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2022年11月11日，中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)組織召開(kāi)了由中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院有限公司完成的“超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板”科技成果鑒定會(huì)（視頻）。鑒定委員會(huì)專(zhuān)家們認(rèn)為，該項(xiàng)目推動(dòng)了超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板的進(jìn)一步的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。

一、立項(xiàng)背景

在我國(guó)，建筑能耗約占社會(huì)總能耗的1/3，而在建筑能耗中，墻體結(jié)構(gòu)能耗占比高達(dá)65%左右。建筑節(jié)能是實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)墻體結(jié)構(gòu)節(jié)能保溫是有效降低建筑能耗的重要途徑。為了達(dá)到節(jié)能保溫要求，建筑外墻一般采取外保溫體系處理或者使用保溫墻材體系，如聚苯板薄抹灰外墻保溫體系、三明治夾芯保溫墻板等。從當(dāng)前應(yīng)用的實(shí)際效果來(lái)看，主要存在以下問(wèn)題：

1.壽命不同步。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，建筑外墻保溫體系使用壽命要求僅為25年，遠(yuǎn)低于與普通建筑50年的設(shè)計(jì)使用壽命。2.整體性較差。目前已有的外墻保溫體系，均為多種不同性質(zhì)的材料復(fù)合而成，導(dǎo)致了相容性較差，在服役過(guò)程中易出現(xiàn)因膨脹系數(shù)差異、結(jié)合面性能退化等原因造成的墻皮開(kāi)裂、滲水、空鼓、剝落等問(wèn)題，既有安全隱患又有質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。3.自重大?，F(xiàn)有外墻的保溫體系施工通常是在現(xiàn)澆（砌筑）墻體外部復(fù)合保溫材料或者吊裝三明治保溫墻板，提高了對(duì)地基、梁、柱承載力的要求，或?qū)Π惭b節(jié)點(diǎn)承載力的設(shè)計(jì)要求。4.一體化程度較低。建筑外墻除了需要具有較好的節(jié)能保溫性能外，還需要具有防水、裝飾等多種功能。較低的一體化程度一方面導(dǎo)致了外墻保溫體系施工工序多、要求高，質(zhì)量難以得到保證；另一方面由于外墻保溫體系材料的性質(zhì)差異，可能因結(jié)合面性能退化、剝離導(dǎo)致保溫體系的失效。

開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新使用新型建筑材料，是解決當(dāng)前外墻保溫體系存在壽命不同步、整體性較差、自重大等問(wèn)題的有效途徑。而超高性能混凝土是一種具有超高韌性、超高耐久性的新型水泥基材料，具有制備長(zhǎng)而薄構(gòu)件的巨大潛力，尤其適用于制作大寬厚比薄板。目前，超高性能混凝土已經(jīng)開(kāi)始在諸如橋面鋪裝、大跨度人行橋、特殊腐蝕環(huán)境等中取代普通混凝土材料以提升整體結(jié)構(gòu)耐久性，效果顯著。以超高性能混凝土為核心材料制備墻材，具有提高墻材綜合性能的極大潛力；并以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)一體化的高耐久輕質(zhì)建筑外墻保溫體系與制品，實(shí)現(xiàn)外墻保溫、防水、防火等多種功能集成，對(duì)于推動(dòng)建筑外墻保溫體系服役壽命的提升、裝配式建筑的發(fā)展和建筑節(jié)能水平的提高具有重要意義。

二、研究?jī)?nèi)容

項(xiàng)目研究框架

超高性能混凝土材料組成設(shè)計(jì)與性能調(diào)控

（1）系統(tǒng)開(kāi)展纖維、骨料、化學(xué)外加劑等組成材料的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)有機(jī)纖維超高性能混凝土物理力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性能、抗氯離子滲透性能、導(dǎo)熱性能影響研究，形成適用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的超高性能混凝土材料組成設(shè)計(jì)與性能調(diào)控方法。（2）開(kāi)展有機(jī)纖維關(guān)鍵參數(shù)對(duì)超高性能混凝土流變性能影響研究，形成有機(jī)纖維超高性能混凝土流變行為調(diào)控技術(shù)；同時(shí)，開(kāi)展有機(jī)纖維超高性能混凝土注漿擠壓成型工藝研究，建立流變參數(shù)與注漿壓力相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)注漿擠壓成型工藝的創(chuàng)新應(yīng)用。（3）開(kāi)展了有機(jī)纖維超高性能混凝土斷裂形貌研究、超高效聚羧酸外加劑設(shè)計(jì)及作用效果研究、和易性調(diào)節(jié)聚合物的協(xié)同增效作用研究，揭示有機(jī)無(wú)機(jī)雜化技術(shù)在超高性能混凝土中的作用機(jī)理。

超高性能混凝土材料組成設(shè)計(jì)與性能調(diào)控——配合比設(shè)計(jì)

超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板構(gòu)造設(shè)計(jì)和性能研究

（1）開(kāi)展超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板外掛體系新型連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)拉拔力、平面內(nèi)協(xié)調(diào)地震位移變形能力、新型連接節(jié)點(diǎn)中墻板均布抗彎荷載性能研究；同時(shí)，開(kāi)展超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板以?xún)?nèi)嵌的形式應(yīng)用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，墻板與結(jié)構(gòu)梁（板）、墻板與結(jié)構(gòu)柱（剪力墻）、墻板與構(gòu)造梁的連接設(shè)計(jì)研究，實(shí)現(xiàn)超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板在外掛和內(nèi)嵌兩種安裝形式下的安全使用。（2）開(kāi)展超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板連接密封構(gòu)造設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)新型橫縫與豎縫防水構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板拼縫的多重防水。

墻板構(gòu)造設(shè)計(jì)研究

墻板物理力學(xué)性能——均布荷載抗彎承載力試驗(yàn)

超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究

（1）外掛體系與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究系統(tǒng)開(kāi)展基于超高性能混凝土的外掛墻材與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究，主要包括設(shè)計(jì)原則、墻板排列形式、連接形式、材料選擇等；墻體節(jié)點(diǎn)抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、受彎承載強(qiáng)度與受剪切承載強(qiáng)度等力學(xué)性能研究與設(shè)計(jì)，形成較為系統(tǒng)的外掛墻板技術(shù)體系，并滿(mǎn)足節(jié)能保溫、防水和裝飾等性能要求。（2）非承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究基于超高性能混凝土的非承重圍護(hù)墻材與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)與梁、柱、樓板、墻等節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，滿(mǎn)足墻材物理力學(xué)性能，以及節(jié)能保溫、防水、隔聲、采光通風(fēng)等要求，形成較為系統(tǒng)的墻體構(gòu)造形式、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)圖集及施工指南或工法等。

連接節(jié)點(diǎn)

超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板制備和安裝技術(shù)研究

（1）開(kāi)展超高性能混凝土墻板制備工藝、關(guān)鍵設(shè)備開(kāi)發(fā)和中試生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)研究，形成超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板的制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)墻板生產(chǎn)規(guī)?；?。（2）開(kāi)展超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板在外掛和內(nèi)嵌兩種應(yīng)用形式下的安裝技術(shù)研究，形成超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)墻板安裝的安全高效。

自動(dòng)化生產(chǎn)成型機(jī)

自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)全景

超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板工程應(yīng)用

開(kāi)展超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板在框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)建筑中的工程應(yīng)用研究，驗(yàn)證工程示范效果。

項(xiàng)目應(yīng)用于成都市國(guó)色天鄉(xiāng)動(dòng)物王國(guó)旅游配套商業(yè)街A區(qū)2號(hào)樓（框架結(jié)構(gòu)）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目應(yīng)用于內(nèi)江市東興區(qū)高橋園區(qū)東興段一期置還房工程5#樓（剪力墻結(jié)構(gòu)）外墻及帶窗墻結(jié)構(gòu)

三、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

1.基于高性能建筑圍護(hù)部品的性能要求，開(kāi)發(fā)了適用于注漿擠壓成型技術(shù)的超高性能混凝土材料及其流變行為的控制方法。

2.基于墻板薄壁大空腔構(gòu)造特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了高壓注漿成型工藝技術(shù)及其多聯(lián)模成型模具和自動(dòng)插拔管機(jī)等關(guān)鍵成型設(shè)備。

3.采用超高性能混凝土薄壁大空腔殼體與A級(jí)防火保溫芯體的復(fù)合構(gòu)造，開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)輕質(zhì)、防水抗?jié)B、高抗彎、高耐久性的保溫-防火-隔音-裝飾等功能一體化集成的復(fù)合外墻板。

4.開(kāi)發(fā)了超高強(qiáng)性能混凝土自保溫復(fù)合墻板的內(nèi)嵌和外掛連接節(jié)點(diǎn)及其安全高效安裝技術(shù)。

四、社會(huì)效益

在我國(guó)老齡化逐漸加深，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工人數(shù)量逐漸減少的趨勢(shì)下，超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板提升建筑外墻的服役壽命，降低維護(hù)費(fèi)用的同時(shí)，其應(yīng)用降低了建筑能耗，大幅降低了長(zhǎng)周期內(nèi)的碳排放，有助于裝備式建筑的技術(shù)進(jìn)步和建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

五、總結(jié)

該項(xiàng)目成果已獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利7項(xiàng)，編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、參考圖集1項(xiàng)，發(fā)表論文14篇，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超高性能混凝土自保溫復(fù)合墻板成套技術(shù)體系，應(yīng)用前景廣闊。