孙有勇,张明,廖坤
（安徽建工集团有限公司建筑设计研究院，安徽 合肥 230001）
0 前 言
建筑节能是我国的基本国策，为贯彻执行国家节约能源、保护土地资源和发展新型墙体材料的政策，提高外墙保温的防火性能、耐久性能和可靠性能，丰富外墙立面粘贴瓷砖等装饰效果，研发、推广外墙自保温系统是建筑节能界的热点。
将煤矸石废渣资源化利用，节土、节地、避免煤矸石的堆放污染环境，烧结煤矸石保温砌块它既能综合利用再生资源变废为宝，与国家提出的循环经济理论及经济可持续发展理论相吻合，符合国家产业政策；又满足绿色建筑、低碳社会发展的要求，是墙体材料发展的主要方向。
我省近几年研发生产、工程试用的烧结页岩保温砌块、烧结煤矸石保温砌块具有保温隔热性能较好，生产能耗低，节能效果明显，外墙保温安全性高，耐久性，外墙自保温结构能够达到与建筑节能同寿命；同时烧结页岩、煤矸石保温砌块性能通过合理设计能够满足安徽省建筑节能50%的要求。具有显著的经济、社会和环境效益。
烧结页岩保温砌块、烧结煤矸石保温砌块与国家提出的循环经济理论及经济可持续发展理论相吻合，符合国家产业政策，又满足绿色建筑、低碳社会发展的要求，是墙体材料发展的主要方向。
1 原材料选择
一般情况下，页岩中SiO2含量为45%～80%，Al2O3含量为12%～25%，Fe2O3含量为2%～10%，CaO含量为0.2%～12%，MgO含量为0.1%～5%。而煤矸石中SiO2含量为45%～60%，Al2O3为10%～5%，Fe2O3为2%～8%，CaO为0～12%，MgO为0～2.5%，K2O+Na2O为0～3%。烧失量为10%～20%，其化学成分基本符合煤矸石制砖的要求。
2 产品规格与性能
用页岩、煤矸石为原材料的烧结出来的保温砌块符合《烧结保温砖和保温砌块》（GB/26538-2011）的标准要求。其主要性能指标为：规格YB(MB)B(290×240×190)900 MU5.0 1.00：密度等级（810～900）kg/m3、抗压强度平均值≥5.0MPa、抗风化性能(饱和系数平均值)≤0.78、传热系数（0.91～1.0）W/(m2·k)。烧结页岩、煤矸石保温砌块规格见图1。
图1 烧结页岩、煤矸石保温砌块规格
如图1所示为烧结页岩、煤矸石保温砌块产品规格，尺寸满足建筑模数、性能达到建筑节能要求，构造简易、耐久性（与建筑同寿命）、防火性、安全性、经济性、施工周期短等优势。且克服了传统的外墙外保温具有：有机保温材料易燃，容易引起火灾；外墙外保温材料易脱落，引发事故；保温性能差；无法与建筑物同寿命；限制外墙材料的使用；外墙易开裂、渗漏；不耐冲击；施工不方便；造价较高等弊端。
烧结页岩、煤矸石保温砌块性能指标还符合《烧结空心砖与空心砖砌块》（GB13545）的规定。见表1。
3 自保温设计
3.1 设计理念
与传统的墙体外保温构造方式相比，烧结页岩、煤矸石空心砖框架柱梁墙体有3种保温方式：全包柱墙体构造、半包柱墙体构造和外露柱墙体构造。其设计思想贯彻执行国家节约能源、保护土地资源和发展新型墙体材料的政策，提高外墙保温的防火性能、耐久性能和可靠性能，丰富外墙立面粘贴瓷砖等目的。将煤矸石废渣资源化利用，节土、节地、避免煤矸石的堆放污染环境。烧结煤矸石保温砌块保温隔热性能较好，且生产能耗也低，节能效果明显，外墙保温安全性高，耐久性与建筑同寿命，具有显著的经济、社会和环境效益。
烧结页岩、煤矸石空心砖及保温砌体性能指标 表1
3.2 主要构造
烧结页岩、煤矸石保温砌块与传统外墙外保温对比，还具有以下性能特点：等级强度显著提高，热工性能明显改善。
3.2.1 配套砂浆
烧结页岩、煤矸石空心砖填充外墙时，其专用砌筑和抹灰砂浆宜选用聚合物砂浆，其性能指标应符合《墙体材料应用统一技术规范》（GB50574）的规定及表2和表3的要求。
根据《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007）规定：保温砌体建筑的墙体，应采用具有保温功能的砂浆砌筑。所以烧结页岩、煤矸石空心砖用于墙体自保温体系时，应使用具有保温功能的砂浆砌筑，这样既可以增加墙体粘结性、提高抗裂性，还可以改善整体保温隔热效果。
当需要提高烧结页岩、煤矸石空心砖自保温墙体的热工性能时，宜选用膨胀玻化微珠轻质砌筑砂浆，其性能指标应符合《膨胀玻化微珠轻质砂浆》（JG/T283）的规定及表4的要求。
3.2.2 外墙热桥处理钢筋混凝土框架结构梁、柱和剪力墙部分等“热桥”部位，必须符合外、内保温系统才能使外墙的平均传热系数Km满足节能标准规定。热桥部分外保温可选用岩棉板、酚醛泡沫板、无机保温砂浆、胶粉聚苯颗粒保温砂浆、蒸压加气混凝土砌块（其热工参数见表5），也可选用烧结页岩、煤矸石空心砖。
砌筑砂浆性能指标 表2
砌筑砂浆性能指标 表3
砌筑砂浆性能指标 表4
砌筑砂浆性能指标 表5
传统的墙体外保温构造方式相比，烧结页岩、煤矸石空心砖框架柱梁墙体有3种保温方式：全包柱墙体构造、半包柱墙体构造和外露柱墙体构造如图2。
4 施工要点
4.1 砌体
图2 烧结页岩、煤矸石空心砖框架柱梁墙体保温方式
外墙及分户墙砌体厚度应不小于200mm，砌筑时，烧结页岩、煤矸石空心砖的空洞应平行与墙长，填充孔应在外墙外侧，配砖孔洞应垂直于砌体(根据砌体需要配砖空洞也可平行于墙长)。砌筑时应提前1d～2d浇水湿润，保证砌筑面潮湿。砌筑前应在砌筑位置标出墙边线及门窗洞口边线，有防潮要求的砌体底部至少应砌两皮（先）配砖，门窗洞口两侧应配砖实砌。砌体接近梁、楼板底时应留一定后塞口，至少间隔14d后，再用配砖斜砌衬牢挤齐，斜度为45°～60°，且砌筑砂浆应饱满。
砌筑烧结页岩、煤矸石空心砖砌筑时应先从转角或定位处开始向两侧排块，内外墙应同时排砌，纵横方向交错搭接，上下皮错缝，一般搭砌长度不小于1/3砖长，上下皮错缝1/2砖长。半块以上的复合页岩空心砖宜。用粗齿锯加工制作，不得采用砍凿方法，第一皮复合页岩空心砖砌筑必须进行试摆。灰缝应横平竖直，水平灰缝厚度和竖直灰缝宽度宜为10mm，但不应小于8mm，也不应大于12mm。当有拉结筋时，灰缝厚度宜为10mm～12mm。
烧结页岩、煤矸石空心砖砌筑时采用铺浆法，一次水平铺浆长度不应大于650mm，当气温超过30℃，长度不应大于450mm，水平灰缝饱满度应不小于90%；竖缝采用顶面挂浆挤紧刮缝，确保灰缝饱满度，且不得出现透明缝、瞎缝和假缝。
烧结页岩、煤矸石空心砖砌体的端头、转角、交接处应用配砖砌筑，并在水平灰缝中设置拉结筋或钢网片。拉结筋配置不小于HPB300 2Ø6，预埋长度应符合设计要求。拉结筋竖向间距为4匹砖高(约500mm)，抗震设防6度地区每间隔两道拉结筋应设置一道沿墙长贯通拉结筋。砌体中不宜留设脚手架孔洞，不得开槽，应在砌筑时预埋穿线管或预留管线槽。门窗过梁支承处应用配砖砌筑或设置构造柱;安装过梁的梁垫时，其标高、位置及型号必须准确，座浆饱满，如座浆厚度超过20mm时，应采用细石混凝土铺垫。过梁安装两端支承点的长度应相同。
4.2 构造
拉结筋、构造柱、水平系梁、窗台、门窗等构造安装应符合设计要求。直径大于100mm的穿墙管线孔洞应预留，不得随意开凿，且周边应进行防裂防渗处理。挂网要求：①墙体构造的不同材料连接处均应挂热镀锌电焊网，两边与基体搭接宽度均不应小于150mm；②顶层框架填充外墙应满挂热镀锌电焊网；③外墙饰面为面砖时应满挂热镀锌电焊网，外墙饰面为涂料时可挂耐碱玻璃纤维网布；④挂网前应清理基层浮灰油污，绷紧固定耐碱玻璃纤维网布或热镀锌电焊网后再做墙体抹灰或热桥抗裂抹灰。为防止抹灰层开裂，外墙抹灰面积大于16m2应做分格缝，间距不宜大于4m，分格缝宽10mm、深5mm，宜采用聚合物防水砂浆或柔性密封材料嵌缝，缝内浆体应饱满表面光洁无砂眼。
4.3 墙体热工节能设计和热桥处理
墙体及热桥处理按《安徽省居住建筑节能设计标准》（DB34/1466-2011）和《安徽省公共建筑节能设计标准》（DB34/1467-2011）的规定经热工设计计算确定。热桥处理：①热桥保温材料的技术性能要求应符合有关标准的规定；②热桥保温材料选用岩棉板、酚醛泡沫板(以下简称保温板)时，其构造应符合相关标准规定和设计要求;选用无机保温砂浆、胶粉聚苯颗粒保温砂浆(以下简称保温砂浆)时，保温层厚度应不大于40mm，宜满挂网，采用锚栓固定、抗裂砂浆抹面;当热桥部位保温材料厚度为50mm～100mm时，可选用蒸压加气混凝土砌块等保温砌块，并用热桥保温材料粘砌聚合物水泥胶浆粘砌，应满挂网，采用锚固件固定、抗裂砂浆抹面;热桥部位保温材料热工参数应符合规定，热桥保温材料粘砌聚合物水泥胶浆的性能指标应符合规定。当热桥处理选择其他保温隔热材料时，应符合相应标准规定。热桥部位保温材料抗裂措施可参照《墙体节能建筑构造》(06J123)标准设计图集的相关规定进行处理。
4.4 墙体抹灰
烧结页岩、煤砰石空心砖墙体抹灰宜采用建筑干混抹灰砂浆。内外墙抹灰应严格按设计要求进行，砌体砌筑完成后不应立即抹灰，应待砌体含水率达10%～15%收缩稳定后再做墙体抹灰层。抹灰时应先做砌体表面清理、界面处理;应分层抹灰，一次抹灰厚度不宜大于15mm，总厚度宜控制为20mm，最后抹平收光。两种不同材料之间的接茬处(包括埋设管线槽)，应采用聚合物防水砂浆和耐碱玻璃纤维网布加强，然后再抹灰。抹灰砂浆用砂含泥量不得大于3%现场配制抹灰砂浆应严格按设计配合比要求计量投料。掺有外加剂的砂浆，应按有关操作说明搅拌。抹灰砂浆层应加强养护。
5 结 论
①烧结页岩、煤矸石烧结保温砌块具有强度较高、自重小、保温性能高、防火隔音性能好等特点。
②烧结页岩、煤矸石空心砖框架柱梁墙体保温方式施工简易，缩短施工工期，提高施工效率。
③烧结页岩、石烧结自保温砌块自保温设计能够达到50%节能要求。
④工程造价上与传统外墙外保温材料相比，烧结页岩、石烧结自保温砌块自保温工程每平方米能节省50元左右。
[1]DB34/1466-2011，安徽省居住建筑节能设计标准[S].
[2]GB26538-2011，烧结保温砖和保温砌块[S].
[3]GB50174-2010，墙体材料应用统一技术规范[S].
[4]徐书杰，李法浩，等.全煤矸石烧结模数多孔砖的设计及其砌体的熬工性能试验研究［J］.砖瓦，2006(5).
[5]许国东，武维辉.煤矸石烧结砌块自保温砌块的生产应用[J].江苏建筑，2014(4).
