聚苯板插孔混凝土空心砌块热工性能有限元分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第l2期混凝土与水泥制品2012No．1212月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCDecember聚苯板插孑L混凝土空心砌块热工性能有限元分析刘辉敏(洛阳理工学院材料科学与工程系，471023)摘要：为提高混凝土空心砌块的隔热性能，采用有限单元法研究了聚苯板在其孔洞中的填充方式对热阻的影响。结果表明，砌块插孔呈矩形为佳。插孔长度不变，热阻随其厚度的增加而增加。插孔率一定，热阻随插孔排数的增加而增加；随其列数的增加而降低。插孔交错排列，热阻增加。当插孔仅有部分填充时，聚苯板最好靠近砌块的高温面。关键词：空

2、心砌块；混凝土；聚苯板；孔型；热阻；有限单元法Abstract：Toimprovetheheat-proofqualityofconcretehollowblocks，theeffectsofthepatternofthepolystyreneboardinsertinginitsholeonthethermalperformancearestudiedbyfiniteelementmethod．Theresultsshowthattheappropriateshapeofthejackisrectangle．Keepingthelengthofthejack，theb

3、locks’thermalresistanceincreaseswithitsthicknessincreasing．Keepingthejackrate，thethermalresistanceincreaseswiththeincreasingofthejack’Srows，andreduceswiththeincreasingofitscolumns．Thethermalresistanceincreaseswhenthejaeksarearrangedstaggered．Ifonlypartialjacksarefilled，itisbetterthatthep

4、olystyreneboardisclosetotheblock’Shotface．Keywords：Hollowblock；Concrete；Polystyreneboard；Pass；Thermalresistance；Finiteelementmethod中图分类号：TU522．3文献标识码：A文章编号：1000—4637(2012)12—66—030前言研究插孑L方式对混凝土砌块热阻的影响时，对其混凝土空心砌块具有节能、节土、利废、环保、温度条件没有具体要求。为便于分析，设砌块AB边劳动生产率较高等优点，是我国墙体改革重点推广温度为25oC；CD边温度为20℃，

5、AD边和BC边则的新型建筑材料之一【l_2J。但混凝土空心砌块也存在作绝热处理。隔热能力不足的缺点，使得其推广应用受到一定影DC响。为提高混凝土空心砌块的隔热能力，可在其孔洞中插入聚苯乙烯板(聚苯板)进行绝热改进_3-4]。对于聚苯板插孑L混凝土砌块，其隔热能力除与混凝土和聚苯板本身热阻有关外，还与插孔分布方式有关。文献[5—7]分别研究了孔型对普通混凝土空心砌块热工性能的影响，并提出提高其热阻的方法。考虑到砌块中空气夹层的导热系数随其厚度减小而降低，而聚苯板的导热系数基本不变，所以在上述图1混凝土空心砌块计算模型研究基础上，作者采用有限元软件ANSYS研究了1．3材料

6、参数聚苯板在孔洞中的填充方式对混凝土空心砌块热对于本次分析，设混凝土的导热系数为1．28W／工性能的影响。(m·K)；聚苯板的导热系数为0．034W／(m·K)。砌块1计算模型及条件夹层中空气的导热系数随其厚度变化而改变，具体1．1计算模型数值参见文献[8】。分析用混凝土空心砌块尺寸为390mmx190mm~2结果及讨论190mm，其孔型根据研究需要设定。图1所示为一2．1插孑L形状对砌块热阻的影响种三排两列矩形孔砌块的孔型分布情况，孔洞中均混凝土空心砌块常见的孔洞形状主要有正方插入聚苯板(若没有特别指出，以下砌块孔洞中均形、圆形、矩形。保持砌块插孔率为22．81％，比

7、较了填充聚苯板，且砌块与聚苯板之间没有间隙)。插孔形状对砌块平均热阻的影响。比较所用三种单1．2热载荷及边界条件孔砌块的规格见图2所示。一66一学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com