专利名称：保温隔音砌块及砌筑方法
技术领域：
本发明涉及建筑用墙材，具体地说是一种保温隔音砌块及砌筑方法。
背景技术：
现全世界都处在能源紧张状态，另外地球所供人类有限的能源很快就会用光，所以除了开发新能源外必须尽量节约能源消耗，而建筑能耗占我国总能耗的46.7％，所以从今年七月一日起，全国必须节能50％(有的城市节能65％)，才能应付现有的紧张形势。在我国建筑节能的能耗占总能耗的30％，发达国家只占10％；我国的建筑能耗是发达国家的3倍，现在世界各国通用的办法就是以保温材料为主体的复合墙体。我国也是一样，这样即增加了建筑成本，又带来诸多不便，因此开发新材料势在必行。
从砌筑上看以砌390×190×190的砌块为例，因为现有技术手段砌出的砌块空洞大(在中部设置，空洞尺寸为130mm)必须用一个托堵住孔洞才能抹砂浆，而且齿缝太高(为190mm)，放浆困难，速度很慢，操作工人不愿意干，所以这种砌块在我国推广很困难，加之抹灰面为26％，结合强度不够，必须隔一段距离在洞内加钢筋灌混凝土以增加强度。低精度等级如390×190×190工程，砌筑后要用砂浆找平(须在墙的里外抹桨)，占了造价的10-15％，工期占30％，多用劳力30％。另外，各种砌块包括粘土砌块均存在无法克服的受力裂纹及变形裂纹的毛病。
发明内容
为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种能实现砌筑后的墙体无受力裂纹及变形裂纹、结合强度高、节能、低耗、快捷的保温隔音砌块及砌筑方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下保温隔音砌块具有隔断槽，根据各地域建筑结构及节能要求决定砌块宽度、成份、隔断槽的数量；所述隔断槽至上而下透设于砌块，分离方式、交错布设，在平缝面为纵向对称结构；按重量百分比计，砌块成份为15～21％粘接剂、余量的骨料；其中所述粘接剂为5-7％石膏，5-7％白灰及5-7％水泥；所述骨料为粉煤灰、矿渣、建筑垃圾或炉渣；所述砌块抗压强度≥5Mpa，在尺寸上的公差为±0.20mm，齿缝为115mm；所述骨料颗粒小于等于10mm；隔断槽宽度为10-30mm，在砌块齿绛面边缘至少有一个隔断槽断面；隔断槽的空隙占砌块平缝总表面的30-45％；
所述砌块为承重砌块时，其抗压强度≥10Mpa，成份中所述骨料为矿渣、建筑垃圾或炉渣；所述砌块为用于框架结构的非承重砌块时，其抗压强度≥5Mpa，成份中所述骨料为粉煤灰。
所述保温隔音砌块的砌筑方法砌块之间的粘接为刚性粘接，没有灰口；砂浆干粉采用粉煤灰、矿渣、建筑垃圾或炉渣与水泥的混合成份，混合比例为能使砂浆的抗压强度≥10-15Mpa的重量比例，再按塌落度为80-100cm的量与水混合后，只在砌块的齿缝、平缝处抹灰；所述在砌块的齿缝、平缝抹灰具体操作为放置一抹灰工具于砌块的齿缝、平缝面上，把隔断槽的缝隙档住，露出砌块实体部分，倒砂浆于其上，刮齿缝及平缝后撤出抹灰工具，续置下一砌块；所述抹灰工具为与砌块表面结构相应的L型片状结构，即在砌块的隔断槽处为实体部分，在砌块的实体处为缝隙，其L型的短边尺寸与砌块齿缝面尺寸相应；所述砌块为承重砌块时，砂桨干粉中矿渣、建筑垃圾或炉渣与水泥重量百分比例配至使砂桨抗压强度大于等于10Mpa；所述砌块为用于框架结构的非承重砌块时，砂桨干粉中粉煤灰与水泥重量百分比例配至使砂桨抗压强度≥15Mpa。
本发明具有如下有益效果1.隔音保温效果好。本发明所述隔断槽充分采用热工学、传热学原理，并很好的组织气流，通过砌块自身结构变化把空气按要求围成所需要的形状、宽度、长度等，充分利用导热系数最少的原理来实现本发明，达到不用另加保温层而达到保温节能要求，隔音达到65分贝。然而，世界上通用的不保温砌块(390×190×190砌块)所有的肋是混凝土的，导热系数λ＝1.72w/m·K，中间空洞太大，在外界温差作用下洞内空气自动对流，放热系数α＝7.5w/m2·K(近砌体导热系数的五倍)，所以保温效果不好，R＝0.12w/m2·K，并且隔热也不好。
2.砌块砌筑时本发明采用抹灰工具(与砌块表面结构相应，L型片状结构)，可方便地把隔断槽的缝隙挡住，抹灰非常快，且抹灰面可达70％，结合强度高，省钱、省工、省力，克服了现有技术砌筑上砌块因空洞大而用托堵住孔洞再抹砂浆、齿缝高放浆更困难，速度很慢，操作不便，很难推广，结合强度不够等不足，非常受操作工人欢迎。
3.从精度上看，而本发明砌块精度为±20mm，可免去两面抹灰工序，与现有技术如390×190×190的低精度等级(抹灰占该项工程造价的10-15％，工期占30％，多用劳力30％)相比，不用砌筑后再砂浆找平，省工省料。
4.本发明砌块由于期间没有灰口，砌筑时砌块为刚性粘接，砂桨成分和砌块骨料一致，其热胀冷缩系数相同；以及本砌块由于有不联体(即隔断槽)部分，在制备时脱模后可以有微小变形，消除了成型内应力，不像现有技术中(如390×190×190)砌块压制成型时有很大的内应力，存在无法克服的受力裂纹及变形裂纹问题。
5.本发明砌块的制备工艺可采用我国传统的粘土砌块模数关系及相关的设计，施工、验收规范，不像其它砌块必须有若干种形状才能满足要求，而本发明只要有一整块、一辅助砌块240×115×57即可。
6.本发明砌块为绿色环保材料，减少很多环保投资。表现在以下四方面1)所使用的材料为除生活垃圾外的废料，如建筑垃圾、粉煤灰、矿渣、炉渣等，均为绿色墙体材料；2)生产过程无二次污染，由于节能的原因，用本发明砌块盖房可减少65％空气污染；3)有很好的保温效果；4)材料破碎后可再利用。
7.砌块配方中加一种粘接剂使之早强，另外两种粘结剂按比例搭配成型后不再用水养生，可互相补充(如白灰起放水作用，水泥吸水)，用以增加强度。
8、发明具有很好的经济效益、社会效益，具体如下A.经济效益1)技术先进更体现在经济效益上，在和其它砌块价格相同时，采用本发明砌块建节能住宅，建筑造价可降低80元/m2(建筑面积)，深受房产商欢迎，采用本发明砌块生产墙材的厂家生产利润可在100-200％左右。
2)节能。与现有技术中各种砌块相比，本发明砌块建节能住宅能节省大量煤炭、电力、锅炉、管道、暖气片等，并可净化环境。
3)本发明的实施将会是建筑行业发展的需要。中国每年光煤就需要3亿吨，如果都用本发明砌块每年用煤可省2亿吨，所以本发明砌块是取代粘土砌块建节能建筑的最佳产品，它将是建筑行业的急需。
B.社会效益我国建和谐社会很重要一条就是如何安排好下岗失业人员就业，本发明砌块是劳动密集型企业，砌块生产中，如建年产10万M3的工厂需生产工人80名。
图1为本发明一个实施例砌块结构示意图(平缝)。
图2为图1侧视图(齿缝)。
图3为图5的俯视图。
图4为图5的右视图。
图5为抹灰工具主视简图。
具体实施例方式
实施例1保温隔音砌块(承重型)，具有隔断槽，根据各地域建筑结构及节能要求决定砌块宽度、成份、隔断槽的数量；参见图1、2(其中标号1为隔断槽)，所述隔断槽至上而下透设于砌块，分离方式、交错布设，在平缝面为纵向对称结构；在砌块齿缝面边缘至少有一个隔断槽断面(本实施例为多个矩形块，从平缝上看，液流通道上有7个隔断槽，宽度为15mm)；隔断槽的空隙占砌块平缝总表面的30-45％之间；按重量百分比计，砌块成份为15％粘接剂、85％矿渣(矿石粉，颗粒为10mm)；其中所述粘接剂为5％硬石膏(无水硫酸钙(CaSO4))，5％白灰及5％水泥(425#市购产品)。所述砌块抗压强度为10Mpa，在尺寸上的公差0.20mm，齿缝为115mm。
砌筑方法砌块之间的粘接为刚性粘接，没有灰口；砂浆干粉主要成份采用和砌块的骨料成份一样，即矿渣与水泥的混合成份，混合比例为能使砂浆的抗压强度为10MPa重量比例(本实施例为80％矿渣及20％的水泥)，再按塌落度为80cm的量与水混合(本实施例加水量为每1吨砂浆干粉加2吨水)后，只在砌块的齿缝、平缝处抹灰；具体操作为放置一抹灰工具于砌块的齿缝、平缝面上(先覆盖放砌块的平缝一部分及一侧齿缝的全部)，把隔断槽的缝隙档住，露出砌块实体部分，倒砂浆于其上，用刮板刮齿缝及平缝后撤出抹灰工具，然后放砌块的另一侧，步骤同上(总抹灰面接近70％)；再续置下一砌块。
所述抹灰工具为与砌块表面结构相应的L型片状结构，即在砌块的隔断槽处为实体部分，在砌块的实体处为缝隙，其L型的长边长度为砌块纵向的中心到一对边的距离，与半个砌块尺寸相应，L型的短边尺寸与砌块齿缝面尺寸相应(图3-5，其中标号2为隔断槽实体部分)。
采用本发明方法砌筑真是又快又省力，大约比与现有技术粘土砌块砌筑工效高1倍，比砌筑其它砌块工效高3倍以上。且砌筑施工工艺简单，劳动强度不大，工效高，在砌筑工作上也是一次重大改革。
实施例2与实施例1不同之处在于所述砌块为用于框架结构的非承重砌块，按重量百分比计，成份中所述骨料为79％粉煤灰及21％粘接剂(7％石膏(CaSO42H2O)，7％白灰及7％碱性水泥)的组合，在尺寸上的公差0.10mm，其抗压强度为5Mpa；隔断槽宽度为20mm；砂桨干粉成份(按重量百分比例计)为70％粉煤灰与30％水泥，使其抗压强度为15Mpa，按塌落度为100cm的量与水混合(每1吨砂浆干粉加3吨水)。
本发明砌块在价格相同的前提下每M2建筑面积可降低造价80元/M2，有效面积增加5％左右，工期提前30％，降低了劳动强度。
保温原理本发明保温隔音砌块是利用空气导热系数最少的原理通过型体结构改变，根据各地区的气候条件、建筑结构要求而确定墙体材料及宽度，并改变其中的隔断槽数及宽度来实现不用加保温层而达到保温节能的目的。本发明保温砌块240mm宽的热阻值承重材料R＝1.29m2·K/w，轻体材料R＝1.44m2·K/w；300mm宽的热阻值承重材料R＝1.5m2·K/w，轻体材料R＝1.71m2·K/w；360mm厚的热阻值承重材料R＝1.85m2·K/w，轻体材料R＝2.1m2·K/w；420mm厚的热阻值承重材料R＝2.24m2·K/w；以上则通过大连理工大学振动与强度测试中心、山东省建筑工程质量监督检验测试中心、以及辽宁省工程质量检测中心测试证明。
相比之下，美国砌块390×190×190，密度为190mm，则热阻值R＝0.12m2·K/w；粘土砌块240mm宽，R＝0.275m2·K/w，本发明则与之相差了若干倍，可以不用加保温层即可达到各地区的保温要求。如建节能65％的住宅，要求K＝0.65w/m2·K，轻体结构用其它砌块需300mm宽外加60mm厚的聚苯板，而用本发明砌块240mm宽，即可满足K＝1/1.44+0.15＝0.628w/m2·K，小于0.65w/m2·K，满足节能65％的要求。
本发明砌块在砌筑工艺上和现有技术中的粘土砌块及其它砌块有很大不同，首先砌块与砌块的粘接为刚性，没有灰口部分，这样彻底解决了粘土砌块及其它砌块无法解决的受力裂纹及变形裂纹问题。其受力裂纹及变形裂纹的形成(以粘土砌块为例)尺寸240×115×53，灰口为8-12mm，相当粘土砌块的厚度20％；且砂浆的成份又各异，在砌筑时因机械化施工速度很快，但砂浆部分是软的，如一层室高三米相当50层砌块厚，如每一层灰口受压变形0.1mm，则总下沉量是5mm，当打完圈梁后经过一段时间下沉，就显出缝隙，这就是受力裂纹；另外，砂浆的热胀冷缩系数又和粘土砌块及其它砌块不同，在温度的作用下，由于热胀冷缩系数不同则变形各异，应力叠加就在某一薄弱部分产生了裂纹，作为砌块还有在成型时的内应力也随温度变化一齐释放出来。而本发明砌块因为没有灰口，又是刚性粘接，所以不存在受力裂纹问题；况且灰口的砂浆成份和砌块骨料成份一样，也不存在热胀冷缩系数不同的反应，并且砌块在成型脱模后通过隔断槽、经过微小成型变化自动消除了成型内应力，也不会在砌墙后再反映出来，这一点是建筑史上一次革命，解决了千年来无法解决的病症。
本发明保温砌块在加工时就改变了一般砌块的公差太大，及齐不齐一把泥的观念，保温砌块的制作公差在±0.20mm以内，因此只要按操作规范去做，墙两面免去抹灰这一项又费钱又费工又费力的工序，可以直接进入到内外装饰阶段，就这一项可降低建筑造价10％，节省劳力30％，提前工期30％之多。
加工根据各地区的建筑结构要求(如承重或非承重，几层高，建筑设计施工规范的要求)来确定适合当地的最佳砌块尺寸，及空隙率的大小；在中国根据地域不同，砌块尺寸从宽150、180、240、300到360mm，长度根据骨料轻重而有240mm、300mm、360mm，但高必须是115mm，这是执行中国的粘土砌块规范，它的目的是降低建筑造价，加快工程进度，降低劳动强度。
根据各地域的气候条件及节能保温要求，确定隔断槽的宽度及隔断槽数，以达到节能保温要求，各地节能要求不同而反映到围护结构的综合传热系数K的值不同，根据公式K＝1/(1/α1+ξ(σ/λ)+AR0+1/α2)。
其中α1为内墙表面的放热系数w/m2·K；α2为外墙表面的放热系数w/m2·K；λ为砌体材料的导热系数w/m·K；σ为砌体材料的厚度m；R0为隔断槽的热阻m2·K/w；A为隔断槽的条数。
各地区的骨料各异，首先粉碎成颗粒不大于10mm，经过化学分析成份确定没有有害的放射性后，根据建筑结构要求确定骨料配方，并根据节能要求确定隔断槽数。
模具骨料成份配齐，经搅拌挤压到砌块成型，有经济实力的进高压培养设备，一般的到场地露天养生保期不少于28天，达到要求。
为了加快砌块的硬化度，减少脱模板的数量，本发明成份中加入5％的石膏(CaSO3)，硬化快，大约30-50分钟即可用手拿起来。
热工数据如表1所示表1热工数据
以上数据是根据大连理工大学振动与强度测试中心，山东省建筑工程质量监督检验中心，辽宁省工程质量检验中心测试结果计算±10％。表明1.本发明产品各项技术指标匀符合建筑体系要求，如容重为1370kg/m3(承重砌块)，空隙率为40％，大于25％，含水率为16％，相对含水率为31％，小于40％；抗压强度平均MPa＝15.7，软化系数为0.96；冻后抗压强度为11.7，小于25％，冻后质量损失0.3％，小于1.5％。
2.砌体结构指标砌体结构的抗压强度为6.8MPa，砌体结构的抗剪强度为0.5MPa，砌体结构的通缝抗弯强度为0.44MPa，砌体结构的齿缝抗弯强度为0.8MPa，砌体结构的弹性模量为1.1MPa，砌体结构的泊松比为0.28，这些力学性能均符合国家有关砼小型空心砌块的技术要求。
比较说明现以390×190×190砌块为对照例(它是世界通用产品，和它比较更有说服力)。
一、保温隔热性能，390×190×190砌块的热阻值R＝0.16m2·K/w，因空隙太大，在目孔对流作用下放热系数大大增加，α1＝7.5w/m2·K，相当混凝土导热系数的λ＝1.52w/m·K的五倍，所以隔热也不好；本发明保温砌块一条隔热槽的热阻值R1＝0.17m2·K/w，为10mm宽；240mm宽5道隔断槽的保温效果相当390×190×190砌块1000mm宽的保温效果。
二、从砌筑上看，390×190×190砌块的抹灰面为26％，为防灰掉入空洞内必须做一个工具把洞堵住，施工效率太低，为保证强度又隔一段距离洞内安插钢筋灌浆；而本发明砌块的抹面为65％，又有专用抹灰工具，速度非常快，更不用插钢筋加固。
三、从裂纹上看，390×190×190砌块成墙后有不可解决的通病是受力裂纹及变形裂纹，它主要是因为灰口太厚以及砂浆成分和砌块不一样，热胀冷缩系数不同以及砌块形成过程中的内应力造成的；而本发明砌块没有灰口，砂浆干粉的成份和砌块骨料一致，并砌块在脱模的同时因有部分不是联体有微小变形消除了成型内应力，所以本发明砌块砌墙后没有以上两种裂纹。
四.从公差上看，390×190×190砌块在加工过程中由于公差太大，因此砌筑后两面必须抹砂灰找平，这个工程量约占总造价的10％，工期占30％，劳力用30％。而本发明砌块加工公差为±0.20mm，如按操作规程去做，两面抹灰工程可取消，直接过渡到装修。
权利要求
1.一种保温隔音砌块，具有隔断槽，特征在于根据各地域建筑结构及节能要求决定砌块宽度、成份、隔断槽的数量；所述隔断槽至上而下透设于砌块，分离方式、交错布设，在平缝面为纵向对称结构；按重量百分比计，砌块成份为15～21％粘接剂、余量的骨料；其中所述粘接剂为5-7％石膏，5-7％白灰及5-7％水泥；所述骨料为粉煤灰、矿渣、建筑垃圾或炉渣。
2.按照权利要求1所述保温隔音砌块，特征在于所述砌块抗压强度≥5Mpa，在尺寸上的公差为±0.20mm，齿缝为115mm；所述骨料颗粒小于等于10mm。
3.按照权利要求1所述保温隔音砌块，特征在于隔断槽宽度为10-30mm，在砌块齿缝面边缘至少有一个隔断槽断面；隔断槽的空隙占砌块平缝总表面的30-45％。
4.按照权利要求1所述保温隔音砌块，特征在于所述砌块为承重砌块时，其抗压强度≥10Mpa，成份中所述骨料为矿渣、建筑垃圾或炉渣。
5.按照权利要求1所述保温隔音砌块，特征在于所述砌块为用于框架结构的非承重砌块时，其抗压强度≥5Mpa，成份中所述骨料为粉煤灰。
6.一种按照权利要求1所述保温隔音砌块的砌筑方法，特征在于砌块之间的粘接为刚性粘接，没有灰口；砂浆干粉采用粉煤灰、矿渣、建筑垃圾或炉渣与水泥的混合成份，混合比例为能使砂浆的抗压强度≥10-15Mpa的重量比例，再按塌落度为80-100cm的量与水混合后，只在砌块的齿缝、平缝处抹灰。
7.按照权利要求6所述保温隔音砌块的砌筑方法，特征在于所述在砌块的齿缝、平缝抹灰具体操作为放置一抹灰工具于砌块的齿缝、平缝面上，把隔断槽的缝隙档住，露出砌块实体部分，倒砂浆于其上，刮齿缝及平缝后撤出抹灰工具，续置下一砌块。
8.按照权利要求6所述保温隔音砌块的砌筑方法，特征在于所述抹灰工具为与砌块表面结构相应的L型片状结构，即在砌块的隔断槽处为实体部分，在砌块的实体处为缝隙，其L型的短边尺寸与砌块齿缝面尺寸相应。
9.按照权利要求6所述保温隔音砌块的砌筑方法，特征在于所述砌块为承重砌块时，砂桨干粉中矿渣、建筑垃圾或炉渣与水泥重量百分比例配至使砂桨抗压强度大于等于10Mpa。
10.按照权利要求6所述保温隔音砌块的砌筑方法，特征在于所述砌块为用于框架结构的非承重砌块时，砂桨干粉中粉煤灰与水泥重量百分比例配至使砂桨抗压强度≥15Mpa。
全文摘要
本发明公开一种保温隔音砌块，具有隔断槽，根据各地域建筑结构及节能要求决定砌块宽度、成份、隔断槽的数量；隔断槽至上而下透设于砌块，分离方式、交错布设；砌块成份(重量百分比)为15～21％粘接剂、余量骨料；所述粘接剂为石膏，白灰及水泥；骨料为粉煤灰、矿渣、建筑垃圾或炉渣。砌筑方法砌块之间的粘接为刚性粘接，没有灰口；砂浆干粉采用相同骨料与水泥的混合成份，混合比例为能使砂浆的抗压强度≥10－15MPa的重量比例，再按塌落度为80－100cm的量与水混合后，只在砌块的齿缝、平缝处抹灰。采用本发明能实现砌筑后的墙体无受力裂纹及变形裂纹，具有砌块结合强度高，节能低耗，操作快捷等特点。
文档编号E04B2/02GK101086181SQ200610046858
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者王福山 申请人:王福山