山東高速城鄉(xiāng)發(fā)展集團(tuán)有限公司（以下簡稱“城鄉(xiāng)發(fā)展集團(tuán)”）是山東高速集團(tuán)直管企業(yè)，業(yè)務(wù)涉及策劃規(guī)劃設(shè)計、土地開發(fā)利用、城鄉(xiāng)工程建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、投融資五大板塊，致力于為地方政府民生事業(yè)提供一攬子解決方案，定位“城鄉(xiāng)綜合開發(fā)服務(wù)商”，重點(diǎn)拓展城鄉(xiāng)片區(qū)綜合開發(fā)、道路及市政基礎(chǔ)設(shè)施、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、田園綜合體、現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)（體驗農(nóng)業(yè)）產(chǎn)業(yè)園區(qū)等產(chǎn)業(yè)。

提出背景

2006年建設(shè)部出臺《國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地試行辦法》，裝配式建筑在我國的應(yīng)用與發(fā)展速度大幅提升，各地政府依照該辦法相關(guān)規(guī)定著手建設(shè)國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地，各地有關(guān)政策相繼頒布、試點(diǎn)（示范）城市逐步發(fā)展。

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，城市規(guī)模紛紛擴(kuò)大，建設(shè)活動頻繁展開，裝配式建筑已然成為建筑工業(yè)化進(jìn)程中的關(guān)鍵點(diǎn)，裝配式預(yù)制墻板作為裝配式建筑框架結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分，具有使用功能多樣、適用范圍廣泛的特點(diǎn)，可按其材料組成分為加氣混凝土墻板、石膏類墻板、空心隔墻板等。

研發(fā)目的

我國目前應(yīng)用較多的裝配式預(yù)制墻板種類是加氣混凝土墻板，該類墻板在用作鋼結(jié)構(gòu)或者其他結(jié)構(gòu)外墻時，其保溫隔熱效果較傳統(tǒng)墻材好，在用作工業(yè)廠房或者民用建筑內(nèi)隔墻時，其隔聲吸音性能好且可防火阻燃，除此之外還具備施工速度快、可加工性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已被越來越多的應(yīng)用到多高層建筑中，是當(dāng)前比較理想的墻材之一。

加氣混凝土墻板目前常采用鋼筋作為其“筋骨”，即為提升加氣混凝土墻板抗拉性能在其內(nèi)部設(shè)置鋼筋，但鋼筋作為一種傳統(tǒng)延性材料，具有自重大、耐腐蝕性差等缺點(diǎn)，極易對加氣混凝土墻板使用壽命產(chǎn)生影響。

為尋找代替鋼筋的材料，解決因鋼筋帶來的種種弊病，城鄉(xiāng)發(fā)展集團(tuán)研發(fā)了玻璃纖維格柵增強(qiáng)加氣混凝土墻板，通過設(shè)計加氣混凝土墻板生產(chǎn)過程中膠凝材料、功能材料與改性材料用料配比對其空心率、內(nèi)部構(gòu)造等特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上對其性能進(jìn)行了嚴(yán)格的測試。具體研發(fā)過程為通過在加氣混凝土墻板內(nèi)設(shè)置一層玻璃纖維格柵，利用玻璃纖維分布均勻、趨向隨機(jī)的特性，達(dá)到提升加氣混凝土墻板抗拉強(qiáng)度、抗裂強(qiáng)度、延展性能以及耐久性能的效果。

產(chǎn)品測試

城鄉(xiāng)發(fā)展集團(tuán)通過實驗室和現(xiàn)場試驗對玻璃纖維增強(qiáng)加氣混凝土墻板抗壓強(qiáng)度、粘結(jié)性能以及軸向和橫向荷載作用下的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行研究，目的在于研發(fā)出一種滿足當(dāng)前建筑工業(yè)進(jìn)程使用要求、自重輕、強(qiáng)度硬、較為經(jīng)濟(jì)的新型加氣混凝土墻板。

通過利用過量氣體發(fā)生劑可在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生氣泡進(jìn)而弱化加氣混凝土抗壓強(qiáng)度降低的原理，采用鋁粉與硅鐵合金粉兩種氣體發(fā)生劑對新型加氣混凝土墻板立方抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測試。在采用規(guī)格為150mm×150mm×150mm試件的新型加氣混凝土墻板立方抗壓強(qiáng)度測試中，二者含量與抗壓強(qiáng)度關(guān)系如下圖所示。

另在加入過量氣體發(fā)生劑的情況下，通過纖維斷裂破壞試驗對加氣混凝土與玻璃纖維的粘結(jié)性能進(jìn)行測試。在采用規(guī)格為150mm×150mm×150mm試件的加氣混凝土與玻璃纖維的粘結(jié)性能測試中，二者含量與粘結(jié)性能關(guān)系如下圖所示。

測試結(jié)果證明新型加氣混凝土墻板的抗壓強(qiáng)度隨鋁粉用量的增加而降低，隨硅鐵合金粉用量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，而加氣混凝土與玻璃纖維的粘結(jié)性能并不會因鋁粉與硅鐵合金粉含量的變化而產(chǎn)生影響，且玻璃纖維未從加氣混凝土中拉出，原因在于玻璃纖維在達(dá)到其最大粘結(jié)性能前就已斷裂，這意味著玻璃纖維與加氣混凝土之間具有良好的粘結(jié)性能。

通過垂直與橫向載荷下的軸向和彎曲試驗試驗對新型加氣混凝土墻板的承載能力進(jìn)行測試，采用規(guī)格為2100mm×600mm×100mm的測試墻板試件，試驗參照對象共分為4組。

經(jīng)測試，在軸向加載試驗極限荷載及對應(yīng)沉降量對比中，4組試件分別在達(dá)到542.0KN、575.6KN、559.2KN與512.0KN的極限載荷時，試件各自沉降分別為2.6mm、2.0mm、3.3mm與2.9mm;在橫向加載試驗極限荷載及對應(yīng)沉降量對比中，4組試件分別在達(dá)到19.1KN、21.3KN、25.0KN與33.5KN的極限載荷時，試件頂部各自沉降分別為1.27mm、1.40mm、2.27mm與2.98mm，底部各自沉降分別為2.57mm、2.20mm、5.10mm與5.73mm。

在與傳統(tǒng)鋼筋承載受力相同的情況下，玻璃纖維增強(qiáng)加氣混凝土墻板相比于內(nèi)置鋼筋的加氣混凝土墻板而言重量可降低1%-2%，造價降低1%-3%，另基于玻璃纖維自身固有特性，新型加氣混凝土墻板耐久性、耐腐性等均有大幅提升。

通過在加氣混凝土中設(shè)置玻璃纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼筋材料，發(fā)現(xiàn)玻璃纖維可顯著提高加氣混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗裂性、延性和耐久性等韌性性能，新型加氣混凝土墻板具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫隔熱性能好、隔聲吸音效果佳、防火性能好等優(yōu)點(diǎn)，在提高構(gòu)件制作質(zhì)量前提下墻體自重進(jìn)一步降低，可使得建筑結(jié)構(gòu)中梁、柱子、基礎(chǔ)等構(gòu)件尺寸隨之減小，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

綜合分析玻璃纖維可替代加氣混凝土墻板中傳統(tǒng)鋼筋材料并廣泛推廣和應(yīng)用;同時，玻璃纖維增強(qiáng)加氣混凝土墻板作為一種傳統(tǒng)墻材無法企及的環(huán)保、利廢、保護(hù)耕地的新型加氣混凝土墻板，在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大的新時代背景下，市場對該產(chǎn)品的需求必將逐年遞增，玻璃纖維增強(qiáng)加氣混凝土墻板也必將成為現(xiàn)代高層建筑新型加氣混凝土墻板的主要墻體材料。