節(jié)能型燒結保溫空心砌塊制備技術與孔型優(yōu)化設計.pdf

1、隨著我國經濟的飛速發(fā)展，能源消耗急劇增加，能源危機越來越嚴重。全國總能耗主要包括建筑能耗、交通能耗和工業(yè)能耗，其中的建筑能耗占全國總能耗的33％，因此節(jié)約建筑能耗迫在眉睫。建筑物主要通過圍護結構與外界進行能量交換，而外墻占圍護結構能耗的50%左右。由此可知，節(jié)約建筑能耗可以從研究外墻組成結構—燒結保溫空心砌塊入手，降低燒結保溫空心砌塊的導熱性能，從而提高墻體保溫隔熱能力具有重大實踐指導意義。
　　本文系統(tǒng)研究了燒結頁巖保溫空心砌塊

2、的性能，通過摻入的污泥在試樣高溫焙燒階段氧化燃燒釋放氣體，形成大量的微孔，以此改善砌塊的保溫隔熱性能。同時，利用ANSYS有限元軟件優(yōu)化設計頁巖空心砌塊的孔型，設計出符合建筑節(jié)能要求的孔型結構，為生產實踐提供有效的理論指導。
　　論文首先測試分析了頁巖和污泥原料的基本性能，結果表明：頁巖屬于液相燒結，最佳燒成溫度為950℃；污泥的硅鋁含量較低，必須配合高硅鋁含量的頁巖才能制備燒結墻體材料。其次，在頁巖中摻入不同比例不同含水率的污泥

3、，結果表明：造孔劑為2＃污泥的試樣綜合性能為最佳。然后研究不同燒成溫度、不同2＃污泥摻量下，試樣的收縮率、體積密度、顯氣孔率、抗壓強度等性能，結果表明：燒成溫度一定時，隨著污泥摻量的增加，燒結試樣的顯氣孔率呈上升趨勢，體積密度和抗壓強度呈下降趨勢；污泥摻量一定時，隨著燒成溫度的增加，燒結試樣的顯氣孔率逐漸降低，體積密度和抗壓強度逐漸提高；當2＃污泥摻量為20%，燒成溫度為1040℃時，試樣的抗壓強度為10.45MPa，導熱系數(shù)為0.32

4、63W/(m·k)，比純頁巖試樣的導熱系數(shù)降低了27.68%。最后對污泥和燒結試樣的放射性進行測試，結果表明兩者的內照射指數(shù)和外照射指數(shù)均≤1.0，符合標準要求。
　　ANSYS熱力學有限元模擬分析研究得出：在保證砌塊力學性能的前提下，沿熱流傳遞方向，增大孔洞長寬比，增加孔排數(shù)、減小孔列數(shù)，提高孔洞率，增加孔肋延長線系數(shù)，減小孔洞間距均可以改善砌塊的保溫隔熱性能；自行設計的六種孔型優(yōu)化結構中，模型D完全符合國家標準GB13544-