EPS新型節能墻體的發展與應用前景

摘要:EPS新型節能墻體為一種輕質承重、保溫隔熱的新技術。在我國，此墻體結構體系的發展及其應用還處于起步階段，將此技術應用于我國建筑行業，既滿足我國墻改發展的總體要求，又能促進我國墻體技術的發展。通過對新型節能墻體的發展狀況及其特點的深入了解，有助于推動此墻體在我國的廣泛應用及墻體技術的進一步發展，為我國帶來更大的經濟效益和社會效益。

關鍵詞:節能墻體;輕集料混凝土;保溫模塊;抗震性能

0 引言

墻體材料的發展至今已有幾千年的歷史，近代建筑中的墻體設計施工大多采用鋼筋混凝土、各類粘土磚及砌塊以及各種復合材料為主要材料。我國從20世紀80年代末開始實行墻體改革政策，限制實心粘土磚的應用，大力推廣各種新型墻體材料替代實心粘土磚，但迄今為止，一些村鎮等落后地區民居建筑以及城市建筑的部分框架結構的填充墻、多層建筑基礎部位還在使用粘土磚，每年粘土磚生產量達6000多億塊，耗用粘土資源13億立方米，約廢田70萬畝左右[1]。尤其是一些耕地緊缺的地區和糧食產區，由于粘土磚的大量生產，局部地區已經到了無土可挖、無土可用的地步，這種情況已直接影響到我們未來的生存環境。在建材行業的科研努力及政策推動下，以節能為主的各種輕型板材、預制塊材、復合混凝土墻材、免燒磚瓦等新型墻體材料大量涌現，逐漸取代了2千多年來一直占據著墻體材料霸主地位的燒結粘土磚。發展新型節能墻體材料，是保護土地資源、節約能源、改善環境的重要措施，是實現可持續發展的必然要求，是堅持以人為本，構建和諧社會的迫切需要。

近年來，我國墻體材料改革如火如荼。一種新型節能墻體結構被越來越多的人關注，那就是“EPS新型節能”墻體結構體系，它是由改性EPS輕集料混凝土在生產車間預制成橫豎帶孔洞的保溫砌塊模板，在現場粘結拼裝成墻板，在其水平和豎向芯孔內配置鋼筋，并澆筑大流動性自密實免振混凝土，形成網格式剛性骨架作為墻體的承重結構。這種新型節能墻體是我國從外國引進的，經過改良的一項新技術。

1 EPS新型節能墻體在國內外研究發展狀況

1.1國外發展狀況

為了保護土地資源，改善人類的生存環境，世界各國都在積極尋找一種兼顧節能，造價低，結構安全性能好的新型墻體結構體系。建筑外墻作為建筑耗能的主要部位，成為發達國家節能研究的重點。新型節能砌塊材料在國外的發展較為廣泛，生產及應用技術也已經比較成熟。利用工業廢料聚苯乙烯泡沫作為輕骨料，參入水泥及外加劑制成的EPS輕集料混凝土在國外的應用取得了很大的成功。在二十世紀七十年代初，奧地利人開發的“納士塔(Rastra)”結構體系就是采用這種EPS輕集料混凝土(密度為300-500kg/msup3;)壓制成隔熱吸聲的空心模塊，該模塊可由工廠批量加工，模塊在現場拼裝、粘接形成墻體外部結構，再通過澆筑滿足設計強度的混凝土形成格構式墻體。1996年美國加州大學對“Rastra”墻體做了平面外彎曲試驗，其結論表明該墻體結構在荷載不斷增加的情況下，表現為韌性特性，未觀察到脆性特性，墻體是逐漸屈服的。在美國，“Rastra”建筑結構體系已通過ISO9000國際質量認證。1999年ICBO(國際建筑協會)的評價報告宣布:“‘Rastra’建筑體系是一種永久性框架，可用于鋼筋混凝土橫梁、過梁、墻體以及地基和承重墻。” [2]目前，該墻體結構在世界很多國家得到廣泛的推廣及應用。在蒙古國、法國、西班牙、斯洛文尼亞、地中海國家、英格蘭、德國、非洲、沙特阿拉伯等一些國家都有“Rastra”體系的建筑。實踐證明，此結構在熱性能及結構方面有相當突出的優勢。

1.2國內發展狀況

我國在近幾年開始引進EPS新型節能墻體技術，經國內企業自行改良使該項技術逐步的廣泛應用于各種建筑工程。在我國，EPS新型節能墻體的研究和應用還處于起步階段，目前此墻體結構多數用于低矮建筑，如:別墅、農民自建3層以下民房、倉儲用房等建筑。尤其是在寒冷和炎熱地區，此結構更能發揮其節能的優越性。哈爾濱工程大學對“Rastra”新型節能墻體的抗震性能試驗研究中提出，此種墻體的橫向構件類似于短梁，豎向構件類似于短柱，形式上類似于整體小開口剪力墻。2006年中國建筑科學研究院結構所對此墻體的抗震性能試驗研究中得出:格構式混凝土墻體的抗剪能力、破壞形態、抗震耗能力弱于實心混凝土墻，但對于應用范圍縮小后，能夠適用于不超過6層住宅類建筑(如抗震烈度設防不超過8度，層高≤3m，開間≤ 4.5m)[3]。此墻體結構能否應用于更高層的建筑物還有待進一步的研究。2002年清華大學土木工程系在對此種保溫砌模混凝土墻體抗震性能試驗研究中得出:保溫砌模現澆承重墻體系可以滿足8度設防的7層住宅受剪承載力要求和抗震墻結構小震時的層間位移角要求[4]。此墻體結構能否應用于更高層的建筑物還有待進一步的研究。

2 EPS新型節能墻體的性能特點

2.1新型節能墻體的優點:

2.1.1材料加工:(1)EPS保溫模塊可以批量生產，生產工業化集中程度高;(2)生產EPS保溫模塊的材料，來自工業廢料，加工過程屬于廢物再利用，既環保又經濟(3)造價低廉。

2.1.2結構自身:(1)混凝土澆筑與模塊良好的固結，墻體的整體性好，剛度大;(2)結構本身自重輕，既輕質又承重;(3)保溫隔熱，節能性好;(4)防火性能較好;(5)抗震性能優越，相比實心鋼筋混凝土剪力墻能夠抵抗更大的變形。

2.1.3施工過程:(1)對施工人員的技術水平要求較低;(2)保溫承重一體化施工，施工速度快，周期短。

2.2新型節能墻體的缺點:

(1)墻體的剛度及承載力比相同尺寸的實心剪力墻小;(2)房間的開間受限制，層高受限制，因此應用此墻體結構的建筑其空間布局收到一定限制。

3 EPS新型節能墻體的制作及施工工藝

3.1EPS保溫模塊的生產工藝

采用流水施工生產線，其生產流程:聚苯乙烯發泡料→裝料混合攪拌(加水、水泥、外加劑)→漿料入模→加壓→尺寸控制→脫模→養護→組合粘結→成型→檢驗合格為成品

3.2新型節能墻體的現場施工工藝

①基礎施工→②預埋豎向鋼筋→③墻體保溫模塊拼裝、粘接牢固→④綁扎水平鋼筋→⑤澆筑自密實混凝土→⑥養護→⑦屋面工程→⑧墻體抹灰→⑨裝飾工程，其中③和④分層交替進行。(注:由于墻體外部結構的保溫模塊具有良好的保溫性能，因此灌注的混凝土可以利用自身的自由水和水化熱進行獨立養護，早期強度增長快，免除了夏季施工的保濕措施和冬季施工的保溫措施，施工條件可以不受季節限制。)

4結論:

(1)EPS新型節能墻體實現了半預制和半現澆的完美結合，其結構兼顧保溫隔熱、輕質承重、環保經濟等特點，符合我國墻改的要求，緊跟時代腳步，該墻體在我國應用及推廣將帶來巨大的社會效益和經濟效益;

(2)EPS新型節能墻體施工速度快，周期短，且抗震性能良好，尤其適合地震災區重建;

(3)EPS新型節能墻體既保溫又隔熱，適宜在東北寒冷地區及南方炎熱地區房屋建筑中廣泛推廣。

參考文獻

【1】柴杰.墻體改革與循環經濟[J].中國學術期刊，2007(24).

【2】張國俠.新型節能墻體結構的抗震性能研究[D].哈爾濱工程大學，2007 (6).

【3】劉軍進，王翠坤，肖從真.水泥聚苯模殼格構式混凝土墻體抗震性能研究[J].建筑結構，2006(6).

【4】孫建超，錢稼茹，方鄂華，胡慶昌，馮葆莼.小剪跨比保溫砌模混凝土墻抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2002，23(2):19-26.