与钢结构住宅配套的煤矸石新型墙板的理论与试验研究

Shanxi as one of the national coal-producing provinces,in 2011,there has been 1543 coal gangue dumps- - land area of 2705.39 hm2, weight of 10 hundred million tons, being one third of nationwide stacking and increased by the speed of more than15% every year.The Study of coal gangue- wall board in steel structure residence, not only can realize resource utilization of coal gangue,and can also promote steel structure housing development.This project research three key problems: (1) improve the domestic already existed coal gangue haydite burning technology and process. explore a technology of coal gangue haydite according to the features of coal gangue in Shanxi, the coal gangue haydite is stated that a kind of light weight aggregate that can be uesd in wallboard.(2) Research which kind mortar applied to 600mm strip width and 3m, 4.5m ,6m,7.5m span precast external hanging wall board and interior wall board, by preparation the mix proportion of 2 strength grade of coal gangue haydite .The product has the following technical indexes: density: 450～600 kg/m3 , compressive strength: not less than 4.0 MPa, heat conductivity: not more than 0.13 W/(mok), the averagesound transmission loss:not less than 40dB，fire resistance：not less than 3h.(3)Study precast wallboard and steel structure of connection and structural measures,realize improving the assembly of the precast wallboard of coal gangue.

山西作为全国的产煤大省，2011年现有煤矸石山1543座，占地2705.39公顷，累计堆放量已达10亿吨，约占全国的1/3，且每年还在以15%以上的速度递增。开展钢结构住宅煤矸石墙板的研究，不仅可实现煤矸石资源化利用，而且还可以推动钢结构住宅的发展。本项目重点围绕以下三方面展开研究：（1）在整理国内现有煤矸石陶粒烧制技术的基础上，根据山西煤矸石的特点，研究煤矸石陶粒的烧制工艺，得到适用于墙板的轻骨料。（2）确定2种强度等级的煤矸石陶粒砂浆的合理配合比，研制板宽600mm，适用跨度分别为3m、4.5m、6m、7.5m的预制外挂墙板和内墙板。产品主要技术指标 :密度450～600kg/m3 ,抗压强度不小于4.0MPa ,导热系数不大于0.13W/(moK) ,平均隔声量不小于40dB，耐火极限不小于3小时。（3）研究预制墙板与结构的连接及构造措施，实现装配化。

山西作为全国产煤大省之一，煤矸石约占工业固体废弃物产生量的70%以上，并且每年以15%以上的速度在不断增加。在钢结构住宅中，与之配套的墙板及其连接构造还不完善，是导致钢结构住宅推广应用发展缓慢的主要原因之一。为提高煤矸石资源化利用率，解决钢结构住宅配套墙板问题，自2013年开始，课题组在国家自然科学基金委的资助下，开展“与钢结构住宅配套的煤矸石新型墙板的理论与试验研究”。. 在项目开展期间，主要研究内容：① 通过开展煤矸石利用及存放现状的调研，确定了适合煤矸石墙板的几种粗骨料——煤矸石、自燃煤矸石、陶粒等。② 对配合比研究所需的10种原材料、6种添加剂进行了基本性能试验研究。③ 制作各种试块1200余块，试验了5种强度等级的煤矸石混凝土、5种强度等级的陶粒混凝土及3种强度等级的煤矸石人工砂砂浆的配合比。④ 开展了内外墙板板型的理论计算及连接构造设计。⑤ 分三批次制作了34块墙板试件，对其中的30块试件进行了结构性能试验，并单独开展了相关墙板的保温、隔声等相关试验研究。. 通过上述研究工作，主要研究成果如下：① 研制出8种适用于钢结构住宅外墙板、内墙板的配合比，目前正组织专利申报。② 提出的竖向布板、横向拼接、楼板承受墙板自重的外墙板板型及连接构造，综合解决了墙板的预制装配、吊装、安装调节、固定、维修替换等应用难题。③ 经试验检验，项目中研制的墙板可供跨度为3m、4.5m、6m及7.5m的内外墙板使用。④ 已投核心期刊论文6篇。⑤ 培养硕士研究生4名。. 本项目的顺利完成，具有以下实际应用价值：① 在市场潜力巨大的预制墙板中，可提高煤矸石的资源化利用率，实现固体废弃物的“变废为宝”。② 为钢结构住宅预制墙板提供一种全新选择，将促进装配式钢结构住宅的发展。