再生混凝土复合自保温砌块的宽度即再生混凝土复合自保温砌块的厚度A＝280mm，所述再生混凝土复合自保温砌块的高度H＝190mm。
本实施例中，步骤二中M个通孔分布方案具体如下：
通孔分布方案1为单排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置两个第一通孔1-1，第一通孔1-1为210mm×150mm的矩形通孔，所述第一通孔1-1的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，所述第一通孔1-1的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的长度方向布设，两个第一通孔1-1之间的最小间距为30mm，第一通孔1-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距均为35mm，第一通孔1-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的间距均为30mm；
通孔分布方案2为两排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置四个第二通孔2-1，第二通孔2-1为150mm×105mm的矩形通孔，所述第二通孔2-1的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第二通孔2-1的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，相邻两列第二通孔2-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，相邻两排第二通孔2-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第二通孔2-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm，所述第二通孔2-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案3为三排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置六个第三通孔3-1，第三通孔3-1为150mm×70mm的矩形通孔，所述第三通孔3-1的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第三通孔3-1的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两列第三通孔3-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，相邻两排第三通孔3-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第三通孔3-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块视的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第三通孔3-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案4为三排一列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置三个第四通孔4-1，第四通孔4-1为300mm×70mm的矩形通孔，所述第四通孔4-1的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第四通孔4-1的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两排第四通孔4-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第四通孔4-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第四通孔4-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的间距为45mm；
通孔分布方案5为三排三列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置九个第五通孔5-1，第五通孔5-1为100mm×70mm的矩形通孔，所述第五通孔5-1的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第五通孔5-1的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两列第五通孔5-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为15mm，相邻两排第五通孔5-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第五通孔5-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第五通孔5-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案6为两排交错孔型，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置有第一排通孔和第二排通孔，所述第一排通孔和第二排通孔均包括第六大通孔6-1和第六小通孔6-2，第六大通孔6-1为200mm×105mm的矩形通孔，第六小通孔6-2为105mm×100mm的矩形通孔，所述第一排通孔和第二排通孔交错布设；所述第六大通孔6-1的宽边和第六小通孔6-2的长边平行布设，所述第六大通孔6-1的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第六大通孔6-1的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，相邻两排第六大通孔6-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第六大通孔6-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm，所述第六大通孔6-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；所述第六小通孔6-2的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，所述第六小通孔6-2的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的长度方向布设，相邻两排第六小通孔6-2之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第六小通孔6-2的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm，所述第六小通孔6-2的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm；
通孔分布方案7为三排交错孔型，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，所述第一排通孔和所述第三排通孔结构相同，所述第二排通孔和所述第一排通孔交错布设；所述第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔均包括第七大通孔7-1和第七小通孔7-2，第七大通孔7-1为200mm×70mm的矩形通孔，第七小通孔7-2为100mm×70mm的矩形通孔，所述第七大通孔7-1的长边和第七小通孔7-2的长边均沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第七大通孔7-1的宽边和第七小通孔7-2的宽边均沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设；所述第七大通孔7-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第七大通孔7-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；第七大通孔7-1和第七小通孔7-2之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，第七小通孔7-2和第七大通孔7-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第七小通孔7-2的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第七小通孔7-2的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案8为三排交错孔型，即：设定再生混凝土复合自保温砌块中设置第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，所述第一排通孔和所述第三排通孔结构相同，所述第一排通孔和第三排通孔均包括两个第八大通孔8-1，所述第二排通孔包括三个第八小通孔8-2，第八大通孔8-1为165mm×80mm的矩形通孔，第八小通孔8-2为110mm×40mm的矩形通孔，所述第八大通孔8-1和第八小通孔8-2的长边均沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第八大通孔8-1和第八小通孔8-2的宽边均沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设；
相邻两排第八大通孔8-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向的间距为80mm，所述第八大通孔8-1的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第八大通孔8-1的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为20mm；相邻两列第八大通孔8-1之间沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的间距为20mm，相邻两个第八小通孔8-2之间沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的间距为30mm；
三个所述第八小通孔8-2分别称作左第八小通孔、中间第八小通孔和右第八小通孔，所述左第八小通孔上设置有凹槽8-3，所述右第八小通孔上设置有凸起8-4，所述凹槽8-3和凸起8-4的沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的长度为10mm～15mm。
本实施例中，步骤208中配置每立方米再生混凝土的再生粗骨料用量为30％mg0～70％mg0；
配置每立方米再生混凝土的再生细骨料用量为20％ms0～40％ms0。
本实施例中，再生混凝土复合自保温砌块的热侧面上的面积S＝L×H。
本实施例中，需要说明的是，再生粗骨料由建筑垃圾中的再生混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成,粒径大于4.75mm的颗粒。
本实施例中，需要说明的是，再生细骨料由建筑垃圾中的再生混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成,粒径不大于4.75mm的颗粒。
本实施例中，进一步优选，配置每立方米再生混凝土中水：水泥：砂：再生细骨料：再生粗骨料：碎石：陶粒的质量比为200:400:375:161:375:700:175。
本实施例中，M个再生混凝土复合自保温砌块模型通过ANSYS有限元分析，得到M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热分析参数，如表1：
表1M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热工性能参数表
Figure BDA0002584788140000211
本实施例中，传热系数和导热热阻W/(m2·K)和(m2·K)/W单位中K为温度的开尔文表示。
本实施例中，当再生混凝土复合自保温砌块的孔洞率一定时，再生混凝土复合自保温砌块的导热热阻值随着通孔排数的增加而增大，随着通孔列数的增加而降低，通孔的交错排列可以阻断再生混凝土复合自保温砌块边壁和竖肋处产生的热桥。此外，再生混凝土复合自保温砌块通孔中填充的保温材料越靠近再生混凝土复合自保温砌块的冷侧面和热侧面端面，对再生混凝土复合自保温砌块的节能保温效果越明显，因此通孔可以按“外厚内窄”的方式排列，即靠近冷侧面和热侧面的通孔的宽大大于中间部位的通孔的宽度。
本实施例中，配制的再生混凝土的抗压强度大于20MPa，配制的再生混凝土的导热系数不大于0.53W/(m·K)。
本实施例中，步骤207中根据水灰比
Figure BDA0002584788140000221
和碎石的最大粒径，得到配制再生混凝土的砂率βs可参考普通再生混凝土配合比设计规程中表5.4.2混率土的砂率。
综上所述，本发明方法步骤简单，设计合理，优化再生混凝土复合自保温砌块的再生混凝土基材和砌块的块型结构，以满足75％建筑节能标准下对寒冷地区居住建筑外墙保温性能的要求，实用性强。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、再生混凝土复合自保温砌块参数的设定：
步骤101、设定再生混凝土复合自保温砌块为长方体；其中，所述再生混凝土复合自保温砌块的长度为L，所述再生混凝土复合自保温砌块的宽度即再生混凝土复合自保温砌块的厚度为A，所述再生混凝土复合自保温砌块的高度为H；
步骤102、设定再生混凝土复合自保温砌块中设置有通孔；其中，所述通孔的横截面为矩形；
步骤103、设定再生混凝土复合自保温砌块的孔洞率Kx为57.7％；
步骤104、设定再生混凝土复合自保温砌块中相邻两个通孔之间的再生混凝土土肋的宽度不小于15mm，设定再生混凝土复合自保温砌块中通孔的内侧壁与再生混凝土复合自保温砌块外侧壁之间的再生混凝土土肋的宽度不小于15mm；
步骤105、设定再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材为再生混凝土，设定再生混凝土复合自保温砌块中保温材料为EPS保温板；
步骤二、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材配合比的确定：
步骤201、设定再生混凝土复合自保温砌块的强度等级为MU5；
步骤202、根据公式
Figure FDA0002584788130000011
得到配制再生混凝土的设计强度Ps；其中，Pt表示再生混凝土复合自保温砌块28天的抗压强度，则Pt＝5MPa；
步骤203、根据公式
Figure FDA0002584788130000012
得到水灰比w/B；其中，fb表示水泥的28天的抗压强度；
步骤204、设定配制再生混凝土的坍落度为10～30，配置每立方米再生混凝土的用水量mw0为200kg/m3；
步骤205、根据
Figure FDA0002584788130000021
得到配置每立方米再生混凝土的水泥用量mc0；
步骤206、根据水灰比
Figure FDA0002584788130000022
和碎石的最大粒径，得到配置每立方米再生混凝土的砂率βs；
步骤207、根据公式
Figure FDA0002584788130000023
和ms0+mg0+mc0+mw0＝mcp，得到配置每立方米再生混凝土的粗骨料用量mg0和配置每立方米再生混凝土的细骨料用量ms0；其中，mcp表示配置每立方米再生混凝土拌合物的设定质量，且取值范围为2350kg/m3～2450kg/m3；
步骤208、设定粗骨料由碎石和再生粗骨料组成；设定细骨料由砂和再生细骨料组成；
步骤209、设定配置每立方米再生混凝土的陶粒用量为20％mg0～25％mg0，以使配置每立方米再生混凝土的导热系数不大于0.53W/(m·K)，得到再生混凝土配合比；
步骤三、再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土基材与保温材料的导热系数的获取：
步骤301、根据步骤二中每立方米再生混凝土配合比制作再生混凝土试件；其中，再生混凝土试件的长×宽×高为300mm×300mm×30mm；
步骤302、采用导热系数测定仪对再生混凝土试件和EPS保温板进行检测，得到再生混凝土的导热系数λ1和保温材料的导热系数λ2；
步骤四、再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布的设定：
设定再生混凝土复合自保温砌块中通孔分布方案；其中，通孔分布方案为M个，且M＝8；
步骤五、再生混凝土复合自保温砌块热工性能的有限元分析：
步骤501、计算机采用ANSYS有限元分析软件创建M个通孔分布方案的再生混凝土复合自保温砌块，得到M个再生混凝土复合自保温砌块三维几何模型；
步骤502、在ANSYS有限元分析软件中定义单元类型；其中，单元类型为SOLID70三维热实体单元；
步骤503、设置再生混凝土复合自保温砌块中再生混凝土的导热系数为λ1，设置保温材料的导热系数为λ2；
步骤504、在ANSYS有限元分析软件中，设定网格尺寸为10mm，对M个再生混凝土复合自保温砌块三维几何模型进行有限元网格划分，生成M个再生混凝土复合自保温砌块模型；
步骤505、在ANSYS有限元分析软件中定义热分析类型：其中，热分析类型为稳态热分析；
步骤506、在ANSYS有限元分析软件中对M个再生混凝土复合自保温砌块模型施加对流热载荷；其中，将再生混凝土复合自保温砌块模型中靠近室外的端面称作再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面，将再生混凝土复合自保温砌块模型中靠近房间内部的端面称作再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面所处的环境温度T1为-10℃，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面的对流换热系数αi为23W/(m2·K)；
设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面所处的环境温度T2为20℃，设定M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面的对流换热系数αe为8.7W/(m2·K)；
步骤507、在ANSYS有限元分析软件中求解选项设置为“Steady-State”，获取M个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面上的热流量；其中，第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面上的热流量记作Qi，单位为W，i为正整数，且1≤i≤M，再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面垂直于热流方向；
步骤508、计算机根据公式
Figure FDA0002584788130000031
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热流密度qi，单位为W/m2；其中，S表示再生混凝土复合自保温砌块的热侧面上的面积；
计算机根据公式
Figure FDA0002584788130000041
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的传热系数ki，单位为W/(m2·K)；
计算机根据公式
Figure FDA0002584788130000042
得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的传热热阻Ro,i，单位为(m2·K)/W；
计算机根据公式Ri＝Ro,i-(Re,i+Rn,i)，得到第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的导热热阻Ri，单位为(m2·K)/W；其中，Rn,i表示第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的热侧面的对流换热热阻，且Rn,i取0.11(m2·K)/W，Re,i表示第i个再生混凝土复合自保温砌块模型的冷侧面的对流换热热阻，Re,i取0.04(m2·K)/W；
步骤509、M个再生混凝土复合自保温砌块模型中选择热流量Qi最小、热流密度qi最小、传热系数ki最小且导热热阻Ri最大所对应的再生混凝土复合自保温砌块模型为最优再生混凝土复合自保温砌块模型；
步骤六、再生混凝土复合自保温砌块的制作：
步骤601、根据步骤二中每立方米再生混凝土配合比，将水泥、砂、再生细骨料、再生粗骨料、碎石和陶粒放入搅拌机拌30s～35s再加水搅拌300s～320s，得到搅拌好的再生混凝土；
步骤602、根据最优再生混凝土复合自保温砌块模型，得到再生混凝土复合自保温砌块模具，并将搅拌好的再生混凝土加入再生混凝土复合自保温砌块模具；
步骤603、采用振动器对再生混凝土复合自保温砌块模具进行振动；其中，振动时间为5s～10s；
步骤604、常温下20h～24h后再生混凝土复合自保温砌块模具脱模，并自然养护28天，得到再生混凝土砌块；
步骤605、再生混凝土砌块的通孔中加入保温材料，得到再生混凝土复合自保温砌块。
2.按照权利要求1所述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：所述再生粗骨料的粒径为5mm～10mm，所述再生细骨料的粒径为0.35mm～0.5mm，碎石的粒径为5mm～16mm；
水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥；
砂和再生细骨料的细度模数均为2.7，砂的粒径为0.35mm～0.5mm；
陶粒的粒径为5mm～10mm，陶粒的表观密度为500kg/m3。
3.按照权利要求1所述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：所述再生混凝土复合自保温砌块的长度L＝390mm，所述再生混凝土复合自保温砌块的宽度即再生混凝土复合自保温砌块的厚度A＝280mm，所述再生混凝土复合自保温砌块的高度H＝190mm。
4.按照权利要求1所述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：步骤二中M个通孔分布方案具体如下：
通孔分布方案1为单排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置两个第一通孔(1-1)，第一通孔(1-1)为210mm×150mm的矩形通孔，所述第一通孔(1-1)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，所述第一通孔(1-1)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的长度方向布设，两个第一通孔(1-1)之间的最小间距为30mm，第一通孔(1-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距均为35mm，第一通孔(1-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的间距均为30mm；
通孔分布方案2为两排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置四个第二通孔(2-1)，第二通孔(2-1)为150mm×105mm的矩形通孔，所述第二通孔(2-1)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第二通孔(2-1)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，相邻两列第二通孔(2-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，相邻两排第二通孔(2-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第二通孔(2-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm，所述第二通孔(2-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案3为三排两列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置六个第三通孔(3-1)，第三通孔(3-1)为150mm×70mm的矩形通孔，所述第三通孔(3-1)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第三通孔(3-1)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两列第三通孔(3-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，相邻两排第三通孔(3-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第三通孔(3-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块视的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第三通孔(3-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案4为三排一列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置三个第四通孔(4-1)，第四通孔(4-1)为300mm×70mm的矩形通孔，所述第四通孔(4-1)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第四通孔(4-1)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两排第四通孔(4-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第四通孔(4-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第四通孔(4-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的间距为45mm；
通孔分布方案5为三排三列，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置九个第五通孔(5-1)，第五通孔(5-1)为100mm×70mm的矩形通孔，所述第五通孔(5-1)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第五通孔(5-1)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，相邻两列第五通孔(5-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为15mm，相邻两排第五通孔(5-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第五通孔(5-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第五通孔(5-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案6为两排交错孔型，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置有第一排通孔和第二排通孔，所述第一排通孔和第二排通孔均包括第六大通孔(6-1)和第六小通孔(6-2)，第六大通孔(6-1)为200mm×105mm的矩形通孔，第六小通孔(6-2)为105mm×100mm的矩形通孔，所述第一排通孔和第二排通孔交错布设；所述第六大通孔(6-1)的宽边和第六小通孔(6-2)的长边平行布设，所述第六大通孔(6-1)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第六大通孔(6-1)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，相邻两排第六大通孔(6-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第六大通孔(6-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm，所述第六大通孔(6-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；所述第六小通孔(6-2)的长边沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设，所述第六小通孔(6-2)的宽边沿再生混凝土复合自保温砌块的长度方向布设，相邻两排第六小通孔(6-2)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为20mm，所述第六小通孔(6-2)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm，所述第六小通孔(6-2)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为25mm；
通孔分布方案7为三排交错孔型，即：再生混凝土复合自保温砌块中设置第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，所述第一排通孔和所述第三排通孔结构相同，所述第二排通孔和所述第一排通孔交错布设；所述第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔均包括第七大通孔(7-1)和第七小通孔(7-2)，第七大通孔(7-1)为200mm×70mm的矩形通孔，第七小通孔(7-2)为100mm×70mm的矩形通孔，所述第七大通孔(7-1)的长边和第七小通孔(7-2)的长边均沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第七大通孔(7-1)的宽边和第七小通孔(7-2)的宽边均沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设；所述第七大通孔(7-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第七大通孔(7-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为30mm；第七大通孔(7-1)和第七小通孔(7-2)之间沿再生混凝土复合自保温砌块长度方向的间距为30mm，第七小通孔(7-2)和第七大通孔(7-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块宽度方向的间距为15mm，所述第七小通孔(7-2)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第七小通孔(7-2)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为30mm；
通孔分布方案8为三排交错孔型，即：设定再生混凝土复合自保温砌块中设置第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔沿再生混凝土复合自保温砌块的宽度方向布设，所述第一排通孔和所述第三排通孔结构相同，所述第一排通孔和第三排通孔均包括两个第八大通孔(8-1)，所述第二排通孔包括三个第八小通孔(8-2)，第八大通孔(8-1)为165mm×80mm的矩形通孔，第八小通孔(8-2)为110mm×40mm的矩形通孔，所述第八大通孔(8-1)和第八小通孔(8-2)的长边均沿再生混凝土复合自保温砌块的长边方向布设，所述第八大通孔(8-1)和第八小通孔(8-2)的宽边均沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向布设；
相邻两排第八大通孔(8-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块的宽边方向的间距为80mm，所述第八大通孔(8-1)的长边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的长边外侧壁之间的最小间距为20mm，所述第八大通孔(8-1)的宽边内侧壁和再生混凝土复合自保温砌块的宽边外侧壁之间的最小间距为20mm；相邻两列第八大通孔(8-1)之间沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的间距为20mm，相邻两个第八小通孔(8-2)之间沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的间距为30mm；
三个所述第八小通孔(8-2)分别称作左第八小通孔、中间第八小通孔和右第八小通孔，所述左第八小通孔上设置有凹槽(8-3)，所述右第八小通孔上设置有凸起(8-4)，所述凹槽(8-3)和凸起(8-4)的沿再生混凝土复合自保温砌块的长边的长度为10mm～15mm。
5.按照权利要求1所述的一种再生混凝土复合自保温砌块的设计方法，其特征在于：步骤208中配置每立方米再生混凝土的再生粗骨料用量为30％mg0～70％mg0；
配置每立方米再生混凝土的再生细骨料用量为20％ms0～40％ms0。
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