ALC是Autoclaced Lightweight aeiated Concrete的缩写, 中文名称为蒸压轻质加气混凝土。砌块以水泥、石灰、砂为主要原料, 以铝粉 (膏) 为发气剂, 经一系列工艺过程 (配料、配筋、发泡、切割) 最后经高温、高压蒸汽养护获得的多孔硅酸盐制品。有别于以粉煤灰为原料的传统加气混凝土。
加气混凝土制品的发展在国外已有上百年的历史, 我国引进该技术也有40多年的历史, 其生产工艺和均已趋成熟。而且我国建设部等四部委已发出禁用粘土实心砖的联合通知和关于建筑节能的有关规定, 为推动加气混凝土行业的发展提供了良好的机遇, 爱舍 (天津) 新型建材有限公司是由天津市建筑材料集团 (控股) 有限公司、万邦集团旗下的大亚建材有限公司 (马绍尔群岛注册) , 爱舍 (上海) 新型建材有限公司、天津新型建材公司四方共同出资组建的中外合资的新型墙体材料公司, 总投资额近1000万美元, 公司引进了德国HOTTEN机械制造有限公司的先进设备与工艺技术, 建成了年生产量20万m3的轻质砂加气混凝土制品生产线。天津市新型建材建筑设计研究院作为天津市建材局下属甲级资质设计院, 一直致力于新型建筑材料的开发、特别是在实际工程中的应用, 结合工程应用及厂家配合, 由我院编制图集《围护结构保温构造》 (干法施工砂加气砌块保温墙) 津07SJ111已由天津市建委批复并已正式出版投入市场使用。
注:1.聚合物水泥砂浆2.砂加气砌块3.保温型粉刷石膏, 热桥部位帖砌100厚砂加气砌块。
1 ALC的特性
容重小:容重为500kg/m3左右。它仅及标准砖的1/4, 混凝土的1/5。
强度高:ALC制品的立方体抗压强度为4MPa, 国标蒸压加气混凝土制品的立方体抗压强度为2.5MPa;ALC制品的比强度 (立方体强度/单位重量) 为0.08kg压力/kg重量, MU10标准砖为0.05kg压力/kg重量;MU7.5空心砖比强度为0.06kg压力/kg重量。这说明和其他传统材料相比, ALC板的强度也要高30%～50%。
隔热性能好:导热系数λ是指温度相差1°C时, 单位时间 (1h) 通过单位面积 (1m2) 1m厚材料的热量 (w) 。它是衡量材料隔热性能最重要的一个物理量。一定容重的ALC材料的导热系数和其含水量有关, 含水量越大导热系数愈大, 隔热性能愈差。在含水量为0时, ALC材料的导热系数λ=0.13W/ (m﹒k) 。它仅为标准砖的1/6～1/7, 为混凝土的1/10～1/11。
耐火性好:ALC材料是一种无机材料它不仅是一种不燃材料, 而且在高温和明火下化学稳定性和体积稳定性也好, 因而其耐火性好。按国家标准, 检测的结果1 0 0 m m厚A L C板墙耐火极限为3.2 3 h, 150mm厚ALC板墙耐火极限大于4h, 50mm厚ALC板保护钢梁耐火极限大于3h, 50mm厚ALC板保护钢柱耐火极限大于4h。都达到了一级耐火等级。
注:本表计算条件开间3300、层高2800、梁截面400×200、柱截面600×200计算。砂加气砌块导热系数λ=1.74w/ (m·k) , 修正系数α=1.10, 保温型粉刷石膏导热系数λ=1.74w/ (m·k) , 钢筋混凝土导热系数λ=1.74w/ (m·k) 。公共建筑外墙热工性能及选用表。
耐久性好:ALC材料是一种硅酸盐材料, 它在光和空气中不会老化, 其耐酸碱能力比较强, 只要进行正常的维护有风化问题。用它作为建筑物的维护结构完全能够达到和超过建筑物规定使用寿命的要求。
隔音性:ALC材料是一种带有无数不相连通的封闭孔隙的轻质材料, 因而其隔音性能好。100mm厚的ALC板墙平均隔声量为40.8dB (两面各1mm腻子) , 优于120mm墙的隔音效果。150mm厚ALC墙平均隔声量为45.6dB (两面各3mm腻子) 。相当于带粉刷的240mm墙的隔声效果。
抗渗性好:ALC虽然是多孔材料, 但是由于其合理的工艺条件, 不仅使材料的内部缺陷及微裂缝很少, 而且形成的孔隙为均匀的, 互不连同的封闭气孔, 这使它具有优良的抗渗性能。在参照日本JIS标准进行的对比实验中, 经过四天后当红砖上玻璃管内的水柱下降283.3mm时, 其他蒸压加气砼下降162mm, ALC材料仅下降58.7mm, 6天仅下降88.3mm (小于日本JIS标准6天下降100mm) 。即是说ALC材料抗渗性比标准砖好4倍, 比其它加气砼好2倍。
抗冻性好:多孔材料在吸水后发生冻结时, 其结构将会受到损坏, 造成材料的质量损失和强度降低。按规定的实验方法进行检测时, 经过±20℃, 15次冻融循环后, 国家标准要求质量损失≤5%, 强度损失≤20%;而ALC材料经检验质量损失≤1.5%, 强度损失≤5%, 而且即使经过30次, 50次冻融循环后也基本上不再降低。因此ALC板不仅可用于北方寒冷地区, 也可用于南方温暖地区。
抗水性好:一般来讲, 多孔材料在吸水后强度均有所降低, 不同材料降低的程度有所不同。此项性能指标一般用软化系数 (水饱和强度/绝干强度) 表示。国内一般加气砼制品水软化系数为0.6～0.7, ALC软化系数为0.88。
抗震性好:合理的节点设计, 使得墙体适应主体结构因高层层间变位和温度、干湿收缩等变形的能力提高, 减少因上述原因产生开裂的情况。
绿色环保:ALC材料经x辐射仪检测, 不具有放射性, 制造ALC的原材料中不含有石棉等对人体有害的物质, 在生产过程中也没有有害化学物质污染 (无黏土含量) , 同时生产过程中还将生产和安装过程中的全部废品废渣回收利用。
优良的施工性能:ALC产品的板材完全在工厂按需要进行标准化生产, 然后运到现场安装, 使建筑施工真正实现了工业化、产业化。这样不仅施工方便, 而且可以在狭窄的场地上顺利进行施工。另外ALC材料是一种均匀单质材料, 很容易用手工工具进行锯、铣、钻、锉, 因而非常方便现场施工, 还大大节省了人力和时间, 实现高效快速, 低噪音、少污染、文明施工。还可大大缩短工期提高投资效益, 符合工程施工的发展方向。
优良的可装饰性:ALC产品的板材作为外墙有多种多样的艺术板材, 可为建筑师设计出千姿百态的建筑物提供丰富的想象和组合空间。ALC产品的板材作为内外墙, 其表面均富有很好的可装饰性, 不管是涂料、软贴面材料, 刚性块体贴面材料均可以方便施工。
注:1.聚合物水泥砂浆;2.砂加气砌块;3.保温型粉刷石膏热桥部位帖砌100厚砂加气砌块。
A L C材料具有一定的吸湿性和透气性, 也就是具有一定呼吸功能。它不仅可以使墙面表面不会结露, 并给人一种舒适感和可触摸感。营造出温馨和谐气氛。
2 ALC的经济指标
某别墅工程是自保温承重工程, 该别墅建筑面积211.76m2, 层高3.0m的二层结构, 采用钢筋混凝土带型基础。根据课题研究的需要, 对本工程分别使用200mm厚砂加气混凝土砌块和240mm厚多孔黏土砖两种不同墙体材料, 根据现行天津市预算定额指导价计算, 将所得到的工程造价以及对劳动强度的影响进行计算对比。
2.1 基础、构造柱和圈梁的造价对比
(1) 基础:使用砂加气混凝土砌块和多孔黏土砖的钢筋混凝土带型基础造价分别为9868.69元和12068.58元, 砂加气混凝土砌块的钢筋混凝土带型基础造价比使用多孔黏土砖低18%。
(2) 构造柱和圈梁:使用砂加气混凝土砌块和多孔黏土砖, 构造柱工程量分别为3.91m3和5.68m3, 圈梁工程量分别为6.77m3和8.47m3, 造价合计分别为8176.60元和11495.35元。使用砂加气混凝土砌块的构造柱和圈梁造价比使用多孔黏土砖低27%。
2.2 单位面积工程造价对比
使用砂加气混凝土砌块和多孔黏土砖单位面积工程造价分别为1238元/m2和1210元/m2。使用砂加气混凝土砌块的单位面积工程造价比使用多孔黏土砖增加2.0% (不含外墙保温造价) 。
2.3 施工劳动强度对比
使用砂加气混凝土砌块在240mm外墙、240mm内墙、12mm砖内墙的工程量分别为18.m3、27m3、4.6m3;使用240厚多孔黏土砖在240mm外墙、240mm内墙、120mm砖内墙的工程量分别为19.8m3、32.6m3、5.5m3。可见, 使用砂加气混凝土砌块可大大减少内粉刷工作量。同时, 使用200厚砂加气混凝土砌块的施工墙体消耗人工量比使用多孔黏土砖低64%。
由此对比, 砂加气混凝土砌块无论是对工程主体造价, 还是劳动强度方面具有积极影响。
注:本表计算条件开间6600、层高3900、梁截面600×200计算, 砂加气砌块导热热系数λ=0.13w/ (m.k) , 修正系数α=1.10, 保温型粉刷石膏导热系数λ=0.07w/ (m·k) 钢筋混凝土导热系数λ=1.74w/ (m·k) 。
3 ALC的保温性能
全国范围的能源供给矛盾日益突出, 节约能源已经成为重大课题。根据有关的测算, 建筑物各部分对热能的散失消耗, 外墙部分占24%左右。为了减少墙体散热损失, 必须采用保温性能良好的建筑材料。近年来, 全国170多个城市明令禁止或限制使用粘土空心砖, 实施节能50%标准地区已从北方严寒和寒冷地区扩大到南方夏热冬冷地区。建筑节能先进地区已经实施了节能65%的第三步节能标准。而砂加气混凝土砌块是迄今为止能够同时满足墙体革新和节能65%要求的唯一单一保温材料墙体。居住及公共建筑外墙热工性能及选用表如表1、2。
现建筑工程中应用比较广泛和成熟的保温材料为聚苯 (挤塑) 板, 属于不可降解的非环保型材料, 今后对环境造成的污染危害程度还不好估量;复合保温墙体要求材料配套, 在施工中对施工队伍技术及素质要求较高, 否则易出现质量问题, 特别是高层建筑;复合保温墙体若干年后在使用中带来的诸多弊病, 如:两种材料线膨胀系数不同引起空鼓及防火问题等。所以单一材料保温墙体是建筑保温系统的发展趋势和方向, 砂加气砌块做为绿色环保、质轻、可实现墙体单一材料保温要求在现阶段具有无可替代的优势与前景。
综上所述, 合理的墙体保温技术对于建筑节能的推进具有非常重要的意义, 无论是在国内, 还是国外, 外墙外保温的发展都存在着巨大的市场潜力, 从发展阶段来说, 国内的技术和应用还处在初级的阶段, 相比国外还存在很大的差距, 砂加气砌块在国外做为成熟的产品和体系非常值得在国内推广, 这对于国内建筑节能事业的发展, 对未来环境的保护和市场的规范繁荣都具有非常积极的意义。
摘要：蒸压轻质砂加气混凝土砌块 (以下简称砂加气砌块) , 是以水泥、石灰、砂为主要原料, 以铝粉 (膏) 为发气剂, 经过蒸压养护而制成的砌块, 通用缩写:ALC。砂加气砌块具有保温、自重轻、制品精度高、可刨、可锯、可钉、方便施工的特点。砂加气砌块墙体采用干法施工, 即砌块在砌筑和装饰施工时, 砌块不用水浸湿, 直接用专用胶粘剂进行薄层灰缝砌筑的施工方法。采用干法施工的砂加气砌块墙体, 是目前单一墙体即可达到天津地区居住建筑节能65%, 公共建筑节能50%标准的保温做法。
关键词：ALC,ALC板,容重,强度,隔热,耐火,耐久,隔音,抗渗,抗冻,抗水,抗震,绿色环保,单一材料保温