2022年11月11日， 组织召开了由中建西部建设建材科学研究院有限公司完成的“超高性能混凝土自保温复合墙板”科技成果鉴定会（视频）。鉴定委员会专家们认为，该项目推动了超高性能混凝土自保温复合墙板的进一步的发展，具有广阔的应用前景。

一、立项背景

在我国，建筑能耗约占社会总能耗的1/3，而在建筑能耗中，墙体结构能耗占比高达65%左右。建筑节能是实现能源节约发展的重要环节，而实现墙体结构节能保温是有效降低建筑能耗的重要途径。为了达到节能保温要求，建筑外墙一般采取外保温体系处理或者使用保温墙材体系，如聚苯板薄抹灰外墙保温体系、三明治夹芯保温墙板等。从当前应用的实际效果来看，主要存在以下问题：

1.寿命不同步。根据设计规范，建筑外墙保温体系使用寿命要求仅为25年，远低于与普通建筑50年的设计使用寿命。2.整体性较差。目前已有的外墙保温体系，均为多种不同性质的材料复合而成，导致了相容性较差，在服役过程中易出现因膨胀系数差异、结合面性能退化等原因造成的墙皮开裂、渗水、空鼓、剥落等问题，既有安全隐患又有质量风险。3.自重大。现有外墙的保温体系施工通常是在现浇（砌筑）墙体外部复合保温材料或者吊装三明治保温墙板，提高了对地基、梁、柱承载力的要求，或对安装节点承载力的设计要求。4.一体化程度较低。建筑外墙除了需要具有较好的节能保温性能外，还需要具有防水、装饰等多种功能。较低的一体化程度一方面导致了外墙保温体系施工工序多、要求高，质量难以得到保证；另一方面由于外墙保温体系材料的性质差异，可能因结合面性能退化、剥离导致保温体系的失效。

开发与创新使用新型建筑材料，是解决当前外墙保温体系存在寿命不同步、整体性较差、自重大等问题的有效途径。而超高性能混凝土是一种具有超高韧性、超高耐久性的新型水泥基材料，具有制备长而薄构件的巨大潜力，尤其适用于制作大宽厚比薄板。目前，超高性能混凝土已经开始在诸如桥面铺装、大跨度人行桥、特殊腐蚀环境等中取代普通混凝土材料以提升整体结构耐久性，效果显著。以超高性能混凝土为核心材料制备墙材，具有提高墙材综合性能的极大潜力；并以此为基础，创新开发一体化的高耐久轻质建筑外墙保温体系与制品，实现外墙保温、防水、防火等多种功能集成，对于推动建筑外墙保温体系服役寿命的提升、装配式建筑的发展和建筑节能水平的提高具有重要意义。

二、研究内容

项目研究框架

超高性能混凝土材料组成设计与性能调控

（1）系统开展纤维、骨料、化学外加剂等组成材料的关键参数对有机纤维超高性能混凝土物理力学性能、体积稳定性能、抗氯离子渗透性能、导热性能影响研究，形成适用于建筑围护结构的超高性能混凝土材料组成设计与性能调控方法。（2）开展有机纤维关键参数对超高性能混凝土流变性能影响研究，形成有机纤维超高性能混凝土流变行为调控技术；同时，开展有机纤维超高性能混凝土注浆挤压成型工艺研究，建立流变参数与注浆压力相关性，实现注浆挤压成型工艺的创新应用。（3）开展了有机纤维超高性能混凝土断裂形貌研究、超高效聚羧酸外加剂设计及作用效果研究、和易性调节聚合物的协同增效作用研究，揭示有机无机杂化技术在超高性能混凝土中的作用机理。

超高性能混凝土材料组成设计与性能调控——配合比设计

超高性能混凝土自保温复合墙板构造设计和性能研究

（1）开展超高性能混凝土自保温复合墙板外挂体系新型连接节点设计、节点拉拔力、平面内协调地震位移变形能力、新型连接节点中墙板均布抗弯荷载性能研究；同时，开展超高性能混凝土自保温复合墙板以内嵌的形式应用于建筑外围护结构时，墙板与结构梁（板）、墙板与结构柱（剪力墙）、墙板与构造梁的连接设计研究，实现超高性能混凝土自保温复合墙板在外挂和内嵌两种安装形式下的安全使用。（2）开展超高性能混凝土自保温复合墙板连接密封构造设计研究，设计新型横缝与竖缝防水构造，实现超高性能混凝土自保温复合墙板拼缝的多重防水。

墙板构造设计研究

墙板物理力学性能——均布荷载抗弯承载力试验

超高性能混凝土自保温复合墙板连接节点设计研究

（1）外挂体系与主体结构连接节点设计研究系统开展基于超高性能混凝土的外挂墙材与主体结构连接节点设计研究，主要包括设计原则、墙板排列形式、连接形式、材料选择等；墙体节点抗拉强度、抗压强度、受弯承载强度与受剪切承载强度等力学性能研究与设计，形成较为系统的外挂墙板技术体系，并满足节能保温、防水和装饰等性能要求。（2）非承重围护结构与主体结构连接节点设计研究基于超高性能混凝土的非承重围护墙材与主体结构连接节点设计研究，包括围护结构与梁、柱、楼板、墙等节点，进行计算分析及试验验证，满足墙材物理力学性能，以及节能保温、防水、隔声、采光通风等要求，形成较为系统的墙体构造形式、构造节点图集及施工指南或工法等。

连接节点

超高性能混凝土自保温复合墙板制备和安装技术研究

（1）开展超高性能混凝土墙板制备工艺、关键设备开发和中试生产线建设研究，形成超高性能混凝土自保温复合墙板的制备技术，实现墙板生产规模化。（2）开展超高性能混凝土自保温复合墙板在外挂和内嵌两种应用形式下的安装技术研究，形成超高性能混凝土自保温复合墙板安装技术，实现墙板安装的安全高效。

自动化生产成型机

自动生产线全景

超高性能混凝土自保温复合墙板工程应用

开展超高性能混凝土自保温复合墙板在框架结构、剪力墙结构建筑中的工程应用研究，验证工程示范效果。

项目应用于成都市国色天乡动物王国旅游配套商业街A区2号楼（框架结构）外围护结构

项目应用于内江市东兴区高桥园区东兴段一期置还房工程5#楼（剪力墙结构）外墙及带窗墙结构

三、关键技术和创新点

1.基于高性能建筑围护部品的性能要求，开发了适用于注浆挤压成型技术的超高性能混凝土材料及其流变行为的控制方法。

2.基于墙板薄壁大空腔构造特点，开发了高压注浆成型工艺技术及其多联模成型模具和自动插拔管机等关键成型设备。

3.采用超高性能混凝土薄壁大空腔壳体与A级防火保温芯体的复合构造，开发了高强轻质、防水抗渗、高抗弯、高耐久性的保温-防火-隔音-装饰等功能一体化集成的复合外墙板。

4.开发了超高强性能混凝土自保温复合墙板的内嵌和外挂连接节点及其安全高效安装技术。

四、社会效益

在我国老龄化逐渐加深，传统产业工人数量逐渐减少的趋势下，超高性能混凝土自保温复合墙板提升建筑外墙的服役寿命，降低维护费用的同时，其应用降低了建筑能耗，大幅降低了长周期内的碳排放，有助于装备式建筑的技术进步和建筑行业的产业升级。

五、总结

该项目成果已获授权发明专利5项，实用新型专利7项，编制企业标准3项、参考图集1项，发表论文14篇，形成了具有自主知识产权的超高性能混凝土自保温复合墙板成套技术体系，应用前景广阔。