無機(jī)保溫砂漿應(yīng)用技術(shù)發(fā)展進(jìn)展

唐 楷，黃守斌，繆建波，蔣文隆，鄧孝輝，葉文楷，龐志紅

(1.四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，四川自貢， 643000;2.自貢建筑工程質(zhì)量檢測中心，四川自貢， 643000)

目前國內(nèi)外廣泛使用的保溫隔熱材料主要分有機(jī)和無機(jī)兩大類。其中有機(jī)保溫隔熱材料主要是各種塑料，具有質(zhì)輕、保溫、隔熱、吸聲等良好的性能，在寒冷地區(qū)有較長的使用歷史。但是在外墻保溫施工時(shí)，工序十分復(fù)雜，施工技術(shù)難度大、工程造價(jià)高，且有機(jī)材料與磚墻結(jié)合困難，強(qiáng)度低，防火性能差，容易造成空鼓、脫落、火災(zāi)等事故隱患。近年來國內(nèi)已發(fā)生多起惡性火災(zāi)事故，造成多人死亡，引起了人們對傳統(tǒng)有機(jī)保溫材料安全性的廣泛關(guān)注;而且泡沫塑料制品抗老化能力差，使用壽命僅20年左右，與建筑物不同壽命，廢棄材料造成“白色污染”。無機(jī)保溫隔熱材料，特別是無機(jī)保溫砂漿為不燃材料，在滿足保溫隔熱要求的同時(shí)，具有抗壓、抗拉性能好，與建筑主體同壽命、施工方便、保溫造價(jià)較低等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

1 無機(jī)隔熱材料簡介

近年，國內(nèi)市場上無機(jī)保溫砂漿主要是以珍珠巖［1］、蛭石［2］或?；⒅椋?］作為隔熱組分，水泥、石灰等膠凝材料為主要成分，同時(shí)摻加其他功能組分制成的干混砂漿。但傳統(tǒng)的珍珠巖吸水率大，很多研究都發(fā)現(xiàn)珍珠巖保溫砂漿由于高吸水率而影響導(dǎo)熱系數(shù)的問題，因此珍珠巖保溫砂漿在很多建筑構(gòu)造中都不推薦使用，甚至在某些省市地區(qū)被禁止使用。另外，蛭石類(包括普通膨脹蛭石、憎水膨脹蛭石、球形閉孔膨脹蛭石)保溫砂漿受本身性質(zhì)影響，屬于應(yīng)用范圍較窄的無機(jī)砂漿，加之成本較高、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，因此應(yīng)用也較少。由此可見，選擇?；⒅樽鳛楦魺峤M分生產(chǎn)無機(jī)保溫砂漿已越來越受到相關(guān)業(yè)內(nèi)人士的重視，其生產(chǎn)應(yīng)用空間十分廣闊。

?；⒅槭且环N無機(jī)物玻璃質(zhì)礦物材料，是由火山巖粉碎成礦砂后經(jīng)電爐膨化燒結(jié)加工而成。產(chǎn)品呈不規(guī)則球狀顆粒，內(nèi)部為蜂窩狀空腔結(jié)構(gòu)，表面形成玻璃體薄殼，因而具有質(zhì)輕、吸水率低、強(qiáng)度高、理化性能穩(wěn)定的特點(diǎn)?？商娲勖夯移?、玻璃漂珠、普通膨脹珍珠巖、聚苯顆粒等諸多輕質(zhì)骨料在不同制品中的應(yīng)用，是一種環(huán)保高性能無機(jī)輕質(zhì)絕熱材料。玻化微珠作為建筑保溫材料可以彌補(bǔ)用聚苯顆粒和普通膨脹珍珠巖作輕質(zhì)骨料的其他傳統(tǒng)保溫材料中諸多缺陷和不足。可以克服膨脹珍珠巖吸水性大、易粉化、在攪拌中體積收縮率大、產(chǎn)品后期保溫性能降低和易空鼓開裂等不足之處，還可彌補(bǔ)聚苯顆粒易燃、防火性能差、高溫產(chǎn)生有害氣體和易老化等缺陷。

2 國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1 國外保溫砂漿研究現(xiàn)狀

目前發(fā)達(dá)國家在保溫砂漿的研制開發(fā)方面，是以輕質(zhì)多功能復(fù)合漿體保溫材料為主。此類漿體保溫材料的各項(xiàng)性能較傳統(tǒng)漿體保溫材料明顯提高，如具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和良好的使用安全性及耐久性等。此外，國外非常重視保溫材料工業(yè)的環(huán)保問題，積極發(fā)展“綠色”保溫材料制品，從原材料準(zhǔn)備(開采或運(yùn)輸)、產(chǎn)品生產(chǎn)及使用，以及日后的處理問題，都要求最大限度地節(jié)約資源和減少對環(huán)境的危害［4］。保溫材料工業(yè)是國外資源重新回收利用的一個(gè)很成功的典型，它節(jié)約了自然資源，降低了廢棄物對環(huán)境的壓力，同時(shí)在生產(chǎn)過程中能耗較少。例如美國十分鼓勵(lì)在保溫材料工業(yè)中大量使用可再回收利用的原料，美國環(huán)境保護(hù)總局規(guī)定了如果想要獲得超過10000 美元聯(lián)邦基金的資助，建筑工程中選用保溫材料所含最低回收利用成分必須達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 無機(jī)保溫砂漿的性能研究

國內(nèi)外對無機(jī)保溫砂漿的研究主要集中于聚合物干粉外加劑、摻合料等與無機(jī)保溫砂漿的性能關(guān)系。如同濟(jì)大學(xué)劉賓［5］、劉培銘等研究了聚合物干粉改性閉孔球形膨脹珍珠巖保溫砂漿加水?dāng)嚢韬蟮男阅?南昌大學(xué)的曾亮［6］對?；⒅椤⑷槟z粉、纖維素醚等對?；⒅楸厣皾{的性能影響進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究;浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院錢曉倩［7］就?；⒅楸厣皾{攪拌時(shí)間、養(yǎng)護(hù)條件、導(dǎo)熱系數(shù)測試溫度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明覆膜7 d 的砂漿強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其他養(yǎng)護(hù)方式。這些前期研究可為本項(xiàng)目順利實(shí)施，特別是外加劑配方改進(jìn)提供相應(yīng)的基礎(chǔ)支持。

2.3 無機(jī)－有機(jī)復(fù)合保溫砂漿研究

清華大學(xué)建筑工程系［8］研制了?；⒅楹虴PS 的保溫材料，并在實(shí)際工程中應(yīng)用于外墻外保溫中。張巨松［9］研制的夾心墻保溫漿料是雙摻做憎水處理的普通膨脹珍珠巖和EPS 的保溫材料，另外還在攪拌中直接加入“膏狀”的泡沫，結(jié)果表明，在不影響強(qiáng)度的情況下，引入30%泡沫，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到0.061 W/(m·K)，提高了保溫漿料的保溫性能。這些研究重點(diǎn)著眼于提高保溫效果上，但由于參加的有機(jī)材料均為易燃化學(xué)品，已不屬于國家重點(diǎn)推廣環(huán)保保溫產(chǎn)品目錄。

2.4 無機(jī)保溫砂漿的工程應(yīng)用研究

無機(jī)保溫砂漿作為一種較新的保溫材料，目前研究仍然偏少。但由于具有防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)保性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，市場前景十分看好。國內(nèi)學(xué)者李富江［10］在總結(jié)?；⒅楸厣皾{在某外墻外保溫施工應(yīng)用中寫道，有機(jī)板材保溫材料的施工工藝對墻面垂直度要求很高，且膠粘劑的強(qiáng)度和抗老化性不易保證，而鉚固釘施工稍有不慎極易形成滲水點(diǎn);采用聚苯顆粒砂漿，現(xiàn)場攪拌很難保證顆粒均勻分布;而采用玻化微珠為輕質(zhì)絕熱骨料的單組份保溫型干混砂漿，施工方便，可直接抹于墻面上，不空鼓開裂，整體強(qiáng)度高，同時(shí)抗老化、耐候性、防火、耐水、抗裂等性能較好，在墻體保溫要求上也符合國家相關(guān)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

3 無機(jī)保溫砂漿發(fā)展趨勢

(1)綜合來看，?；⒅楸厣皾{施工性能好且安全性優(yōu)于其余珍珠石類產(chǎn)品，今后可對于?；⒅楸厣皾{其細(xì)觀結(jié)構(gòu)層面進(jìn)一步深入研究。

(2)?；⒅樽鳛檩p質(zhì)骨料是影響?；⒅楸厣皾{保溫性能和力學(xué)性能的重要材料，進(jìn)一步提高我省?；⒅榈闹圃熨|(zhì)量，使其?；忍岣摺⑽始岸逊e密度下降是提高?；⒅楸厣皾{質(zhì)量的關(guān)鍵。因此要加強(qiáng)對優(yōu)質(zhì)?；⒅榈难芯块_發(fā)，以滿足?；⒅楸厣皾{性能提升的要求。

(3)?；⒅楸厣皾{的突出優(yōu)點(diǎn)之一是力學(xué)性能優(yōu)異，因此在外墻保溫系統(tǒng)中應(yīng)開發(fā)可簡化施工工藝的高性能?；⒅楸厣皾{。

(4)目前，四川省工業(yè)發(fā)展迅猛，脫硫石膏、磷石膏、粉煤灰、礦渣等固廢年新增量很大，不僅帶來了巨大的環(huán)境壓力，也給生產(chǎn)企業(yè)帶來了不小的治污成本。若能開發(fā)以工業(yè)固廢為原料，開發(fā)系列無機(jī)保溫砂漿，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，也是此項(xiàng)目的發(fā)展趨勢之一。

［1］陸凱安.建筑市場適用的膨脹珍珠巖及其制品［J］.保溫材料與建筑節(jié)能，1999(2):26－28

［2］王堅(jiān).膨脹蛭石保溫干粉砂漿［J］.建筑技術(shù)，2003(10):758－759

［3］曾亮.?；⒅楸厣皾{的性能優(yōu)化與研究［D］.江西:南昌大學(xué)，2008

［4］ChungDDL.Cemeno－matrix composites for smart structures［J］.Smart material and structures，2000，9(3):243－247

［5］劉賓，王培銘，張國防.聚合物干粉對新拌膨脹珍珠巖保溫砂漿性能的影響［J］.新型建筑材料，2007，24(2):5－8

［6］曾亮，黃少文，胡欣，等.玻化微珠保溫砂漿的性能優(yōu)化［J］.南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版)，2008，30(4):20－24

［7］錢曉倩，方明暉.試驗(yàn)方法對保溫砂漿及系統(tǒng)測試結(jié)果的影響［J］.新型建筑材料，2009，26(2):32－35

［8］楊海龍，孔祥明，吳純超，等.乳化瀝青和可分散膠粉用于EPS保溫砂漿制備的對比試驗(yàn)研究［J］.建筑科學(xué)，2011，38(3):23－26

［9］張巨松，鞠成，王喜林，等.新型保溫砂漿性能的實(shí)驗(yàn)［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010，29(5):43－46

［10］李富江，黃效白.膨脹?；⒅楸厣皾{在外墻外保溫施工中的應(yīng)用［J］.貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，23(3):53－57