成果名称: 低碳轻质混凝土墙体体系关键技术研究与应用
完成单位: 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司,广州航海学院,华南理工大学,广东建星建造集团有限公司,广东莲田金属工程建筑有限公司,广东省建设工程质量安全检测总站有限公司,广东河源莲田建筑工业化股份有限公司
主要人员: 李建新,杨仕超,王新祥,余其俊,韦江雄,陈培鑫,王爱志,马旭,李方贤,梁炳恒,林春,陈耿,陈阳,郭志亚,范育华
介绍:

    一、研发背景: 2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会承诺中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。2020年10月财政部、住房和城乡建设部联合发文提出:在政府采购工程中推广可循环可利用建材、高强度高耐久建材与绿色部品部件,积极应用装配式和智能化等新型建筑工业化建造方式,鼓励建成二星级及以上绿色建筑。此外,工信部为实现碳达峰碳中和目标,将从建材等重点行业发力,制定工业领域碳达峰实施方案。中国建筑材料联合会倡导行业全面提升绿色低碳发展水平,有序有效推进建材行业碳减排工作。据统计,当前我国建筑能耗约占全社会能耗的35%,而围护结构能耗约占建筑能耗的60~70%,其中墙体性能是围护结构节能的重点。因此,研发能满足隔热、保温、防水、防火、隔声等综合性能的轻质墙体是贯彻落实“双碳战略”,践行绿色建筑、装配式建筑政策的重要举措。 粤港澳大湾区处于亚热带气候区,湿热多雨且多台风,开发满足轻质高强、防风防水与保温隔热等综合性能的低碳轻质高强外墙是亟待解决的难题。突破轻质高强与建造体系关键技术,开发节能、低碳、防风、防水轻质混凝土墙体,实现建筑绿色、低碳、可持续发展。

     二、关键技术与工艺: (1)绿色节能轻质内墙技术体系以混凝土结构的梁、柱作为支撑点,中间植入钢筋网片和构造柱,预埋线盒、管线,预留门窗洞口,通过材料及构造加强裂缝控制,利用自主研发的高性能轻质混凝土和自动化设备,形成了4米高轻质混凝土一次性浇注工艺。结合居住建筑未来空间可变需求,通过单元模块设计,将结构、装饰、管线集成于一体,实现了内隔墙工程的灵活可调与装饰装修一体化。 (2)低碳轻质混凝土装配式幕墙板技术体系充分利用固体废弃物制造的轻质混凝土幕墙板,结合幕墙围护与装饰功能,通过BIM设计、工业化生产、机械化施工,实现幕墙低碳、耐久及低成本。在国内首次实现了轻质混凝土幕墙保温装饰一体化,将轻质混凝土幕墙纳入国家标准《装配式混凝土幕墙技术条件》,率先实现推广应用,带动全国行业发展。 (3)系统研究了低碳轻质混凝土装配式外墙板设计、建造与生产系统。建立适合于工厂化生产的轻质混凝土装配式幕墙板设计体系,首次采用榫卯结构与螺栓连接相结合的节点构造形式,以及刚性固定与柔性粘接复合技术,解决轻质墙板的抗风压荷载及高空安全问题以及门窗、洞口、管线等节点安装难题。研究节能轻质装配式墙板自保温隔热、自防水技术复合结构设计与制造方法,实现墙板节能、自防水、防火以及饰面装配一体化。 (4)打破国际行业技术壁垒,率先研发了石英砂高强加气混凝土墙板,使700容重墙板抗压强度普遍达到8.0MPa,500容重墙板抗压强度总体大于5.0MPa,同时解决加气混凝土防水、收缩开裂、握钉力差等难题,以轻质混凝土板材、五金配件以及相应构造与施工工法的有机结合,促进轻质混凝土墙体低碳发展。 (5)以技术研究与工程示范为基础,编制低碳轻质墙体施工工法、构造图集和应用技术规程,实现轻质墙体标准化设计、规范化制作、机械化施工,并实现产业化示范,促进广东省和全国装配式建筑的发展。 (6)研究了轻质混凝土装配式墙体减碳技术方案,建立了夏热冬暖地区轻质混凝土装配式墙体绿色低碳评价体系,形成了轻质混凝土装配式墙体绿色低碳评价认证与示范。

    三、主要创新点: (1)通过自主研发复合型发泡材料和轻质混凝土专用设备,制备轻质高强、垂直高度达4米不塌模的轻质高性能混凝土,开发适用于夏热冬暖地区的绿色低碳轻质墙体材料技术体系。 (2)采用榫卯结构与螺栓连接相结合的节点构造形式,提出了自保温隔热和自防水技术复合结构设计方法,建立了适合于工厂化的轻质混凝土装配式墙板及幕墙板设计建造体系。 (3)建立了水电管线与墙体一体化施工技术,实现轻质混凝土装配式墙体节能低碳、保温、隔热、自防水与水电管线装饰一体化。

    四、应用效果: 本项目首次采用石英尾矿砂制备了轻质高强石英砂加强混凝土外墙板,该装配式轻质混凝土外墙成功应用于钢结构装配式建筑,实现装配式轻质混凝土外墙的节能、防火、防水、抗台风等功能;进一步扩大轻质加气混凝土外墙应用范围,主编了国家标准《装配式混凝土幕墙板技术条件》(GBT 40715-2021)、《SGK石英砂蒸压板墙体、屋面构造》(粤17J/T141),实现了轻质高强砂加气混凝土幕墙(外)板的产业化推广,装配式轻质混凝土幕(外)墙适用于既有建筑的改造,医院、学校、车站等人员繁忙条件下功能提升与扩充改造具有重大社会意义。结合复杂节点与建筑物内部分割多变的需求,开发了绿色节能一体化轻质混凝土内墙技术与轻质高强加气混凝土墙板实现完美组合,该技术入选2017年国家发改委《国家重点节能低碳推广目录》。低碳轻质混凝土墙体累计增加产值约11.5亿元,经济社会效益显著,起到良好的产业示范与带动作用。

批准登记号:
登记日期: 2022-05-23
研究起止时间: 2011-03-01至2021-05-31
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省土木建筑学会
评价日期: 2022-03-08