硅藻土在建材行業(yè)的應(yīng)用

彭　超李　申王今華白　坡馮　峰徐元盛鄭州市工程質(zhì)量監(jiān)督站（450000）河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（45000）河南創(chuàng)和置業(yè)有限公司（450000）

?

硅藻土在建材行業(yè)的應(yīng)用

彭超1李申1王今華2白坡3馮峰2徐元盛2
1鄭州市工程質(zhì)量監(jiān)督站（450000）2河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）3河南創(chuàng)和置業(yè)有限公司（450000）

摘要:硅藻土作為一種十分豐富的礦產(chǎn)資源，由于其具有多孔性、吸附性強(qiáng)、較強(qiáng)的離子交換性、輕質(zhì)、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。這里主要介紹了硅藻土在建材行業(yè)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:硅藻土；內(nèi)墻涂料；環(huán)保壁材；輕質(zhì)墻體材料

硅藻土是一種硅質(zhì)巖石,主要分布在中國(guó)、美國(guó)、丹麥、法國(guó)、羅馬尼亞等國(guó)。我國(guó)硅藻土儲(chǔ)量3.2億噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量20多億噸，主要集中在華東及東北地區(qū)，資源尤為豐富。硅藻土是一種新興材料，具有架狀結(jié)構(gòu)，分子像搭架子似地連在一起，中間形成很多空腔，具有較強(qiáng)的吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。工業(yè)上常用來(lái)作為保溫材料、過(guò)濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑、硅藻土助濾劑及催化劑載體等。

1硅藻土在內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用

隨著人們對(duì)建筑舒適度和健康度要求的不斷提高，建筑物本身的隔熱性和密封性越來(lái)越受到重視。如果室內(nèi)產(chǎn)生濕氣排不出，會(huì)引起建筑材料發(fā)霉、變質(zhì)。如果室內(nèi)干燥，會(huì)引起建筑材料、家具等的干裂、變形，因此，一種可調(diào)濕的內(nèi)墻涂料對(duì)室內(nèi)環(huán)境的改善可起到至關(guān)重要的作用。硅藻土不僅具有很高的吸附能力,其分子結(jié)構(gòu)表面還存在大量硅羥基，這些硅羥基使硅藻土具有表面活性。將硅藻土作為填料添加到內(nèi)墻涂料中，不僅可以降低成本，而且對(duì)室內(nèi)空氣具有去濕、除臭等作用，可以明顯改善室內(nèi)生活環(huán)境[1]。

2硅藻土在環(huán)保壁材中的應(yīng)用

《國(guó)家“十二五”規(guī)劃》明確指出，要以解決空氣不安全和飲用水、土壤污染等損害群眾健康的突出環(huán)境問(wèn)題為重點(diǎn)，加強(qiáng)綜合治理，提倡開(kāi)發(fā)應(yīng)用源頭減量技術(shù)，并倡導(dǎo)文明、節(jié)約、綠色、低碳消費(fèi)觀念，推行綠色生活方式和消費(fèi)模式。目前，各種裝飾裝修材料，如涂料、油漆中含有大量的有害物質(zhì)（甲醛、苯、氨、揮發(fā)性有機(jī)物等）會(huì)造成室內(nèi)空氣污染。

硅藻土作為一種全新功能型內(nèi)墻飾面材料，具有有效去除空氣中的游離甲醛、苯、氨、VOC等有害物質(zhì)及異味，全面解決室內(nèi)空氣污染，明顯改善室內(nèi)生活環(huán)境等特點(diǎn)，深受市場(chǎng)的青睞。目前，市場(chǎng)反映良好的一種新型壁材即為以硅藻土為主要原材料的硅藻泥。硅藻泥壁材易于施工，適用于墻體和棚頂裝飾，為粉末狀，添加一定比例清水即可粉刷使用[2]。

硅藻泥壁材具有以下特點(diǎn):

1）凈化空氣

硅藻泥特有的微孔結(jié)構(gòu)能夠有效地吸收、分解、消除空氣中的甲醛、苯、TVOC等有害物質(zhì)，還能夠消除異味，時(shí)刻保持室內(nèi)的空氣清新。

2）調(diào)節(jié)濕度

硅藻泥可以根據(jù)環(huán)境的變化吸收或釋放水分，自動(dòng)調(diào)節(jié)濕度平衡，避免過(guò)分潮濕或干燥。

3）防潮防霉

硅藻泥內(nèi)墻涂料中不含有機(jī)成分，材料自身呈弱堿性，微生物難以存活，加之良好的透氣性，可以確保墻面不怕潮濕，不會(huì)發(fā)霉。

4）保溫隔熱

硅藻泥保溫效果是傳統(tǒng)水泥漿的6倍。

5）吸聲降噪

硅藻泥的無(wú)數(shù)微孔吸音、消音顯著，可有效地吸收對(duì)人體有害的高頻音波，具有衰減低頻噪音功能。

6）清潔方便

硅藻泥是天然的礦物質(zhì)，自身不含重金屬，不產(chǎn)生靜電，不吸附灰塵，具有優(yōu)異的耐水性和耐污性，日常清潔保養(yǎng)方便，可用海綿清洗。

7）節(jié)能環(huán)保

硅藻泥由天然無(wú)機(jī)化合物構(gòu)成，不含任何有機(jī)成分，不含有害物質(zhì)，是安全放心的綠色建材。

也有很多研究旨在提高硅藻土的吸附降解能力。有關(guān)研究表明，將硅藻土經(jīng)過(guò)碳酸鈉及亞硫酸氫鈉改性后與光催化劑復(fù)合，制備成硅藻土復(fù)合凈化材料，對(duì)甲醛、氨及苯都有很好的凈化效果[3]。另有研究，采用溶膠凝膠法，于500℃下煅燒樣品，制備納米MnO2負(fù)載硅藻土材料，孔徑主要分布在2～50 nm，具有大孔結(jié)構(gòu)[4]。常溫、常壓、自然光條件下納米MnO2負(fù)載硅藻土比未處理過(guò)的硅藻土對(duì)甲醛具有更好的降解活性,在72 h內(nèi)對(duì)甲醛氣體的降解率高達(dá)90.31%，且其造價(jià)低廉，降解徹底，無(wú)二次污染，方便回收利用，因此，硅藻土是一種具有很好應(yīng)用前景的空氣凈化材料。

3硅藻土在混凝土中的應(yīng)用

目前，農(nóng)村公路瀝青路面設(shè)計(jì)中，瀝青原材料基本選擇普通AH—70石油瀝青，這種瀝青路面存在瀝青軟化點(diǎn)偏低，路面高溫穩(wěn)定性差，在夏季高溫時(shí)易產(chǎn)生車轍、擁抱等早期病害。大量的實(shí)踐研究表明，在瀝青混凝土中添加硅藻精土（純度92%以上）后，改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性得到了大大的改善，提高了瀝青路面的高溫抗車轍能力。這是由于硅藻精土表面較為粗糙，具有耐酸堿、耐磨以及抗滑等多種特點(diǎn)，在性能上比較穩(wěn)定，獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)和活性成分能夠在很大程度上改善瀝青混合料的使用效果。

瀝青混合料強(qiáng)度來(lái)源于黏結(jié)力和內(nèi)摩阻力，是由瀝青結(jié)合料和礦料兩種材料提供的。瀝青路面在溫度驟降或溫差較大時(shí)，會(huì)由于溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫。硅藻精土改性瀝青混合料是通過(guò)在混合料拌合時(shí)添加硅藻精土，改性后瀝青混合料的壓縮應(yīng)變能密度在各個(gè)溫度下均大于基質(zhì)瀝青。特別是在溫度降到-40℃時(shí)，低溫彎曲試驗(yàn)與低溫壓縮試驗(yàn)仍優(yōu)于基質(zhì)瀝青。這說(shuō)明經(jīng)硅藻土改性的瀝青混合料能適用于寒冷地區(qū)。

試驗(yàn)表明，硅藻精土改性瀝青混合料在不改變?yōu)r青分子結(jié)構(gòu)及礦物級(jí)配的情況下，可提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，明顯改善其路用性能。硅藻精土改性瀝青混合料與普通瀝青混合料相比，每噸成本增加約2.4%,而SBS改性瀝青混合料與普通瀝青混合料相比每噸成本增加約10.8%。但路用性能得到了明顯的提高，并且降低了保養(yǎng)費(fèi)用，延長(zhǎng)了維修周期。

硅藻土能有效填補(bǔ)再生粗骨料表面的微小縫隙，提高再生混凝土的抗壓強(qiáng)度[5]。相比于用化學(xué)溶液對(duì)再生粗骨料進(jìn)行預(yù)處理，加入硅藻土顯然更加符合環(huán)保的要求，值得推廣。

4硅藻土在輕質(zhì)墻體材料中的應(yīng)用

目前，我國(guó)用于輕質(zhì)墻體材料的主要原料有膨脹珍珠巖、蛭石、浮石、粉煤灰輕質(zhì)陶粒等，很難同時(shí)滿足強(qiáng)度及容重要求。硅藻土因其多孔性，且含有黏土質(zhì)礦物，具有較強(qiáng)的可塑性、黏結(jié)性、燒結(jié)性，經(jīng)加工后有一定的強(qiáng)度和硬度，空隙率較高，可以作為保溫墻體材料使用，有利于減輕結(jié)構(gòu)重量。此外，礦棉吸聲板的生產(chǎn)所使用原材料主要有粒狀棉、凹凸棒狀黏土、有機(jī)絮凝劑、膨化珍珠巖等原材料，通過(guò)成型、干燥、切割、噴涂等工序制作成礦棉吸聲板。其中粒狀棉和膨化珍珠巖在礦棉板的生產(chǎn)中用量比例很高，而粒狀棉和膨化珍珠巖是高能耗產(chǎn)品，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生較多粉塵，從而造成嚴(yán)重的大氣污染。研究表明，將硅藻土和有機(jī)酰胺基類絮凝劑按照一定比例添加至吸聲板配料罐中，由于其顆粒粒徑較小，不需要磨漿、碎漿等預(yù)處理過(guò)程，成型脫水過(guò)程中流失率也較低。成型過(guò)程中產(chǎn)生的絮團(tuán)留在纖維和纖維交織的空隙中，起到填充的作用，使板材更加致密，從而可以提高板材的抗折強(qiáng)度。硅藻土填料為板材降低密度、更加輕質(zhì)創(chuàng)造了很大的空間，也可以有效降低粒狀棉和珍珠巖高耗能原材料的使用量，提升產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)水平。

5結(jié)語(yǔ)

我國(guó)硅藻土資源豐富，是大規(guī)模利用硅藻土的前提。建筑材料因其用量巨大，將硅藻土應(yīng)用到建材中成為合理利用資源的一條有效途徑。如今，隨著人們對(duì)硅藻土這一礦物資源研究的逐漸深入，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。重視硅藻土資源的開(kāi)發(fā)利用，不僅要擴(kuò)大硅藻土應(yīng)用范圍，更需要提高硅藻土應(yīng)用層次,在增加社會(huì)效益的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益，硅藻土資源的開(kāi)發(fā)利用會(huì)有美好的前景。

參考文獻(xiàn):

[1]谷亞新,田瑩,王晴,等.硅藻土對(duì)苯丙內(nèi)墻涂料性能的影響[J].涂料工業(yè),2015,45(2).

[2]楊哲斌.硅藻土在建筑裝飾工程或家庭裝修中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國(guó)建材科技,2014,2.

[3]程侖.硅藻土復(fù)合材料凈化室內(nèi)空氣的實(shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2007,33(3).

[4]劉麗,辛春偉,盧俊瑞,等.納米MnO2負(fù)載硅藻土的制備及其降解空氣中甲醛的研究[J].天津理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013,29 (2).

[5]喻鵬,李躍,徐中青,等.綠色再生混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)[J].山西建筑,2015,41(9).