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2022年11月11日，中國混凝土與水泥制品協會組織召開了由中建西部建設建材科學研究院有限公司完成的“超高性能混凝土自保溫復合墻板”科技成果鑒定會（視頻）。鑒定委員會專家們認為，該項目推動了超高性能混凝土自保溫復合墻板的進一步的發展，具有廣闊的應用前景。

一、立項背景

在我國，建筑能耗約占社會總能耗的1/3，而在建筑能耗中，墻體結構能耗占比高達65%左右。建筑節能是實現能源節約發展的重要環節，而實現墻體結構節能保溫是有效降低建筑能耗的重要途徑。為了達到節能保溫要求，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。從當前應用的實際效果來看，主要存在以下問題：

1.壽命不同步。根據設計規范，建筑外墻保溫體系使用壽命要求僅為25年，遠低于與普通建筑50年的設計使用壽命。2.整體性較差。目前已有的外墻保溫體系，均為多種不同性質的材料復合而成，導致了相容性較差，在服役過程中易出現因膨脹系數差異、結合面性能退化等原因造成的墻皮開裂、滲水、空鼓、剝落等問題，既有安全隱患又有質量風險。3.自重大。現有外墻的保溫體系施工通常是在現澆（砌筑）墻體外部復合保溫材料或者吊裝三明治保溫墻板，提高了對地基、梁、柱承載力的要求，或對安裝節點承載力的設計要求。4.一體化程度較低。建筑外墻除了需要具有較好的節能保溫性能外，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致了外墻保溫體系施工工序多、要求高，質量難以得到保證；另一方面由于外墻保溫體系材料的性質差異，可能因結合面性能退化、剝離導致保溫體系的失效。

開發與創新使用新型建筑材料，是解決當前外墻保溫體系存在壽命不同步、整體性較差、自重大等問題的有效途徑。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，具有制備長而薄構件的巨大潛力，尤其適用于制作大寬厚比薄板。目前，超高性能混凝土已經開始在諸如橋面鋪裝、大跨度人行橋、特殊腐蝕環境等中取代普通混凝土材料以提升整體結構耐久性，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，創新開發一體化的高耐久輕質建筑外墻保溫體系與制品，實現外墻保溫、防水、防火等多種功能集成，對于推動建筑外墻保溫體系服役壽命的提升、裝配式建筑的發展和建筑節能水平的提高具有重要意義。

二、研究內容

項目研究框架

超高性能混凝土材料組成設計與性能調控

（1）系統開展纖維、骨料、化學外加劑等組成材料的關鍵參數對有機纖維超高性能混凝土物理力學性能、體積穩定性能、抗氯離子滲透性能、導熱性能影響研究，形成適用于建筑圍護結構的超高性能混凝土材料組成設計與性能調控方法。（2）開展有機纖維關鍵參數對超高性能混凝土流變性能影響研究，形成有機纖維超高性能混凝土流變行為調控技術；同時，開展有機纖維超高性能混凝土注漿擠壓成型工藝研究，建立流變參數與注漿壓力相關性，實現注漿擠壓成型工藝的創新應用。（3）開展了有機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計及作用效果研究、和易性調節聚合物的協同增效作用研究，揭示有機無機雜化技術在超高性能混凝土中的作用機理。

超高性能混凝土材料組成設計與性能調控——配合比設計

超高性能混凝土自保溫復合墻板構造設計和性能研究

（1）開展超高性能混凝土自保溫復合墻板外掛體系新型連接節點設計、節點拉拔力、平面內協調地震位移變形能力、新型連接節點中墻板均布抗彎荷載性能研究；同時，開展超高性能混凝土自保溫復合墻板以內嵌的形式應用于建筑外圍護結構時，墻板與結構梁（板）、墻板與結構柱（剪力墻）、墻板與構造梁的連接設計研究，實現超高性能混凝土自保溫復合墻板在外掛和內嵌兩種安裝形式下的安全使用。（2）開展超高性能混凝土自保溫復合墻板連接密封構造設計研究，設計新型橫縫與豎縫防水構造，實現超高性能混凝土自保溫復合墻板拼縫的多重防水。

墻板構造設計研究

墻板物理力學性能——均布荷載抗彎承載力試驗

超高性能混凝土自保溫復合墻板連接節點設計研究

（1）外掛體系與主體結構連接節點設計研究系統開展基于超高性能混凝土的外掛墻材與主體結構連接節點設計研究，主要包括設計原則、墻板排列形式、連接形式、材料選擇等；墻體節點抗拉強度、抗壓強度、受彎承載強度與受剪切承載強度等力學性能研究與設計，形成較為系統的外掛墻板技術體系，并滿足節能保溫、防水和裝飾等性能要求。（2）非承重圍護結構與主體結構連接節點設計研究基于超高性能混凝土的非承重圍護墻材與主體結構連接節點設計研究，包括圍護結構與梁、柱、樓板、墻等節點，進行計算分析及試驗驗證，滿足墻材物理力學性能，以及節能保溫、防水、隔聲、采光通風等要求，形成較為系統的墻體構造形式、構造節點圖集及施工指南或工法等。

連接節點

超高性能混凝土自保溫復合墻板制備和安裝技術研究

（1）開展超高性能混凝土墻板制備工藝、關鍵設備開發和中試生產線建設研究，形成超高性能混凝土自保溫復合墻板的制備技術，實現墻板生產規?；?。（2）開展超高性能混凝土自保溫復合墻板在外掛和內嵌兩種應用形式下的安裝技術研究，形成超高性能混凝土自保溫復合墻板安裝技術，實現墻板安裝的安全高效。

自動化生產成型機

自動生產線全景

超高性能混凝土自保溫復合墻板工程應用

開展超高性能混凝土自保溫復合墻板在框架結構、剪力墻結構建筑中的工程應用研究，驗證工程示范效果。

項目應用于成都市國色天鄉動物王國旅游配套商業街A區2號樓（框架結構）外圍護結構

項目應用于內江市東興區高橋園區東興段一期置還房工程5#樓（剪力墻結構）外墻及帶窗墻結構

三、關鍵技術和創新點

1.基于高性能建筑圍護部品的性能要求，開發了適用于注漿擠壓成型技術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造特點，開發了高壓注漿成型工藝技術及其多聯模成型模具和自動插拔管機等關鍵成型設備。

3.采用超高性能混凝土薄壁大空腔殼體與A級防火保溫芯體的復合構造，開發了高強輕質、防水抗滲、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合外墻板。

4.開發了超高強性能混凝土自保溫復合墻板的內嵌和外掛連接節點及其安全高效安裝技術。

四、社會效益

在我國老齡化逐漸加深，傳統產業工人數量逐漸減少的趨勢下，超高性能混凝土自保溫復合墻板提升建筑外墻的服役壽命，降低維護費用的同時，其應用降低了建筑能耗，大幅降低了長周期內的碳排放，有助于裝備式建筑的技術進步和建筑行業的產業升級。

五、總結

該項目成果已獲授權發明專利5項，實用新型專利7項，編制企業標準3項、參考圖集1項，發表論文14篇，形成了具有自主知識產權的超高性能混凝土自保溫復合墻板成套技術體系，應用前景廣闊。