EPS泡沫混凝土复合墙板热工性能研究

黄滟雯吴浩王刚

（1.西华大学土木建筑与环境学院， 四川 成都 610000）（2.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所， 广东 湛江 524091）（3.攀枝花学院土建学院， 四川 攀枝花 617000）

0 引言

随着科技的进步，污染的日益严重，资源的日益匮乏，绿色建筑已成为建筑行业科学发展的大趋势[1]。目前我国对于绿色建筑的装配式钢结构、装配式混凝土结构等的研究逐渐增加，而作为绿色建筑装配式结构的重要组成部分围护结构的研究还有待提高[2-3]。围护结构起着保温隔热、隔声、防水防潮等作用，其中墙板的热工性能对建筑节能起着重要作用。

现阶段可应用于装配式建筑的保温隔热一体化墙板有薄壁混凝土岩棉复合外墙板、混凝土聚苯乙烯复合外墙板、混凝土膨胀珍珠岩复合外墙板、钢丝网水泥保温材料夹芯板、SP 预应力空心板、加气混凝土外墙板等，但这些墙板都各自有着各自的不足之处。EPS泡沫混凝土复合墙板作为一种新型复合墙体拥有质轻、保温、隔热、隔声、防潮、防水、墙面可钉挂等优点，是个优良的装配式围护结构材料。现本文对EPS泡沫混凝土复合墙板的热工性能进行探究。

1 复合墙板组成材料

EPS泡沫混凝土复合墙板尺寸为2440x610x120mm，是一种“三明治”型夹心保温板材。上下两层面板采用的是 10mm厚的硅酸钙中纤蒸汽板，此板以硅、钙为主要材料，用辊压、加压技术，经压蒸养护、表面磨光等处理而制成。芯材是以聚苯乙烯颗粒、粉煤灰、矿渣、高效发泡水泥和多种外加剂配比而成的EPS泡沫混凝土。

2 复合墙板热阻理论计算

EPS泡沫混凝土复合墙板是由硅酸钙中纤蒸汽板和EPS泡沫混凝土组成的，根据《民用建筑热工设计规范》（GB 50176-2016）中对复合围护结构的有关要求进行计算。

EPS泡沫混凝土导热系数为0.281 W/(m□K)，根据毛站红对不同硅酸钙板导热系数进行的研究，墙板采用的硅酸钙中纤蒸汽板导热系数取0.204。

多层匀质材料层组成的围护结构平壁热阻的计算公式：

式中：R1，R2 Rn——各层材料的热阻。计算得出 EPS泡沫混凝土复合墙板的热阻为0.689。

3 复合墙板热工性能测试

3.1 试验方法

本试验通过测定复合墙体的导热系数来判定其导热能力。测定复合墙体的导热系数有稳态法和非稳态法，稳态法是建立一个在复合墙体各点的温度不随时间变化的稳态温度场，然后测出复合墙板两侧的温度差和热流速率，从而计算出复合墙体的导热系数。试验采用北京世纪建通技术开发有限公司的JTRG-1建筑围护结构保温性能检测装置，此装置由热箱、冷箱、试件架和控制器组成。

在装置中砌筑1000x1000x120mm的复合墙板，在复合墙板的热箱面贴上两个热流计和五个温度传感器，其布置如图 2所示。热流计编号从上往下为 1号、2号，温度传感器从左往右、从上到下编号分别为1号、2号、5号、6号、7号。在复合墙板的冷箱面与热箱面相对应位置贴上五个温度传感器，如图 3所示。温度传感器从左往右、从上到下编号分别为3号、4号、8号、9号、10号。冷箱温度为室外温度，温度控制在 9℃—15℃，热箱温度控制在 31℃左右，热流计和温度传感器温度通过箱体的数据传输通道与箱体外侧配套使用的 JTNT温度热流自动采集仪每一分钟进行一次采集。

3.2 试验结果分析

试验进行了24小时，测得的温度平均值、热流平均值。内侧墙面的温度稳定后在30℃左右，外侧墙面的25℃上下波动。热阻分析的方法有算数平均法和动态分析法，由试验数据计算结果可知算数平均法较动态分析法计算出的热阻高，传热系数低。

试验测得EPS泡沫混凝土复合墙板的热阻为0.676m2·K/W、导热系数为0.178 W/（m·k），与计算得出的热阻值0.689比较接近。

4 结论

EPS泡沫混凝土复合墙板具有较低的导热系数，保温隔热性能良好。其优良的热工性能、较低的吸水率、高强的吊挂力、较强的抗震能力和施工生产方便的性能使之可成为优良的装配式建筑围护结构。