现代农牧建筑泡沫混凝土自保温承重砌块墙体技术体系

文│余德平 金立虎（北京泽龙农业科技有限公司）

扈宝军（长春加亿科技有限公司）

施金龙（中国农业健康产业联盟）

现代农牧建筑泡沫混凝土自保温承重砌块墙体技术体系

文│余德平 金立虎（北京泽龙农业科技有限公司）

扈宝军（长春加亿科技有限公司）

施金龙（中国农业健康产业联盟）

现代农牧建筑泡沫混凝土自保温承重砌块墙体技术体系，由混凝土承重砌块主块、半块、洞口主块、洞口半块、水平系梁砌块和梁柱贴面砌块及内充泡沫混凝土保温材料构成；符合新版《建筑设计防火规范》GB50016的规定，旨在提高现代农牧建筑墙体的建筑防火性能和建筑保温、隔热性能，降低其在运行过程中的运营成本，实现节能与结构一体化，保温材料与建筑物同寿命。

现代农牧建筑、混凝土承重砌块、泡沫混凝土、自保温砌块、节能环保、墙体构造、技术体系

1.前言

随着现代农牧养殖业的发展，对现代农牧养殖建筑提出了更高的要求，已经不是传统意义上的猪舍、鸡窝和牛棚，而是一种现代化的环保节能型场房，这种农牧养殖建筑必须满足如下要求：经济、实用、环保、节能、防火、高强、耐久、安全。现代农牧建筑泡沫混凝土自保温承重砌块墙体技术体系，是根据国家节能建筑与农牧养殖业的需要创新的一种建筑节能与结构一体化技术，该技术体系解决了现代农牧建筑节能与结构一体化，保温材料与建筑物同寿命，防火环保与防鼠害相结合，墙体材料的寿命周期达到后可再绿色循环使用的问题，探索出一条现代农牧建筑在隔热、保温低运行成本的新途径。

2.泡沫混凝土自保温承重砌块墙体技术体系

2.1 墙体技术体系构成

一种现代农牧建筑泡沫混凝土自保温承重砌块墙体建筑结构体系，包括：混凝土承重砌块主块、半块、洞口主块、洞口半块、水平系梁砌块和梁、柱复合保温贴面砌块及内充泡沫混凝土保温材料等；该种墙体技术体系采用清水墙免抹灰结构的普通混凝土承重砌块砌筑，在其孔洞内，现场浇筑泡沫混凝土保温浆料，框架梁和框架柱等冷桥部位采用粘贴复合保温贴面砌块处理，内外墙体灰缝进行二次勾缝处理，内外墙面均不抹灰，也不粉刷，保持墙体的环保性。

2.2 承重砌块块型

混凝土承重砌块性能应符合现行行业标准《自保温混凝土复合砌块》JG/T407，《普通空心混凝土砌块》GB/T8239，《复合保温砖和复合保温砌块》GB/T29060规定。主要有主块，其规格尺寸为：390毫米×240毫米×190毫米，块型结构如图1、图2所示；半块，其规格尺寸为：190毫米×240毫米×190毫米，块型结构如图3、图4所示；洞口主块，其规格尺寸为390毫米×240毫米×190毫米，块型结构如图5、图6所示；洞口半块，其规格尺寸为190毫米×240毫米×190毫米，块型结构如图7、图8所示；水平系梁砌块，其规格尺寸为390毫米×240毫米×190毫米，块型结构如图9～图11所示；梁、柱复合保温贴面砌块，其规格尺寸为400毫米×40毫米×200毫米，块型结构如图12所示。

◎图1 主砌块立体图

◎图2 主砌块俯视图

◎图3 半块立体图

◎图4 半块俯视图

2.3 泡沫混凝土保温材料

在混凝土承重砌块的孔洞内，现场浇筑绝干密度小于250千克每立方米的泡沫混凝土保温浆料，在泡沫混凝土浆料中掺入一定量的憎水珍珠岩和（或）聚苯颗粒骨料，其作用是：一是减轻泡沫混凝土的密度，有利于提高现场浇筑泡沫混凝土墙体的高度，不会产生鼓板或墙体坍塌事故，提高现场浇筑效率；二是这种骨料掺入后，提高泡沫混凝土浆料的保温、隔热性能；三是泡沫混凝土的干燥收缩值会相应的减小，有利于墙体的稳定性。

◎图5 洞口主块立体图

◎图6 洞口主块俯视图

◎图7 洞口半块立体图

◎图8 洞口半块俯视图

◎图9 水平系梁砌块立体图

◎图10 水平系梁砌块俯视图

◎图11 水平系梁砌块右视图

◎图12 梁柱复合保温贴面砌块立体图

3.混凝土承重砌块系列块型的生产设备与生产工艺

3.1 混凝土承重砌块生产设备

生产特殊结构的混凝土承重砌块的设备，包括混凝土砌块成型机和专用模具，此次试验采用长春加亿科技有限公司生产的QM4-15型全自动砌块成型机，每板生产390×240×190混凝土承重砌块3块，如图13所示。采用特殊结构的模具，如图14所示。混凝土采用严格的配合比，确保生产的混凝土承重砌块满足严寒地区的抗冻性要求。针对农牧建筑的特殊性，室内与室外温差巨大，室内湿度大，混凝土承重砌块的热稳定性要好，蓄热系数大，热惰性大。混凝土承重砌块下线后，输送到蒸汽养护窑进行养护24小时，码垛堆放28天后，方可出厂进入施工现场。

3.2 混凝土承重砌块成型工艺

◎图13 QM4-15型砌块成型机生产的混凝土承重砌块

◎图14 生产混凝土承重砌块的专用模具

混凝土承重砌块生产工艺包括：原材料处理工艺、拌合料搅拌工艺、承重砌块成型工艺、承重砌块养护工艺、承重砌块检验与包装工艺、承重砌块装卸与运输工艺等六大生产工艺。混凝土承重砌块的生产工艺流程，如图15所示。

4.混凝土承重砌块及绝热材料的性能指标

◎图15 砌块承重砌块生产工艺流程

4.1 混凝土承重砌块性能指标

抗压强度等级：M U 5.0；MU7.5；抗冻性D50，强度损失小于25%；质量损失小于5%；抗渗性符合GB/T8239的要求；吸水率符合GB/ T8239的要求；放射性符合GB6566的规定；吸水率不大于12%；炭化系数和软化系数不小于0.85；

4.2 保温材料性能指标

混凝土承重砌块中填充的泡沫混凝土保温材料，应符合现行行业标准《泡沫混凝土》JG/T266的有关规定。

泡沫混凝土的绝干密度小于250千克每立方米；导热系数小于0.058W/（m2·K）；抗压强度不小于0.4MPa；干燥收缩值不大于3.0；垂直于板面的抗拉强度不小于100KPa；软化系数和炭化系数不小于0.7；体积吸水率不大于10%；放射性满足GB6566的规定。

5.混凝土承重砌块墙体及泡沫混凝土保温浆料施工

5.1 砖混结构墙体施工工艺流程

5.2 承重混凝土砌块墙体砌筑施工

（1）混凝土承重砌块墙体砌筑应从房屋外墙转角定位处开始。砌筑皮数、灰缝厚度、标高应与皮数杆标志一致。皮数杆应竖立在墙的转角处和交界处，间距宜小于15米。

（2）砌筑厚度大于等于240毫米的混凝土承重砌块墙体时，宜在墙体内外侧同时挂两根水平准线。

（3）正常施工条件下，混凝土承重砌块墙体每日砌筑高度宜控制在1.4米或一步脚手架高度内。

（4）混凝土承重砌块砌筑前与砌筑中均不得浇水。当施工期间气候异常炎热干燥时，混凝土承重砌块可在砌筑前稍喷水湿润，但表面明显潮湿的混凝土承重砌块不得上墙。

（5）砌筑混凝土承重砌块时，均应底面朝上反砌于墙上。

（6）混凝土承重砌块墙体内不得混砌黏土砖或其他墙体材料。镶砌时，应采用与混凝土砌块材料强度同等级的预制混凝土块。

（7）混凝土承重砌块砌筑形式应每皮顺砌。当墙柱（独立柱、壁柱）内设置芯柱时，如门窗洞口时，要使用洞口主块和洞口半块，洞口主块与洞口半块必须对孔、错缝、搭砌，上下两皮砌块搭砌长度应为190毫米；当墙体设构造柱或使用其他砌块砌筑墙体时应错缝搭砌，搭砌长度不应小于90毫米。否则，应在此部位的水平灰缝中设Ф4钢筋点焊钢筋网片。网片两端与竖缝的距离不得小于400毫米。墙体竖向通缝不得超过两皮小砌块，柱（独立柱、壁柱）宜为3皮。

（8）240毫米厚度的混凝土承重砌块维护墙体与承重墙隔墙同时砌筑。

（9）框架结构中的楼层内隔墙砌至离上层楼板的梁、板底尚有100毫米间距时暂停砌筑，且顶皮应采用Cb20混凝土填实孔洞的砌块正砌砌筑。当暂停时间超过7天时，可用实心砌块斜砌楔紧且砌块灰缝及与梁、板间的空隙应用砂浆填实；房屋顶层内隔墙的墙顶距离该处屋面板板底15毫米，缝内宜用弹性腻子或1∶3石灰砂浆嵌塞。

（10）砌筑混凝土承重砌块的砂浆应随铺随砌，水平灰缝应满铺下皮砌块全部壁肋；竖向灰缝宜将砌块一个端面朝上铺满砂浆，上墙挤紧，并加浆插捣密实。灰缝横平竖直。

（11）砌筑时，墙面应用原浆做勾缝处理。缺灰处应补浆压实，并宜做成凹缝，凹进墙面5毫米。

（12）砌入墙（柱）内的钢筋网片、拉结筋和拉结件的防腐要求符合设计规定。砌筑时，应将其放置在水平灰缝的砂浆层中，不得有露筋现象。钢筋网片应采用点焊工艺制作，且纵横筋相交处不得重叠点焊，应控制在同一平面内。2根Ф4纵筋应分置于砌块内、外壁厚的中间位置，Ф4横筋间距应为200毫米。

（13）现浇圈梁、系梁时，支承墙的顶皮砌块正砌，其孔洞应预先用C20混凝土填实至140毫米高度，尚余50毫米高的洞孔应与现浇构件同时浇灌密实。

（14）圈梁等现浇构件的侧模板高度除应满足梁的高度外，尚应向下延伸紧贴墙体的两侧。延伸部分不宜少于2～3皮砌块高度。

（15）固定现浇圈梁、挑梁等构件侧模的水平拉杆、扁铁或螺栓所需的穿墙孔洞宜在砌体灰缝中预留，或采用设有穿墙孔洞的异形小砌块，不得在砌块上打凿安装洞。内墙可利用侧砌的小砌块孔洞进行支模，模板拆除后应用实心小砌块或C20混凝土填实孔洞。

（16）预制梁、板直接安放在墙上时，应将墙的顶皮承重砌块正砌，并用C20混凝土填实孔洞。

（17）安装预制梁、板时，支座面应先找平后坐浆，不得两者合一，不得干铺，并按设计要求与墙体支座处的现浇圈梁进行可靠的锚固。

（18）钢筋混凝土窗台梁、板的两端伸入墙内部位应预留孔洞。洞口的大小、位置应与此部位的上下皮混凝土承重砌块孔洞完全一致，窗洞两侧的芯柱孔洞应竖向贯通。

（19）墙体施工段的分段位置宜设在伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造柱或门窗洞口处。相邻施工段的砌筑高差不得超过一个楼层高度，也不应大于4米。

（20）墙体的伸缩缝、沉降缝和防震缝内，不得夹有砂浆、碎砌块和其他杂物。

5.3 泡沫混凝土现场浇筑施工

（1）混凝土承重砌块墙体砌筑好7天后，方可进行浇筑泡沫混凝土保温材料浆料。

（2）浇筑前，应对砌筑好的混凝土承重砌块砌体进行检查，主要检查墙体的尺寸偏差是否满足要求，检查其灰缝以及框架柱、构造柱、门窗洞口处，是否有漏洞或缝隙。发现后要及时处理，保证泡沫混凝土保温材料浆料不外泄。

（3）保温材料的配比应满足墙体热阻或传热系数的要求，各种物料的计量必须准确，以保证保温材料浆料的稳定性和流动性。

（4）浇筑泡沫混凝土保温材料浆料时，泡沫混凝土输出管口，不能冲向混凝土承重砌块砌体内壁，而是垂直浇注，并且水平移动；泡沫混凝土保温材料浆料在泵送浇筑过程中，宜降低出料口与浇筑面之间的落差，出料口离浇筑面垂直距离不应大于0.5米；泵送出料口与浇筑面的高度差不应大于0.5米。

（5）泡沫混凝土保温材料浆料的流动性应满足工程设计和施工要求。

（6）泡沫混凝土保温材料浆料拌合物的初凝时间不应大于2小时。

（7）泡沫混凝土保温材料浆料中的聚苯颗粒或膨胀珍珠岩颗粒，应与泡沫混凝土混合均匀，不应有离析现象发生。

（8）现浇泡沫混凝土保温材料浆料的过程中禁止振捣。

（9）现浇泡沫混凝土保温材料浆料应随制随用，留置时间不宜大于30分钟。

（10）浇筑高度大于3米时，泡沫混凝土应分层浇筑。

泡沫混凝土保温材料浆料的运输、浇筑及间歇的全部时间不应大于泡沫混凝土保温浆料的初凝时间。同一施工段的泡沫混凝土保温浆料宜连续浇筑；分层浇筑时，应在底层泡沫混凝土终凝前将上一层泡沫混凝土浇筑完成。

（11）泡沫混凝土保温浆料的密度要尽量降低，其对模板或混凝土砌块外壁的侧压力就越小，越不容易爆板。加入聚苯颗粒或膨胀珍珠岩颗粒于泡沫混凝土中，有利于降低浆料的密度和提高保温性能。

（12）一次性浇筑泡沫混凝土保温浆料的高度应严格控制，绝不能为了追赶施工进度而随意增加浇筑高度，具体浇筑高度应根据泡沫混凝土保温浆料的密度和墙体内腔的大小通过试验来决定。一般情况下，无添加聚苯颗粒或膨胀珍珠岩颗粒的泡沫混凝土保温浆料，当厚度150毫米的墙体，一次性浇筑高度不得大于1.5米；若加入聚苯颗粒或泡沫珍珠岩颗粒的泡沫混凝土保温浆料，其浇筑的高度不大于2.0米。

（13）现浇泡沫混凝土雨期、高温和冬期施工应符合下列规定：

雨季和降雨期间应按雨期施工要求采取措施，严禁在下雨而无防护下进行现浇泡沫混凝土保温浆料施工；当日平均气温达到30℃及以上时，应按高温施工要求采取措施；根据当地气象资料，当室外日平均气温连续5天稳定低于10℃时，应采取冬期施工措施；当室外日平均气温连续5天温度高于10℃时，可解除冬期施工措施；当气温骤降至0℃时，应按冬期施工的要求，采取应急防护措施；泡沫混凝土工程越冬期间，应采取维护保温措施；现浇泡沫混凝土冬期施工，应按现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104的有关规定热工计算。

（14）泡沫混凝土保温浆料浇筑完毕后，应按施工技术方案采取有效的养护措施，并应符合下列规定：

应在浇筑完毕后的12小时以内，对泡沫混凝土外露部分加以覆盖并保湿养护；养护时间不得少于14天；保湿养护应能保持泡沫混凝土处于湿润状态；泡沫混凝土养护用水应与拌制用水相同。

（15）泡沫混凝土早期养护期间应防止失水和过量水浸泡。

（16）现浇泡沫混凝土工程不宜在夜间施工；泡沫混凝土浇筑完成后，外露表面及时养护。

6.农牧节能建筑复合自保温墙体技术体系主要节点

6.1 构造柱节点处理

构造柱位置砌筑时采用主砌块和半块混砌，错缝搭接；并按照规定预留拉结筋（间隔400毫米或600毫米预埋拉结钢筋），利用混凝土承重砌块内凹槽与构造柱形成整体，提高结构安全性，在内凹槽部位粘贴50毫米宽，50毫米厚，高度同构造柱的保温板。支设构造柱侧模板进行灌筑，在构造柱外侧模板拆除后，粘贴和砌筑复合保温贴面砌块，使之与先前砌筑好的混凝土承重砌块墙体在一个平面内，并进行原浆勾缝处理。混凝土承重砌块墙体砌筑好后，要进行勾缝处理，内外墙面不需要再抹灰，如图16所示。

◎图16 构造柱节点处理

6.2 门、窗洞口处节点处理

（1）门、窗洞口节点

门、窗洞口采取专门的洞口主块和洞口半块与混凝土承重砌块配合砌筑，采用反砌法施工。第一皮的洞口两侧采用洞口主块砌筑，第二皮采取洞口半块砌筑，依次类推；压槎错缝砌筑，洞口以外采取混凝土承重砌块主块和半块压槎错缝砌筑。采取原浆边砌筑边勾缝，在洞口主块和洞口半块形成的竖直孔洞内插入芯柱钢筋，芯柱钢筋与灌孔混凝土形成一个与上下圈梁相连接的钢筋混凝土芯柱，门、窗，或者排风设备可固定该芯柱上，非常安全可靠，如图17所示。

◎图17 门、窗洞口侧面固定点采取特殊洞口砌块砌筑

（2）门上口、窗上下口节点

外墙门口过梁、窗口过梁及窗台板（实心砖或混凝土窗台板）要求外侧凹进墙面40毫米，保证粘贴保温板与墙面平齐。外墙门口过梁、窗口过梁及伸入洞口块200毫米，并且过梁两端设有预制好的直径100毫米的圆孔，以便洞口两侧的芯柱钢筋穿过，外墙门口过梁、窗口过梁与门窗洞口两侧的钢筋混凝土芯柱浇筑成一个整体，确保门窗或通风设备的稳定性和安全性，如图18所示。

◎图18 外墙门口过梁、窗口过梁及窗台板处理

6.3 圈梁处节点处理

圈梁下如无空隙，则在混凝土承重砌块上直接打圈梁即可，采用（节点一）进行施工，进行施工，有保温浆料溢出高于混凝土承重砌块上沿的应清理。

圈梁以下如有空隙使用标准砌块或标准砖补充砌筑，标准砖外侧与圈梁平齐，必须保证梁下封堵严密，采用（节点二）进行施工，如图19所示。圈梁外侧粘贴复合保温贴面砌块，并勾缝处理，复合保温贴面砌块应与混凝土承重砌块墙体在同一平面内。

◎图19 圈梁与混凝土砌块砌体的节点处理

6.4 框架梁部位保温节点处理

框架梁以下空隙使用标准砖进行砌筑，标准砖外侧与框架梁平齐，必须保证梁下封堵严密，有保温浆料溢出高于混凝土承重砌块上沿的应清理干净。如图20所示。

◎图20 框架梁部位保温处理

6.5 水平系梁节点处理

对于有水平系梁的情况，混凝土承重砌块砌到水平系梁底，进行保温浆料的浇筑，浇筑完成后开始水平系梁模板支设，浇筑混凝土，水平系梁要求外侧凹进墙面40毫米（粘贴保温板后与墙体平齐），如图21所示：

◎图21 水平系梁节点保温处理

6.6 地梁节点处理

对于钢筋混凝土地梁在±0.00以上的，对于地梁外侧及地梁与混凝土承重砌块墙体通缝处保温节点施工，采用混凝土复合保温贴面砌块粘贴施工，也可以采用外墙外保温系统施工，如图22所示。

◎图22 地梁节点保温处理

6.7 电气管线节点处理

混凝土承重砌块墙体砌筑完成后，在泡沫混凝土保温浆料浇筑前，将电气管线预埋到砌块内部，所有管线预埋完成后，开始进行保温浆料的浇筑，如图23所示。

6.8 混凝土承重砌块墙体与拐角构造柱节点处理

◎图23 电气线路节点处理

混凝土承重砌块墙体与拐角构造柱连接构造，混凝土承重砌块外凸拐角构造柱60毫米，构造柱与混凝土承重砌块采用软连接，中间采用水平系列连接，保证墙体的出平面的稳定性；或者采用应连接，每隔三皮加一组拉结筋；拐角构造柱的保温处理，采用混凝土复合保温贴面砌块粘贴并勾缝；也可以采用外墙外保温系统处理，如图24所示。

◎图24 混凝土承重泡沫混凝土自保温砌块墙体与拐角构造柱节点处理

7.泡沫混凝土复合自保温承重砌块墙体的应用

7.1 泡沫混凝土复合自保温承重砌块墙体的热工性能

（1）在混凝土承重砌块的孔洞内（孔洞宽度为180毫米），现场浇筑干密度小于250千克每立方米的泡沫混凝土保温材料，其热工性能为：

热阻R0=1.81（m2·K）/W；

传热系数K≤0.55W/（m2·K）。

（2）泡沫混凝土复合自保温承重砌块墙体梁、柱部位的热工性能

梁柱部位采用高效保温材料，如导热系数小于0.03W/（m2·K）的硬质聚氨酯板。其厚度为60毫米，再加上200毫米厚度的钢筋混凝土框架柱或框架梁后，梁柱部位的热工性能指标为：热阻R=2.13（m2·K）/W；传热系数K=0.44W/（m2·K）。保温性能优于墙体的保温性能。

7.2 农牧节能建筑泡沫混凝土复合自保温墙体技术体系的应用

农牧节能建筑泡沫混凝土复合自保温墙体技术体系，在东北一原种猪扩繁场项目中开始应用。该项目占地5000亩，建筑现代化养殖区14个，公猪站2个，建筑节能猪舍566栋，节能猪舍建筑面积235060平方米，项目投产后场区存栏母猪4.2万头，年出栏仔猪84万头。标准现代化猪舍长60米，宽12米，泡沫混凝土复合自保温承重墙体高3米，采用砖混结构建筑。混凝土承重砌块主块和半块，如图25所示；混凝土承重砌块排块，如图26所示；根据排块尺寸，先在钢筋混凝土地梁上砌筑混凝土承重砌块墙体，再浇筑泡沫混凝土保温浆料，如图27所示；支设钢筋混凝土构造柱模板并浇筑钢筋混凝土构造柱，梁、柱部位做外保温处理，如图28～图30所示。建成后的现代化农牧节能型标准猪舍，如图31～图34所示。该农牧节能建筑满足我国东北严寒地区建筑节能65%的标准。符合现代农牧节能建筑的经济、实用、环保、节能、防火、高强、耐久、安全、防鼠害等要求。

◎图25 主块390×240×190，半块190×240×190

◎图26 承重混凝土砌块排块

◎图27 采用反砌法砌筑混凝土承重砌块墙体

◎图28 浇筑钢筋混凝土构造柱，拆模后进行外墙保温处理

◎图29 泡沫混凝土复合自承重砌块墙体砌筑施工与构造柱施工

◎图30 外墙体砌筑及构造柱保温施工

◎图31 已完成的标准现代化农牧节能建筑（外部）

◎图32 已完成的标准现代化农牧节能建筑（内部）

◎图33 已投入使用的标准现代化农牧节能建筑（外部）

◎图34 已投入使用的标准现代化农牧节能建筑（内部）

8.结束语

工程实践和理论分析证明现代农牧建筑泡沫混凝土复合自保温承重砌块墙体技术体系，满足我国不同地区的农牧节能建筑要求，具有：“保温与建筑结构一体化，保温材料与建筑物同寿命，防火环保与防鼠害，施工速度快，工程造价低，保温效果好，运行成本低”突出特点。混凝土承重砌块设计在满足强度等级要求的前提下，最大限度地减小混凝土冷桥，该种混凝土承重砌块产品符合《自保温混凝土复合砌块》JG/T407和《普通混凝土小型空心砌块》GB/T8239的规定，其孔洞内浇筑泡沫混凝土保温浆料，二者相互结合成一个整体极好的复合保温墙体，不松动，无开裂，提高了墙体的保温、隔热性能，符合《建筑设计防火规范》GB50016的规定。满足我国不同地区的现代化农牧建筑的建筑节能指标要求，具有技术的先进性、经济的实用性和市场的广阔性。