頁巖陶?；炷疗鰤K關(guān)鍵技術(shù)研究

7/7頁巖陶?；炷疗鰤K關(guān)鍵技術(shù)商量永安市榮達(dá)建材有限公司林致清項目背景在國外，陶粒的應(yīng)用已特別廣泛。國外用于墻體中的陶?；炷林饕獮榻ㄖ鰤K和大型墻板。如東歐的一些國家，55%的大型墻板和95%的建筑砌塊是用陶?；炷林瞥傻?；美國80%以上的陶粒用于制作墻體用的小砌塊，其陶?；炷疗鰤K約占混凝土砌塊總量的50%左右；德國的天然陶粒也主要用于生產(chǎn)小型空心砌塊。我國于60年月起開頭研制人造陶粒，陶粒產(chǎn)品主要有頁巖陶粒、粉煤灰陶粒和粘土陶粒等。據(jù)不完全統(tǒng)計，2000我國陶粒的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到460萬m3。據(jù)統(tǒng)計，2002年我國的人造陶粒主要為粘土陶粒，約占總量的70%以上，其次是頁巖陶粒，而粉煤灰陶粒僅占8%左右。我國是個人多地少的國家，耕地只有世界水平的25%，而耕地年人均凈減量卻為世界人均凈減量的兩倍。因此，我國人造陶粒應(yīng)接受以工業(yè)廢料和其它不用土或少用土的人造陶粒為主。目前，我國陶粒產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成肯定規(guī)模，陶?；炷疗鰤K占70%左右；陶?；炷涟宀模招母魤Π?、復(fù)合保溫墻板、樓板等）占15%左右；其它方面的應(yīng)用（耐火隔熱制品、吸聲磚、園林和花卉、化工用品等）約占12～13%。頁巖陶粒是以頁巖為原料，經(jīng)高溫快速焙燒膨脹而成的人造輕骨料。由于其內(nèi)部具有封閉的微孔結(jié)構(gòu)，表面有一層致密的釉面，外殼極為堅硬，因而作為骨料，可以配制輕質(zhì)高強砌塊。與粘土陶粒相比，頁巖陶粒密度較大，強度較高，對應(yīng)的頁巖陶?；炷疗鰤K抗壓強度和熱惰性指標(biāo)較高，砌塊的收縮值也相對較小，因此具有較大的競爭優(yōu)勢。目前，對頁巖陶?；炷疗鰤K方面的商量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程應(yīng)用，沒有弄清晰巖頁陶粒性能、頁巖性陶?；炷列阅芘c頁巖陶?；炷疗鰤K性能之間的內(nèi)在關(guān)系，這樣造成所生產(chǎn)的頁巖陶?；炷疗鰤K質(zhì)量不穩(wěn)定，離散性大等問題。另外，針對福建省地方性材料和氣候條件，也應(yīng)開展系統(tǒng)深化商量，為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。頁巖陶?；炷疗鰤K作為一種即滿足新型墻材改革要求，又滿足建筑節(jié)能要求的具有保溫隔熱功能的新型墻體材料，具有寬闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)外同類商量概況接受陶?；炷疗鰤K替代使用了幾千年的粘土磚，對保護耕地，促進經(jīng)濟可持續(xù)健康快速進展具有著深遠(yuǎn)的意義。接受松散體積法進行強度等級為MU10.0的陶粒混凝土小型空心砌塊的協(xié)作比設(shè)計，并且指出增加砌塊的孔洞率，在傳熱方向上增加孔洞的排列數(shù)，可以提高砌塊保溫性能；在相同孔隙率情況下，錯孔排列的傳熱系數(shù)小于齊孔排列的孔的傳熱系數(shù)，并設(shè)計了多種孔型，進行相應(yīng)的熱工分析。我們對砌塊的傳熱形式、熱工性能等影響因素進行分析，提出降低砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)、轉(zhuǎn)變空心砌塊的孔型、增加孔洞的行列數(shù)、增大空心砌塊的外形厚度、減小孔洞尺寸和孔壁厚度等有效的改善措施。通過《陶?；炷磷愿魺岜仄鰤K與陶砂成套應(yīng)用技術(shù)商量》等課題商量，開發(fā)出矩形錯位盲孔陶?；炷量招钠鰤K及自隔熱保溫砂漿成套應(yīng)用技術(shù)。其商量成果各項性能指標(biāo)完全滿足國家有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求和節(jié)能建筑設(shè)計規(guī)定性要求。目前，陶?；炷疗鰤K的商量大多從孔型優(yōu)化等宏觀試驗角度展開，很少從陶?；炷疗鰤K協(xié)作比、孔型、空心率、抗壓強度、傳熱系數(shù)和成本之間的內(nèi)在關(guān)系和機理角度展開，尤其是還未有學(xué)者針對頁巖陶粒的特點和福建省地方區(qū)域特點開展商量。福建省存儲大量的頁巖，結(jié)合這個特點，商量出性價比較高的頁巖陶粒混凝土砌塊，將有利于建筑節(jié)能和墻體改革工作在福建省的深化開展。對社會經(jīng)濟進展的作用目前，加氣混凝土砌塊墻體為福建省政府主導(dǎo)的外墻自保溫系統(tǒng)。然而該系統(tǒng)也存在施工程序簡單（如需接受專用砂漿和界面劑等）、空鼓和開裂現(xiàn)象較為普遍等問題。通過與加氣混凝土砌塊進行對比，可以看出頁巖陶?；炷疗鰤K的經(jīng)濟和社會效益：加氣混凝土砌塊本身有較高的吸水率、較低的軟化系數(shù)，并且“濕脹干縮”現(xiàn)象很嚴(yán)峻，因此，加氣混凝土砌塊需要專門的配套砂漿和界面劑，這增加了材料的費用和人工費用。頁巖陶?；炷疗鰤K表面較為致密，無需專門的界面劑，施工便利，綜合造價低，性價比高。福建省隸屬于夏熱冬暖地區(qū)，主要是隔熱，熱惰性指標(biāo)D是評價墻體隔熱性能的一項重要指標(biāo)。D值越大，熱量在墻體中衰減越快，隔熱性能越好。同等厚度的墻體，加氣混凝土砌塊的D一般都小于2.5，頁巖陶?；炷疗鰤K的D值一般都大于3.0，為維持與頁巖陶?；炷疗鰤K一樣的D值，必須增加加氣混凝土砌塊墻體厚度，這也增加了材料費用。隔熱性能越好的房子，住戶夏天住得越舒適，因此頁巖陶?；炷疗鰤K必將受到住戶歡迎。頁巖陶粒混凝土砌塊大量接受經(jīng)過表面釉化、粒徑較大的頁巖陶粒，其體積穩(wěn)定性遠(yuǎn)好于只有細(xì)骨料的加氣混凝土砌塊，所以頁巖陶?；炷疗鰤K墻體的抗裂性遠(yuǎn)好于加氣混凝土砌塊的。這延長了建筑的使用壽命，削減了房屋維修費用。頁巖陶?；炷疗鰤K是具有保溫隔熱功能的新型墻體材料，接受這種新型墻體材料，可簡化施工，避開開裂、空鼓等工程質(zhì)量通病，能制造很好的社會效益和經(jīng)濟效益。2012-(1)總體目標(biāo)研發(fā)一種接受福建省地方材料，各項指標(biāo)（抗壓強度、傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)等）滿足要求，性價比較高的頁巖陶粒混凝土砌塊。(2)商量方案和技術(shù)路線在現(xiàn)有的資料基礎(chǔ)上連續(xù)收集相關(guān)資料，對已有的頁巖陶?；炷疗鰤K商量成果進行總結(jié)歸納，吸取別人的閱歷和教訓(xùn)，進行實際工程應(yīng)用上的調(diào)查商量。頁巖陶?；炷羺f(xié)作比商量參考《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ51-2002），商量頁巖陶?；炷羺f(xié)作比設(shè)計理論。以協(xié)作比設(shè)計參數(shù)（粉煤灰取代水泥的比例、水灰比、頁巖陶粒的級別、頁巖陶粒的摻量等）為因素，設(shè)計幾個水平，通過正交試驗，商量協(xié)作比設(shè)計參數(shù)與頁巖陶?；炷撩芏?、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度及成本之間的關(guān)系?；谡辉囼灲Y(jié)果及理論分析，篩選出幾組導(dǎo)熱系數(shù)較低和抗壓強度較高、性價比較高的頁巖陶?；炷羺f(xié)作比。頁巖陶?；炷疗鰤K的研制通過對比試驗，商量頁巖陶?；炷疗鰤K生產(chǎn)過程加壓前后頁巖陶粒混凝土水灰比、密度、抗壓強度和導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系。通過對比試驗，商量篩選出的幾組頁巖陶?；炷羺f(xié)作比、不同孔型、不同空心率與頁巖陶?；炷疗鰤K的吸水率、軟化系數(shù)、傳熱系數(shù)、抗壓強度及成本之間的關(guān)系，并進行機理分析。接受ANSYS大型有限元軟件對頁巖陶?；炷疗鰤K孔型進行優(yōu)化。通過試驗和理論相結(jié)合的方法，得到性能滿足相關(guān)規(guī)程要求，性價比較高的頁巖陶粒混凝土砌塊。頁巖陶?；炷疗鰤K設(shè)計和性能猜測方法通過ANSYS大型有限元軟件和商量過程所建立的各種數(shù)學(xué)模型，給出頁巖陶粒混凝土砌塊設(shè)計和性能猜測方法。工程應(yīng)用將研制的頁巖陶?；炷疗鰤K委托一家砌塊廠試生產(chǎn)，在工程中試點應(yīng)用。將頁巖陶?；炷疗鰤K設(shè)計和性能猜測方法在周邊省份應(yīng)用，依據(jù)當(dāng)?shù)氐脑牧霞皻夂驐l件（主要影響砌塊的厚度等），設(shè)計出適合于當(dāng)?shù)氐捻搸r陶?；炷疗鰤K。形成技術(shù)總結(jié)報告，結(jié)題，鑒定。(3)研發(fā)內(nèi)容頁巖陶?；炷羺f(xié)作比。頁巖陶?；炷疗鰤K設(shè)計和性能猜測有限元程序。接受福建省地方材料，研制性價比較高的頁巖陶?；炷疗鰤K。(4)技術(shù)難點解決頁巖陶?；炷疗鰤K抗壓強度與傳熱系數(shù)之間的沖突。(5)接受的關(guān)鍵技術(shù)在頁巖陶?；炷林袚饺肟隙康姆勖夯?，改善孔隙結(jié)構(gòu)，提高抗壓強度，降低導(dǎo)熱系數(shù)。接受ANASYS程序模擬頁巖陶?；炷疗鰤K的孔形，商量同時能滿足抗壓強度和傳熱系數(shù)要求的孔型結(jié)構(gòu)。通過試驗和有限元方法，建立頁巖陶?；炷撩芏?、水灰比、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)與頁巖陶?；炷疗鰤K水灰比、孔型結(jié)構(gòu)、抗壓強度和傳熱系數(shù)之間的關(guān)系。2、項目創(chuàng)新點接受福建省地方材料，特別是工業(yè)廢料，以降低成本，提高性價比。綜合考慮熱傳導(dǎo)、對流換熱和熱輻射，接受ANSYS內(nèi)的流固弱耦合算法，建立計算陶?；炷疗鰤K的傳熱系數(shù)和抗壓強度的方法。3、項目主要技術(shù)指標(biāo)與國內(nèi)外同類技術(shù)或產(chǎn)品比較與加氣混凝土砌塊相比，頁巖陶?；炷疗鰤K具有如下幾個優(yōu)點：（1）由于頁巖陶?；炷疗鰤K具有粗骨料--頁巖陶粒，頁巖陶粒通過焙燒得到，體積穩(wěn)定性好；而加氣混凝土砌塊只有細(xì)砂骨，細(xì)骨料的比表面積比粗骨料的大，所以頁巖陶?；炷疗鰤K比加氣混凝土砌塊有更好的體積穩(wěn)定性，接受頁巖陶粒混凝土砌塊可以削減墻體產(chǎn)生裂縫的可能性。（2）頁巖陶?；炷恋目紫遁^小，而加氣混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)是“墨水瓶”狀。頁巖陶粒混凝土砌塊的吸水性遠(yuǎn)低于加氣混凝土砌塊的，所以即使不使用界面劑，頁巖陶?；炷疗鰤K墻體很少會消失抹面砂漿粉化和空鼓現(xiàn)象。（3）頁巖陶?；炷劣休^大的容重，因此在傳熱系數(shù)相近的情況下，頁巖陶?；炷辆哂懈玫母魺嵝阅埽@對于南方以夏季隔熱為主的建筑尤為重要。另外，這兩者成本相差不多。因此在福建省大力推廣應(yīng)用陶?；炷劣衅涿黠@的優(yōu)勢。福建省是屬于夏熱冬暖地區(qū)，有其特有的氣候條件（如福建省較潮濕、沿海臺風(fēng)多、氣溫較高等）和地方材料（福建省粉煤灰較多等），國外和省外的陶粒混凝土砌塊技術(shù)不能照搬到福建省