CN205171803U - 一种轻质混凝土空心保温砌块 - Google Patents

Abstract

一种能有效封闭空气和采用导热系数较低的材料制成的墙体轻质混凝土空心保温砌块，主要是利用封闭空气导热系数极低和沿长度和高度方向设计榫接结构以及轻质保温材料的特点来进行保温。在现有保温砌块的基础上，设计成了带有空气缝(1)、沿长度方向的凸起(3)和凹陷(4)以及沿高低方向的凸起(5)和凹陷(6)的空心保温砌块(2)，在沿高度方向的凸起(5)和凹陷(6)部分设计若干条非贯通空气缝(1)，砌块反向砌筑时，这些空气缝(1)就被封闭起来，形成一种外实而中空型的保温墙体。沿砌块长度方向两侧也分别设计成凸起(3)和凹陷(4)结构，砌筑时通过榫接，在长度方向也会形成空气缝的阻隔效果。这种保温砌块能很好地利用自身结构封闭空气，加上轻质材料的保温，使建筑物具有轻质保温、施工方便、成本低、防火和耐久性好等特点。

Description

一种轻质混凝土空心保温砌块

技术领域

本实用新型涉及一种采用新型设计和掺加导热系数低的无机材料制造的一种轻质混凝土空心保温砌块，具有表面封闭而中空的特点，并沿砌块长度和高度方向设计了突起和凹陷部分，此砌块适用于替代加气混凝土砌块外加聚苯乙烯板等的现行砌块外墙，是属于建筑保温节能领域的一项新技术。

背景技术

能源是一种宝贵的自然资源，而现代人类社会消耗能源的速度却十分惊人。为了解决能源供需短缺的问题，一方面要积极探索可再生的新能源，另一方面也要加强和提倡节约能源，以保护大气环境，维持人类社会的可持续发展。实施建筑节能，被列入国家十大节能工程。随着国民经济的快速发展，我国人民生活水平的普遍提高，人们对于住房的消费需求也在快速增长。目前我国城乡既有建筑面积已达420亿m²，预计到2020年将达到690亿m²，但只有城市中的3.2亿m²的建筑可称为节能建筑，节能建筑所占的比例极低。每年因建筑的采暖和空调制冷都会浪费大量的能源。据统计，我国2010年各地仅空调用电负荷将相对于5个三峡电站的满负荷出力，如果加上冬季取暖，则能源的消耗量更是大的惊人，这已经成为影响可持续发展的重大问题。因此，为缓解能源紧张和国家的可持续发展，必须由国家力量来强制实施，加快推进建筑节能。

外墙外保温体系的发展自60年代开始，那时“保温”、“节能”和“环保”对人们还是陌生的词汇。当人们意识到冬天取暖/夏天降温成本占了居室整个能源成本的80％时，理所当然地想要节省它。同时，冬天取暖/夏天降温所造成的废气CO₂，在空气中不断增多，所造成的“温室效应”会使气候发生变化甚至恶化。在欧洲约有30％能源用来取暖，如果给建筑物穿上“保温外套”能源将被大量节省——尤其对于老房改造。

我国建筑节能墙体保温技术和产品的推广应用起步于上世纪80年代中期，当时主推的有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石和与有机硅复合的外墙保温砂浆等产品，在北方地区开展墙体保温节能的前期，这些产品占有较大的市场。国家建设部于1986年8月1日起依据JGJ26-86《民用建筑节能设计标准(采暖居住建设部分)》实施第一段节能30％；1996年7月1日起依据JGJ26-95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建设部分)》实施第二阶段节能50％；国家为推动全国性建筑节能与既有建筑的节能工作，分别制订了许多标准和规定，这为我国建筑节能工作跨越式发展打下良好基础。

1996年以后，随着节能标准的提高，上述产品的性能指标已经难以达到标准要求。最重要的是，上述产品的从业企业规模普遍偏小，生产设备过于简陋，生产过程控制要求不严格，在施工过程中难以控制质量，致使工程出现的问题较多。至2000年前后，上述产品逐渐退出北方地区的建筑节能市场。近年来，随着外墙外保温系统技术和产品的迅速发展，我国墙体保温节能技术令早于我国开展建筑节能工作几十年的欧美等发达国家刮目相看。

我国建筑节能外墙外保温市场已发展成为种类繁多、技术构造多样、产品需求量巨大的一个产业。市场上推广应用的系统有发泡聚苯板(EPS板)薄抹灰外墙外保温系统、机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统、发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统、挤塑聚苯板(XPS板)外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温系统、聚氨酯(现浇、喷涂和板类)外墙外保温系统、膨胀玻化微珠外墙外保温系统、墙体自保温系统以及复合保温系统和保温装饰一体化系统等。

我国有外墙保温材料企业数千家，但整体规模偏小的问题突出，巨头企业不多，整体技术研发实力不足，仅有极少数的企业拥有一定的技术开发和创新能力，企业原创技术产品不多，拥有专利技术或者说技术产品已经通过省部级科技成果鉴定的企业的数量更少。

虽然外墙外保温系统技术在很短的时间内取得了令世界瞩目的成就，但从推广使用的情况来看，存在的最明显的问题有开裂、空鼓、脱落、渗水、防火等，严重影响了建筑的安全性和保温的持久性。

如何从根本上解决现有墙体保温方面的缺陷，做到保温材料与建筑同寿命，还要具有耐火的特性，已成为世界各国亟待解决的难题。目前有些企业开始研究提高砌块自身的保温性能来替代砌块加外保温的模式，这样既节约了大量的成本，还可防火，耐久性大大增加，但由于各种因素(尤其是热桥等)，没有取得大的突破。

墙体保温作为建筑节能的最重要的环节之一，越来越受到人们的重视，国家也相应地出台或修订了一些墙体保温的标准或规范。为了达到保温节能的效果，人们采用了许多办法，也取得了一些积极的效果。目前常用的墙体保温方法是外墙复合保温体系、加气混凝土保温和单一材料保温墙体系。外墙复合保温体系主要是采用普通建筑砌块外加有机高分子保温材料构成，有机高分子保温多用发泡聚苯乙烯材料。这种外墙保温方法虽然具有较好的保温效果，但也存在着诸多问题，其一是白色污染难以解决、存在火灾隐患的问题。聚苯乙烯在自然界中难以降解，尚没有有效的处理途径。发泡聚苯乙烯等有机高分子属于易燃的有机化工材料，遇火迅速熔融，导致墙面着火，产生有毒气体；其二是寿命短、成本高。一般建筑可使用50年以上，但发泡聚苯乙烯复合保温层的理论寿命只有15～20年，达到寿命后建筑物的保温层就需重新翻新，并且按施工规范的要求，每平方米造价在80～120元之间；其三是资源有限，供需矛盾突出。发泡聚苯乙烯由苯乙烯聚合而成，三吨石油才生产一吨乙烯，并且还存在施工繁琐等问题，因此大量使用在建筑保温方面不可能。

加气混凝土保温砌块利用在混凝土中产生众多微小气泡的混凝土砌块，这种建筑砌块具有重量轻的特点，能有效地减轻整个建筑物的重量，同时由于封闭气泡的导热系数较小，具有一定的保温效果，但混凝土材料的导热系数一般较大，使加气混凝土保温砌块的总体保温效果不尽理想。

单一材料保温墙体系基本上是采用无机材料生产，原料来源广，防火性能较好，施工也较简单，造价也低，目前已有珍珠岩类、轻质混凝土类、轻质陶粒类以及重质多孔砌块等保温材料，这些保温砌块的导热系数大多在0.2～0.6W/(m·K)左右，有些可低于0.15W/(m·K)，如施工和使用得当，在允许的墙体厚度范围内，可以达到节能50％以上的效果。

目前单一材料保温墙体所采用的自保温砌块，是采用几种无机材料混合制造，主要有水泥、粉煤灰、珍珠岩、保温沙等，其目的是以水泥等作为胶凝剂来粘合其他种类的保温材料，可以通过增加密实度等方法来减少空隙率，提高保温效果，但却往往忽视了封闭空气是最好的保温材料之一的情况，常温封闭空气的导热系数为0.024W/(m·K)左右，比发泡聚苯乙烯的导热系数0.04～0.05W/(m·K)还要低的多，如果能把空气封闭在砌块中，一方面可以减轻砌块和整个建筑物的重量，节约建筑材料，另一方面还可以生产导热系数更低、保温性能更好的建筑自保温砌块。

墙体是由建筑砌块垒砌而成，现阶段垒砌胶结材料所采用的大多为普通水泥砂浆，其干缩性大、裂纹多、导热系数也较大，导致砌筑缝的传热能力很大，也成为影响建筑物保温节能的因素之一。

综上所述，建筑的保温节能是一项具有战略意义的工程，对我国经济的可持续发展和人民的生活质量的提高有着极其重要的意义。上述几种保温材料体系中，外墙复合保温体系存在诸多缺点和限制，不适合大规模使用；加气混凝土保温体系的保温效果很难达到国家建筑保温的标准；单一材料保温墙可以充分利用大宗廉价资源，还具有一些独特的优势，是今后国家建筑节能的主要材料，也是解决我国建筑节能问题的根本所在。

发明内容

为了克服现有墙体保温材料要么原料来源有限、造价高且施工繁琐，要么保温效果较差等不足之处，本实用新型提供一种轻质混凝土空心保温砌块，该墙体保温砌块能有效地利用砌块中的若干条封闭空气缝来达到良好保温效果，在砌块的结构上沿长度和高度方向设计了凸起和凹陷，这样砌块砌筑成墙体时，砌块在长度和高度方向就可分别榫接在一起，可有效地消除热桥现象，也使砌筑更便捷。此种砌块基本上是使用无机大宗廉价材料作为制作砌块的原料，原料来源十分广泛，生产成本低廉，制造工艺简单，可以满足大规模使用的需求。这些无机材料都具有无毒无害、耐高温以及耐久性能好等特点。该空心保温砌块具有外实内空的结构，容重比常用的加气混凝土砌块小，相应的导热系数也比加气混凝土砌块小，保温效果则大幅提高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将水泥(石灰)、粉煤灰、蛭石或珍珠岩、保温沙等无机材料按一定比例与少量无机胶水拌合，制成在长度和高度方向上带有凸起和凹陷部分的砌块结构，凸起部分的尺寸比凹陷部分尺寸稍小，可在5～15mm范围内变化，这样砌块与砌块榫接时，就能形成更多的封闭空气缝，封闭空气是最好的保温材料之一，常温下封闭空气的导热系数极低，比发泡聚苯乙烯的导热系数还要低的多。在高度方向设计若干条非贯通的空气缝，这些空气缝的宽度可根据砌块的情况变化，可在10～60mm之间变化，空气缝的深度关系到空心率的大小，以尽量接近底面为好，但考虑到砌块强度的情况，其深度可选距底面5～30mm，空气缝的长度也是空心率很重要的影响因数，应尽量沿长度方向伸展到距外边界10～30mm。在轻质混凝土空心砌块砌筑过程中，采用非贯通的空气缝开口方向朝下的方法，通过保温抗裂型砂浆的粘合，这样就把所有空气缝封闭起来，形成中空型的保温砌块，沿砌块的长度和高度方向设计的凸起和凹陷部分，可与另外的砌块通过左右和上下的榫接，形成带有封闭空气缝的结构。由于保温砌块主体含有若干条空心缝，加上在榫接处的密闭空气带，再加上砌块和粘结砂浆的保温，就可以起到良好的保温效果。

本实用新型的有益效果是：可以形成一种表面封闭而中空型的自保温榫接式砌块，这样既利用了轻质混凝土空心保温砌块中封闭空心缝良好的保温效果进行保温，达到良好的保温节能效果，又利用榫接结构形成的密闭空气带消除热桥效应，还不改变砌块原有的基本形状和尺寸，施工方便，质量较轻，可以减轻整个建筑物的质量，有利于建筑的安全，像普通轻质加气砖一样进行砌筑，榫接的结构使砌块与砌块之间的结合更加牢固，所采用的保温砂浆可更薄，更有利于保温效果的提高。据国家认证机构测试，此空心保温砌块材料的导热系数为0.134w/(m·K)，大大低于加气混凝土砌块的导热系数，加上砌块中若干条封闭空气缝和榫接形成的密闭空气带，还有保温砂浆的保温效果，理论上采用此种空心保温砌块可使墙体的传热系数低于0.35w/(m²·K)，完全可替代流行的加气混凝土砌块+60mm厚聚苯板的保温系统，并具有大量节约成本、施工快、防火、抗渗和耐久性极好等特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是轻质混凝土空心保温砌块的仰视图。

图2是轻质混凝土空心保温砌块的主视图。

图3是轻质混凝土空心保温砌块的俯视图。

图4是轻质混凝土空心保温砌块的左视图。

图5是轻质混凝土空心保温砌块立体局剖图。

图中1指轻质混凝土空心保温砌块主体的空心缝，2指轻质混凝土空心保温砌块，3指轻质混凝土空心保温砌块长度方向的凸起部分，4指轻质混凝土空心保温砌块长度方向的凹陷部分，5指轻质混凝土空心保温砌块高低方向的凸起部分，6指轻质混凝土空心保温砌块高低方向的凹陷部分。

具体实施方式

在图1～5表达出的是轻质混凝土空心保温砌块，首先采用模具压制或浇注成有空心缝(1)和长度方向带有凸起部分(3)、凹陷部分(4)以及高低方向带有凸起部分(5)、凹陷部分(6)的保温砌块(2)。保温砌块主要由水泥、粉煤灰、蛭石或珍珠岩、保温沙等材料制成，珍珠岩、蛭石、保温沙等材料本身就含有大量的封闭气体，既具有良好的保温性，又具有质轻的特点。砌筑时，空心保温砌块空气缝(1)显露方向朝下，凹陷部分(6)嵌入下方空心保温砌块的凸起部分(5)中。沿长度方向的凸起(3)嵌入长度方向左侧空心保温砌块的凹陷部分(4)中，相应长度方向的凹陷部分(4)嵌入右侧空心保温砌块的凸起(3)部分中，这样空心保温砌块与上下左右的空心保温砌块都可通过嵌入方式榫接起来，成为牢固的墙体。由于四面榫接结构中，凸起部分的尺寸比凹陷部分的稍小，加上保温砂浆的厚度，就使榫接处出现四面空气缝，在保温砂浆的隔离情况下，这四面空气缝被封闭起来，成为密闭空气带。以这种方式砌筑而成的墙体，在轻质保温材料、空心保温砌块封闭的若干条空气缝、空心保温砌块榫接形成的密闭空气带和保温砂浆的共同保温下，可基本消除热桥现象，实现整体保温，达到良好的保温效果。

Claims (3)

1.一种轻质混凝土空心保温砌块，其特征是：砌块沿长度和高度方向制成凸起和凹陷的结构，在高度方向设计若干条非贯通的空气缝。

2.根据权利要求1所述的轻质混凝土空心保温砌块，其特征是：空心缝的宽度在10～60mm之间；非贯通空气缝沿长度方向伸展到距外边界10～30mm。

3.根据权利要求1所述的轻质混凝土空心保温砌块，其特征是：凸起部分的尺寸比凹陷部分的尺寸稍小，在5～15mm范围内变化。