自保溫混凝土復(fù)合砌塊構(gòu)造及弱化熱橋技術(shù)研究

蘆志國(guó)

傳統(tǒng)民用高層住宅建設(shè)過(guò)程中，大多數(shù)施工團(tuán)隊(duì)會(huì)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行施工，技術(shù)人員通常會(huì)使用頁(yè)巖多孔磚，疊加外保溫或增壓加氣混凝土砌塊填充外部墻體。由于鋼筋混凝土剪力墻的材料特性與氣體材料的特征明顯不同，在溫度變化過(guò)程中這2 種不同材料的膨脹系數(shù)有明顯區(qū)別。如果不重視這一問(wèn)題，在施工完成之后，外墻很容易出現(xiàn)空鼓或脫落方面的問(wèn)題，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)滲水或裂紋，影響房屋的使用功能，甚至使房屋存在安全隱患[1]。

1 自保溫混凝土復(fù)合砌塊概述

自保溫混凝土復(fù)合砌塊是指由粉煤灰、粗細(xì)集料、膠結(jié)料、外加劑和水等成分構(gòu)成的混凝土拌合料，經(jīng)過(guò)砌塊成型機(jī)成型，滿(mǎn)足保溫?zé)嵝阅芤螅恍枰僮霰靥幚淼亩嗯趴灼鰤K。與其他類(lèi)型的外墻建筑材料相比，自保溫混凝土復(fù)合砌塊的結(jié)構(gòu)較為特殊，可分成主體、面層及保溫層。主體由具備3 個(gè)孔的空心砌塊構(gòu)成，保溫層被設(shè)置在面層和主體層之間，這三者通過(guò)弧形結(jié)構(gòu)連接成整體，具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性。

自保溫混凝土復(fù)合砌塊的制作準(zhǔn)入門(mén)檻不高，不需要投入過(guò)高的制作成本，因此在當(dāng)前民用高層住宅建設(shè)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用。該復(fù)合砌體具有以下的特征：

1）防火性能。自保溫混凝土復(fù)合砌塊具有良好的防火性能。由于面層和主體之間有保溫板，因此在具體砌筑過(guò)程中，砌塊只需要和砌筑砂漿進(jìn)行接觸，不容易觸發(fā)火災(zāi)事故。除此之外，在外墻施工完成后，保溫板會(huì)被密封在保護(hù)層之內(nèi)，因此其本身是缺乏燃燒環(huán)境的，這種情況下觸發(fā)火災(zāi)事故的可能性極低。而諸如注塑等容易出現(xiàn)熱橋效應(yīng)的過(guò)程，其所使用的復(fù)合保溫模板外表會(huì)涂抹上砂漿，因此整個(gè)自保溫系統(tǒng)的防火性能都較為優(yōu)越[2]。

2）保溫性能。自保溫混凝土復(fù)合砌塊具有優(yōu)良的保溫性能。具體而言，在使用自保溫混凝土砌塊進(jìn)行墻體砌筑的過(guò)程中，其左邊的保溫板凸起會(huì)和右邊保溫板凸起相互配合，因此砌塊左右會(huì)形成一個(gè)整體性較高的保溫墻體，這樣一來(lái)，砌塊之間的灰層會(huì)直接被保溫層隔斷，能發(fā)揮優(yōu)越的保溫性能。

3）耐久性能。自保溫混凝土復(fù)合砌塊具有優(yōu)良的耐久性能。由于砌塊保溫層形成了一個(gè)較為密閉的空間，因此內(nèi)部的基本保溫材料不容易受到外部紫外線(xiàn)的影響，也不容易遭受化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。同時(shí)，聚苯保溫板與空氣之間也沒(méi)有交互渠道，其不容易出現(xiàn)氧化問(wèn)題，耐久性更高。

4）成本低廉。自保溫混凝土復(fù)合砌塊具有造價(jià)成本低的優(yōu)勢(shì)。在建筑施工過(guò)程中使用該類(lèi)砌塊，施工建設(shè)的周期就會(huì)更加可控。在外墻施工建設(shè)過(guò)程中，砌筑砂漿的使用量也會(huì)大幅度縮減。除此之外，由于該類(lèi)砌塊有自保溫的功能，因此不需要額外進(jìn)行保溫措施，這部分費(fèi)用也能得到減省，故而該類(lèi)材料的使用是較為經(jīng)濟(jì)合理的[3]。

2 熱橋效應(yīng)的概念

熱橋效應(yīng)，即熱傳導(dǎo)的物理效應(yīng)，主要發(fā)生在建筑物的外圍結(jié)構(gòu)層中，因不同材料或不同建筑構(gòu)造導(dǎo)致的導(dǎo)熱系數(shù)不一致，進(jìn)而引起熱傳導(dǎo)不均勻的情況。相比普通的砌墻材料，混凝土材料的熱傳導(dǎo)性能更為優(yōu)良。混凝土材料的導(dǎo)熱性是普通磚塊導(dǎo)熱性的2 ～4 倍。如果目標(biāo)施工地點(diǎn)的室內(nèi)通風(fēng)條件差，室內(nèi)外溫差大，外墻結(jié)構(gòu)就會(huì)頻繁接觸冷熱空氣，墻體保溫層的導(dǎo)熱就容易出現(xiàn)不均勻的問(wèn)題，最終使墻體出現(xiàn)熱橋效應(yīng)。在該效應(yīng)影響下房屋內(nèi)墻容易出現(xiàn)滴水、發(fā)霉等問(wèn)題，如果不及時(shí)處理，建筑投入使用后就容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，從而直接影響建筑物的使用壽命[4]。

3 自保溫混凝土復(fù)合砌塊構(gòu)造策略

3.1 放線(xiàn)及設(shè)置拉結(jié)筋

使用自保溫混凝土復(fù)合砌塊時(shí)，要及時(shí)清除砌筑層面的殘?jiān)碗s物，使用更精準(zhǔn)的定位方式明確門(mén)位置線(xiàn)、窗位置線(xiàn)和洞口位置線(xiàn)，讓偏差控制在合理范圍內(nèi)。此外，技術(shù)人員還要依照原有的優(yōu)化設(shè)計(jì)圖設(shè)置拉結(jié)筋，布置構(gòu)造柱。在構(gòu)造柱植筋過(guò)程中，要盡可能保證上下對(duì)齊，否則在綁扎成型過(guò)程中，構(gòu)造柱極易出現(xiàn)扭曲變形等問(wèn)題。與此同時(shí)，施工人員還要及時(shí)使用塑料管對(duì)植筋孔的雜質(zhì)和灰塵進(jìn)行吹掃。在植筋膠凝固之前，不得隨意轉(zhuǎn)動(dòng)或拉拔鋼筋，否則會(huì)影響其穩(wěn)定性。在這一過(guò)程中，技術(shù)人員要使用標(biāo)尺，并根據(jù)皮繩桿的標(biāo)志來(lái)進(jìn)一步精準(zhǔn)確定拉結(jié)筋的位置。

3.2 合理完成排磚工序

在排磚過(guò)程中，技術(shù)人員要完成構(gòu)造柱和門(mén)洞口的處理，及時(shí)調(diào)整縫隙，根據(jù)確定的洞口門(mén)窗位置線(xiàn)完成尺寸核對(duì)，確保排磚模數(shù)長(zhǎng)度符合既定要求。施工人員要確保磚砌體的灰縫范圍在8 ～12 mm，并確保底部至少砌筑三層燒結(jié)頁(yè)巖的實(shí)心磚。此外，在外墻施工砌筑過(guò)程中，技術(shù)人員要及時(shí)了解窗洞的位置、高度，并利用吊線(xiàn)法及時(shí)進(jìn)行檢查，確保位置準(zhǔn)確，使外墻變得更加美觀[5]。

3.3 自保溫混凝土砌筑過(guò)程

砌筑過(guò)程中應(yīng)注意：第1，在外墻砌筑過(guò)程中，技術(shù)人員要及時(shí)擺正磚的位置，使其底面朝上反砌于墻上。在砌塊施工過(guò)程中，技術(shù)人員要一邊砌筑，一邊使用砂漿鋪設(shè)，灰縫必須橫平豎直。由于砂漿在鋪設(shè)后很容易失去塑性，因此要在砌筑階段及時(shí)進(jìn)行調(diào)平，不得隨意撞擊或移動(dòng)砌塊。如果調(diào)平后仍需要調(diào)整，就要及時(shí)完成原砂漿的清除工作，按照既定要求重新完成砌筑任務(wù)。第2，在墻體灰縫砌筑過(guò)程中，要合理控制豎向縫的寬度和水平縫的厚度，這2 個(gè)數(shù)據(jù)均要控制在8 ～12 mm。在具體砌筑施工過(guò)程中，要盡可能使用原漿進(jìn)行勾縫，如果仍出現(xiàn)缺灰問(wèn)題，技術(shù)人員要及時(shí)使用補(bǔ)膠手段來(lái)進(jìn)行壓實(shí)，理想狀態(tài)下會(huì)形成凹形縫。技術(shù)人員要及時(shí)測(cè)量凹形縫的深度，深度應(yīng)保持在約2 mm。第3，在灰縫處理過(guò)程中，應(yīng)盡可能優(yōu)先選擇坐漿法來(lái)進(jìn)行鋪設(shè)，以使砂漿填滿(mǎn)自保溫砌塊的底面。在對(duì)豎向灰縫進(jìn)行砌筑的過(guò)程中，應(yīng)盡可能讓自保溫砌塊的端面朝上，并及時(shí)填滿(mǎn)砂漿，以保證在砌上墻時(shí)讓砌塊擠緊砌面。同時(shí)，技術(shù)人員還要及時(shí)添加砂漿，并保證砂漿插搗密實(shí)。第4，在磚體、縱橫墻和內(nèi)外墻的砌筑過(guò)程中，需要使用同時(shí)砌筑的原理，且通過(guò)交錯(cuò)搭砌方式完成砌筑任務(wù)。在具體的磚體搭砌過(guò)程中，需要合理控制搭接長(zhǎng)度，不得小于90 mm。如果搭接長(zhǎng)度無(wú)法達(dá)到具體的標(biāo)準(zhǔn)要求，施工人員就要在灰縫中設(shè)置點(diǎn)焊鋼筋網(wǎng)片，并合理控制鋼筋網(wǎng)片兩端和豎縫之間的距離，把距離控制在400 mm之內(nèi)，豎向通縫不應(yīng)超過(guò)2 塊自保溫砌塊之間的距離。

3.4 關(guān)注砌筑事項(xiàng)

在具體砌筑過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)使用相互交錯(cuò)搭砌的方式來(lái)完成任務(wù)。如果中間出現(xiàn)了臨時(shí)間斷處，工作人員應(yīng)砌成斜槎，斜槎水平投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于高度的2/3，否則砌筑質(zhì)量將會(huì)受到負(fù)面影響。由于其本身所使用的是自保溫混凝土砌塊，因此不得與其他材料混用，否則會(huì)影響其最終的保溫性能。如果仍需要進(jìn)行鑲砌，技術(shù)人員就應(yīng)盡可能選擇與保溫混凝土砌塊相匹配的材料進(jìn)行成套砌筑。

此外，技術(shù)人員還應(yīng)重視砌筑過(guò)程中的施工進(jìn)度，對(duì)砌筑高度應(yīng)控制在每天約1.4 m，需要使用預(yù)制混凝土塊。在洞口、門(mén)窗等固定節(jié)點(diǎn)，使用實(shí)心預(yù)制混凝土塊進(jìn)行加固。在這一過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先選擇等級(jí)強(qiáng)度在C25以上的混凝土完成預(yù)制工作。技術(shù)人員應(yīng)盡可能根據(jù)砌塊的規(guī)格和模數(shù)確定混凝土預(yù)制塊的大小。

在一般情況下，混凝土預(yù)制塊的寬度要與墻體厚度相同，混凝土預(yù)制塊的高度要與砌塊相同。技術(shù)人員需利用現(xiàn)場(chǎng)集中加工的方式，及時(shí)完成預(yù)制塊制作方面的任務(wù)，并及時(shí)將制作好的預(yù)制塊按照?qǐng)D標(biāo)指定位置進(jìn)行擺放，避免錯(cuò)放、漏放等問(wèn)題。該過(guò)程中，上下距離不得超過(guò)150 mm，中間間距不得大于500 mm。與此同時(shí)，施工人員還要確保門(mén)窗固定片的安裝位置沒(méi)有過(guò)大的誤差。

3.5 有效進(jìn)行分層抹灰

在分層抹灰過(guò)程中，技術(shù)人員要合理使用抗裂防水砂漿，并將抹灰厚度控制在5 ～7 mm。在首次抹灰完成后，要等待2 ～3 d 才能進(jìn)行第二次抹灰。在第二遍抹灰工序開(kāi)始前，需要在保溫砌塊墻體和夯交界部位鋪設(shè)增強(qiáng)網(wǎng)，相應(yīng)鋪設(shè)方向應(yīng)與抹灰前沿長(zhǎng)度、方向保持一致。與此同時(shí)，交界處外墻內(nèi)側(cè)懸掛的增強(qiáng)網(wǎng)應(yīng)比保溫砌塊搭接長(zhǎng)度短150 mm。在具體掛網(wǎng)階段，混凝土墻可用射釘固定，而砌塊墻則應(yīng)采用鋼釘來(lái)進(jìn)行固定。鋼釘宜釘在灰縫中，釘?shù)拈g距不宜大于400 mm。在增強(qiáng)網(wǎng)施工過(guò)程中，應(yīng)使用熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)。

在進(jìn)入第三遍抹灰后，應(yīng)將抗裂砂漿涂抹厚度控制在約3 mm，并使用專(zhuān)業(yè)工具把耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布?jí)喝肷皾{內(nèi)部。完成底層抗裂砂漿施工后，技術(shù)人員要時(shí)刻關(guān)注其變化情況，在適宜時(shí)間進(jìn)行面層抗裂砂漿施工。面部施工厚度應(yīng)控制在約2 mm。

3.6 嚴(yán)格把控復(fù)合砌塊構(gòu)造施工質(zhì)量

在具體的自保溫混凝土復(fù)合砌塊構(gòu)造過(guò)程中，技術(shù)人員還要嚴(yán)格按照既定的質(zhì)量控制策略和方案，完成構(gòu)造施工的一系列操作：第1，在大面積砌體施工工序開(kāi)始之前，要按照既定施工流程完成示范樣板的制作，并及時(shí)完成驗(yàn)收，且在確定驗(yàn)收合格后才可進(jìn)行后續(xù)的大面積砌體施工。第2，在進(jìn)行構(gòu)造柱模板施工建設(shè)的過(guò)程中，為了提升其穩(wěn)定性，要使用對(duì)拉螺桿來(lái)加固，技術(shù)人員不得使用火鉤破壞墻體，否則會(huì)影響最終的施工效果和質(zhì)量。第3，在模板支設(shè)工作開(kāi)始之前，要先使用雙面膠條對(duì)澆帶位置進(jìn)行粘貼。這是一種防止混凝土澆筑漏漿問(wèn)題出現(xiàn)的重要方法。在保存砌筑砂漿的過(guò)程中，應(yīng)避免將砌筑砂漿直接傾倒在混凝土結(jié)構(gòu)上，否則也會(huì)影響后續(xù)的施工操作。技術(shù)人員不得在樓層內(nèi)私自加水，攪拌砂漿。第4，在進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)澆筑的過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇使用外掛式的震動(dòng)器或手機(jī)平板振動(dòng)器完成振搗工作，確保混凝土密實(shí)度。第5，在抹灰工程開(kāi)始之前，要提前完成預(yù)埋管線(xiàn)安裝等工作，確保相應(yīng)管線(xiàn)和開(kāi)關(guān)的安裝符合抹灰要求。

4 弱化熱橋效應(yīng)的策略

4.1 增加自絕緣塊的厚度

為了弱化外墻建筑的熱橋效應(yīng)，要密切關(guān)注自保溫混凝土復(fù)合砌塊的熱阻值。熱阻值與砌塊厚度具有緊密關(guān)聯(lián)，砌塊厚度越大，熱阻值越高，熱量散發(fā)效果差；砌塊厚度越小，熱阻值越低，熱量散發(fā)效果好。在設(shè)置自絕緣塊的過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的加厚處理。這樣一來(lái)，即便自絕緣塊的體積、密度并沒(méi)有發(fā)生較為明顯的變化，其熱阻值也會(huì)明顯上升，增強(qiáng)自保溫混凝土復(fù)合砌塊保溫性能。

4.2 添加輕質(zhì)性的骨料成分

為了進(jìn)一步凸顯自絕緣塊的隔熱功效，在使用自保溫混凝土復(fù)合砌塊的過(guò)程中要關(guān)注塊基板性能。研究發(fā)現(xiàn)，如果自絕緣塊中的孔數(shù)量保持一致，那么基板的阻熱值就會(huì)大幅度上升，從而影響后續(xù)的導(dǎo)熱效果。而輕骨料、煤渣及建筑回收材料等會(huì)影響氣塊的基本性能，從而影響絕緣器的強(qiáng)度。

為了凸顯砌塊的耐熱、隔熱優(yōu)勢(shì)，技術(shù)人員要在砌塊的基礎(chǔ)材料中添加一些輕質(zhì)性的骨料成分，提升砌塊材料的隔熱和保溫功效[6]。

4.3 提升保溫新材料的施工效果

在自保溫混凝土復(fù)合砌塊砌筑過(guò)程中，技術(shù)人員要養(yǎng)成隨鋪隨砌的好習(xí)慣，并在自保溫混凝土復(fù)合砌塊的底面鋪設(shè)保溫新材料。在這一過(guò)程中，技術(shù)人員要及時(shí)控制垂直度和平整度，以降低自保溫混凝土復(fù)合砌塊使用過(guò)程中熱橋效應(yīng)出現(xiàn)的概率。

4.4 做好灰縫熱橋處理工作

技術(shù)人員可使用聚氨酯發(fā)泡等填補(bǔ)縫隙。需要注意，發(fā)泡方向控制難度較大，一旦出現(xiàn)發(fā)泡向外墻板膨脹，極易破壞外墻板防水性能，從而直接影響外墻的防熱橋效應(yīng)性能。為了解決這一問(wèn)題，在自保溫混凝土砌塊使用過(guò)程中，要重視灰縫處理工作：第1，在進(jìn)行砌筑的過(guò)程中，上下縫隙一定要錯(cuò)開(kāi)，墻體需要貫穿一定量的拉結(jié)筋，否則房屋建筑的穩(wěn)定性無(wú)法得到保障。第2，在施工過(guò)程中，技術(shù)人員要保障砂漿的飽滿(mǎn)度，將上皮與下皮的縱向灰縫錯(cuò)開(kāi)距離控制在15 cm以上。如果無(wú)法達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員就需要在橫向灰縫中添加長(zhǎng)度適宜的拉結(jié)鋼筋。

需要注意，技術(shù)人員不得用水沖漿灌縫。砂漿應(yīng)采用機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間自投料完算起，應(yīng)將攪拌時(shí)間控制在2 min 以上。為了使砌筑砂漿的使用性能達(dá)到既定要求，技術(shù)人員需要在攪拌的同時(shí)，將砌筑砂漿運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。技術(shù)人員需要在攪拌工作結(jié)束后4 h 內(nèi)，完成水泥砂漿施工的各項(xiàng)操作。如果在外墻砌筑過(guò)程中遭遇了高溫天氣，施工人員應(yīng)在2 ～3 h內(nèi)用完砂漿，否則會(huì)影響砂漿性能，導(dǎo)致外墻體出現(xiàn)熱橋效應(yīng)。

4.5 創(chuàng)新使用多排薄壁孔的設(shè)計(jì)

自保溫混凝土復(fù)合砌塊的隔熱層的制作工藝不復(fù)雜，使用的材料也較為單一，這會(huì)使空心空間的厚度值與砌塊熱阻值產(chǎn)生一定的數(shù)值差。簡(jiǎn)言之，隔熱塊的空心厚度值一旦增大，砌塊熱阻值也會(huì)不斷增大，這樣隔熱塊的耐熱性能就會(huì)進(jìn)一步凸顯。但如果將熱阻塊長(zhǎng)度延伸約40 mm，那么熱阻值會(huì)呈現(xiàn)出緩慢減少的趨向。對(duì)此，技術(shù)人員進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)自絕緣塊的熱障孔行數(shù)增多，熱阻性能會(huì)得到進(jìn)一步提升。因此，要想改善自保溫混凝土砌塊的導(dǎo)熱性能，技術(shù)人員可根據(jù)砌塊厚度，使用多排薄壁孔的設(shè)計(jì)方案，弱化外墻投入使用后出現(xiàn)的熱橋效應(yīng)。

5 結(jié)語(yǔ)

將自保溫混凝土復(fù)合砌塊合理運(yùn)用于民用高層建筑外墻施工中，能提升工程建設(shè)質(zhì)量。施工團(tuán)隊(duì)需要在具體施工過(guò)程中關(guān)注熱橋效應(yīng)，制訂具有可行性的弱化熱橋效應(yīng)的策略，如增加自絕緣塊的厚度、添加輕質(zhì)性的骨料成分、提升保溫新材料的施工效果、做好灰縫熱橋處理工作、創(chuàng)新使用多排薄壁孔的設(shè)計(jì)等，保障建筑物的使用安全，延長(zhǎng)其使用壽命。