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榫接一体化复合保温砌块(下文简称“榫接砌块”)是一种热工性能良好的新型墙体材料,符合当前墙体改革和建筑节能的需要,目前已经完成该砌块的初始设计(即为“初始榫接砌块”),并完成该砌块砌体的抗震性能研究,但是对该砌块热工性能的研究仍然缺乏,因此本文采用试验研究、理论分析和数值模拟等三种方法对该砌块的热工性能进行研究,主要研究成果如下:(1)从切割保温板、干硬性混凝土制作、填料下压、砌块脱模和砌块养护等角度对榫接砌块制作工艺进行优化并给出砌块生产的全流程图文记录。从流水线生产平台、下压与激震相结合的成型方式和蒸汽养护等方面对砌块的工业化量产提出建议。(2)对于榫接砌块的混凝土部分,设计出保温性能更佳的配合比方案A,并建议采用配合比方案A生产榫接砌块,其各种材料质量比为水泥:机制砂:石粉:陶粒:中砂:粉煤灰:减水剂:水=18%:25%:18%:8%:10%:10%:2%:9%。热工性能试验得出配合比方案A砌块墙体的综合总热阻Ru=2.010(m2 ·K/W。经砌块强度试验验证,方案A砌块及其放置6个月后的砌块强度均满足规范要求。(3)采用并串联法进行墙体总热阻的理论计算,得到玛莎砌块的墙体总热阻为Ru=1.734(m2·K)/W,配合比方案A榫接砌块中混凝土的导热系数为λk=1.178W/(m.K)。(4)采用ANSYS软件对配合比方案A榫接砌块墙体和玛莎砌块墙体进行热工性能的数值模拟,得出两片墙体的综合总热阻分别为2.133(m2·K)/W和1.604(m2·K)/W,该结果比试验所得的热阻大6.1%和5.3%,同时理论计算的综合总热阻比试验大13.8%和13.9%。以上偏差均较小,说明数值模拟的有限元模型建立正确,可以采用同样的数值模拟方法进行砌块墙体保温性能的优化工作。(5)数值模拟的结果表明,砂浆作为热桥使配合比方案A榫接砌块墙体保温性能下降了 7.5%。(6)从改变砌块空气间层设置、隔断砂浆热桥、空气间层内插保温板和加厚保温板等角度设计出6种砌块构造优化方案,通过数值模拟得出其总热阻Ru分别为2.321(m2·K)/W、2.439(m2·K)/W、2.706(m2·K/W、2.983(m2·K/W、3.204(m2·K)/W和 3.401(m2·K)/W。(7)根据《居住建筑节能设计标准(节能75%)DDB13(J)185-2015》,以节能75%为目标,构造方案一和构造方案二墙体适用于寒冷(A)区和寒冷(B)区4层及以上建筑外墙;构造方案三、构造方案四和构造方案五墙体适用于寒冷(A)区、寒冷(B)区的全部建筑外墙,并且适用于严寒(C)区4层及以上建筑外墙;构造方案六墙体适用于寒冷(A)区、寒冷(B)区和严寒(C)区的全部建筑外墙。