新型節(jié)能墻體材料的地位、分類及應(yīng)用分析

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑節(jié)能墻體材料在建筑節(jié)能中的地位日益突出，節(jié)能降耗面臨嚴(yán)峻局面。針對我國目前節(jié)能建設(shè)現(xiàn)狀，介紹了環(huán)保節(jié)能墻體材料的分類和應(yīng)用，并對環(huán)保節(jié)能墻體材料的前景進(jìn)行了分析和矚望。？

關(guān)鍵詞：新型材料；墻體材料；節(jié)能

Abstract： With the continuous development of the social economy， building energy-saving wall materials are increasingly prominent position in the building energy efficiency， energy saving is facing a grim situation. Construction Status for China's current energy-saving， environmental protection and energy saving wall materials classification and application， and the prospects for environmental protection and energy saving wall materials and look forward to.

Keywords： new materials； wall materials； energy saving

1.建筑節(jié)能材料在建筑節(jié)能中的地位

1.1節(jié)能降耗是全社會面臨的重要任務(wù)

建筑行業(yè)能耗占到了全社會總能耗的40%～50%，墻體材料在房屋建材中約占70%，是建筑材料的重要組成部分，建筑物能量的損耗約50%來自墻體?！笆濉逼陂g，中國城鎮(zhèn)將新建40～50億平方米建筑，在全國范圍內(nèi)執(zhí)行65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

1.2節(jié)能建筑材料是建筑節(jié)能的根本途徑

節(jié)能建筑材料作為節(jié)能建筑的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是建筑節(jié)能的根本途徑。在建筑中使用各種節(jié)能新型墻體材料的發(fā)展應(yīng)有利于生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源，既要符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求，又要能改善建筑物的使用功能，同時堅(jiān)持“綜合利廢、因地制宜、市場引導(dǎo)”的原則。

2.新型建筑墻體材料的分類

就其品種而言，新型墻體材料主要包括磚、塊、板等，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質(zhì)板材、復(fù)合板材等。

2.1空心黏土磚

在我國開展墻改工作初期，墻體材料主要為實(shí)心黏土磚，為了打破這一局面，所以用空心黏土磚逐步替代實(shí)心黏土磚的使用，以有效控制實(shí)心黏土磚的生產(chǎn)與使用。

2.2混凝土制品

主要有混凝土磚及混凝土砌塊。該類產(chǎn)品充分各地現(xiàn)有資源，通過加入較高含量的粉煤灰等工業(yè)廢渣，或以陶粒做骨料生產(chǎn)非承重墻體制品。

普通混凝土磚：以水泥為膠結(jié)料，石粉、碎石末、砂、廢渣或輕集料、粉煤灰等為粗、細(xì)集料，經(jīng)攪拌壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)而成。產(chǎn)品規(guī)格為240×115×53mm，密度等級為500-1200七個等級。承重混凝土磚抗壓強(qiáng)度為Mu10-30，吸水率為6-10%；非承重混凝土磚抗壓強(qiáng)度為Mu3.5、Mu5.0、Mu7.0，吸水率為10-18%。容重與黏土磚相近、施工方便，與砌筑和粉刷砂漿粘結(jié)強(qiáng)度高。

普通混凝土小型空心砌塊：屬于空心薄壁材料，單排孔容重在1200 kg/m3左右，雙排孔容重在1400 kg/m3左右，傳熱系數(shù)2.97W/（m2·K）。一般用于承重結(jié)構(gòu)內(nèi)、外墻體。強(qiáng)度為Mu5-25，相對含水率應(yīng)控制在40%左右，干縮率應(yīng)控制在0.045%。

砼多孔磚：以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等為主要集料（也可利用工業(yè)廢渣），以水?dāng)嚢璩尚?，?jīng)養(yǎng)護(hù)而制成的多排小孔砼磚。主要規(guī)格240×115×90mm，空洞率大于30%。

砼空心磚：水泥為膠結(jié)料，砂、石或輕集料為主要集料，粉煤灰為摻合料，加水?dāng)嚢璩尚?，自然養(yǎng)護(hù)而制成的用于非承重墻體，空洞率不低于40%的砼空心磚。有二、三、四排孔，容重等級800-1400 kg/m3；相對吸水率不大于40%；干燥收縮率小于0.060%。對于利用廢渣集料的砼空心磚，要求碳化系數(shù)不低于0.8，軟化系數(shù)不低于0.75。

輕集料砼小型空心砌塊：以人造輕集料（燒結(jié)粉煤灰、粘土、頁巖陶粒和非燒結(jié)粉煤灰輕骨料）或天然輕集料（浮石、火山巖、沸石）或利廢材料（爐渣、頁巖渣、煤矸石）為輕粗骨料，以砂或輕細(xì)材料（陶砂、膨脹珍珠巖、爐渣）為細(xì)集料，水泥為膠結(jié)料，經(jīng)加水混合、攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而成。其容重小于1400 kg/m3，作為承重構(gòu)造體系時，相對含水率應(yīng)控制在40%左右，干縮率應(yīng)控制在0.045%；非承重時干縮率可到0.060%。

2.3煤矸石燒結(jié)制品

以煤矸石為主要原料，經(jīng)破碎、均化、攪拌成型，煅燒而成。該產(chǎn)品與普通粘土磚規(guī)格相同，性能接近，可按普通粘土磚設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收。

2.4粉煤灰制品

粉煤灰是燃煤發(fā)電場的廢棄物，由于其具有輕質(zhì)多孔的特點(diǎn)和潛在的水硬性，可以作為多種建材的生產(chǎn)原料。開發(fā)粉煤灰建材不僅可以解決能源和資源問題，同時解決了這種工業(yè)廢棄物造成的污染問題。今后在粉煤灰綜合利用方面，需要重點(diǎn)開發(fā)研究的有：大摻量粉煤灰制品；各種免燒結(jié)、免蒸養(yǎng)自然養(yǎng)護(hù)工藝的粉煤灰磚制品和粉煤灰陶粒等。

以粉煤灰、水泥、各種輕重集料、水為主要組分拌合制成混凝土砌塊或磚。粉煤灰利用率不低于原材料總量的20%，水泥摻入量不低于原材料總量的10%。主要用作填充墻體材料，產(chǎn)品干縮率控制在0.060%，碳化系數(shù)不低于0.7。

2.5自保溫砌塊

自保溫墻體材料可選擇導(dǎo)熱系數(shù)低、熱阻值大、容重低、強(qiáng)度合適的材料，如輕質(zhì)砼砌塊、加氣混凝土。也可利用墻體產(chǎn)品自身空洞，通過對產(chǎn)品保溫的二次加工或墻體施工過程的保溫處理，達(dá)到提高墻體熱工性能的目標(biāo)，如在空洞內(nèi)置EPS塊、?；⒅椤Ⅱ问w粒、膨脹珍珠巖等。

2.6 輕質(zhì)內(nèi)墻隔條板

GRC輕質(zhì)多孔隔墻條板以膨脹珍珠巖為主材，低堿或快硬硫酸鋁酸鹽為膠結(jié)材料和低堿玻纖涂塑網(wǎng)格布，經(jīng)擠壓成型、自然養(yǎng)護(hù)而成。石膏條板以石膏為主材，加入普通水泥、膨脹珍珠巖和中堿涂塑網(wǎng)格布擠壓成型經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)而成。輕質(zhì)混凝土條板采用普通硅酸鹽水泥為膠結(jié)料，工業(yè)廢渣或陶粒，可摻入粉煤灰，根據(jù)需要可加筋增強(qiáng)（低碳冷拔鋼絲），經(jīng)擠壓成型養(yǎng)護(hù)而成。植物維條板（FCC板）采用輕燒鎂粉、秸稈（細(xì)度60-80目）、玻纖為中堿熟絲或無堿拌合，擠壓成型養(yǎng)護(hù)而成。粉煤灰泡沫水泥條板（ASA板）采用粉煤灰、輕燒鎂粉、低堿或快硬硫酸鋁酸鹽為膠結(jié)材料，耐堿玻纖涂塑網(wǎng)格布等，經(jīng)均化、發(fā)泡、成型、養(yǎng)護(hù)而成。硅鎂加氣水泥隔墻板（GM板）采用鋁酸鹽水泥、輕燒鎂粉、粉煤灰、維尼綸纖維等材料，均化、發(fā)泡、高溫、高壓養(yǎng)護(hù)而成。

2.7復(fù)合墻板

復(fù)合墻板具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫隔熱性能優(yōu)良，集圍護(hù)、裝飾、保溫隔熱為一體的多功能新型板狀墻體材料。一般有三種形式：保溫層在兩層中間、保溫層設(shè)置在復(fù)合板兩側(cè)、保溫層設(shè)置在復(fù)合板一側(cè)。根據(jù)保溫隔熱層所用的材料，分為有機(jī)和無機(jī)兩大類；按面層所用的材料可分為金屬和非金屬兩大類。

聚苯乙烯夾芯復(fù)合板（金屬面EPS板），具有輕質(zhì)、高強(qiáng)，集承重、隔熱、防水、裝飾于一體，耐腐蝕，便于施工。導(dǎo)熱系數(shù)0.034 -0.037W/（m·K）。類似的板材有：鋁塑聚苯乙烯夾芯復(fù)合板、塑鋼聚苯乙烯夾芯復(fù)合板。聚氨酯夾芯復(fù)合板，一般以彩色鍍鋅鋼板為面材，經(jīng)輥壓成為壓型板，然后與液體聚氨酯復(fù)合發(fā)泡而成。導(dǎo)熱系數(shù)0.017 -0.023W/（m·K）。適用于工業(yè)與民用建筑保溫外墻和屋面保溫。

混凝土巖棉復(fù)合外墻板是以混凝土飾面層、巖棉保溫層和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層三層連成的具有保溫、隔熱、隔聲、防水等多功能的復(fù)合外墻板。有承重和非承重之分。由150mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層、50mm巖棉保溫層和50mm混凝土飾面層組成的承重混凝土巖棉復(fù)合外墻板，自重為500-512Kg/m2，平均熱阻值為0.99，傳熱系數(shù)1.01。由50mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層、80mm巖棉保溫層和30mm混凝土飾面層組成的非承重薄壁混凝土巖棉復(fù)合外墻板，自重為176-256Kg/m2，平均熱阻值為1.70，傳熱系數(shù)0.59。

2.8蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土制品

2.8.1輕質(zhì)加氣混凝土

輕質(zhì)加氣混凝土（Autoclaved Lightweight Concrete），簡稱ALC。是以硅砂、水泥、石灰為主要原料，采用防銹處理的鋼筋增強(qiáng)，經(jīng)過高溫、高壓、蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的多空混凝土制品。該技術(shù)于1934年誕生于瑞典，六十年代初傳入日本。ALC制品內(nèi)部由互不連通的微小氣孔組成，導(dǎo)熱系數(shù)為0.13W/（m·K），保溫隔熱性能優(yōu)于普通混凝土10倍。該產(chǎn)品為不燃硅酸鹽物料，體積熱穩(wěn)定性好，熱遷移慢，具有很好的耐火性。立方體抗壓強(qiáng)度可達(dá)4MPa。無放射性，無有害物質(zhì)。

2.8.2泡沫混凝土

泡沫混凝土通常是用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到含硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注型、養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔混凝土材料。泡沫混凝土中含有大量封閉的孔隙，所以具有良好的物理力學(xué)性能。

泡沫混凝土的基本原料為水泥、石灰、水、泡沫，在此基礎(chǔ)上摻加一些填料、骨料及外加劑。常用的填料及骨料為：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨脹聚苯乙烯、膨脹珍珠巖、苯脫克細(xì)骨料，常用的外加劑與普通混凝土一樣，為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。

泡沫混凝土的密度小，密度等級一般為300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3，近年來，密度為160 kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應(yīng)用。

由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細(xì)小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300-1200 kg/m3范圍的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)在0.08-0.3w/（m·K）之間。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料，具有良好的節(jié)能效果。

泡沫混凝土屬多孔材料，因此它也是一種良好的隔音材料，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機(jī)材料，不會燃燒，從而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好，防水能力強(qiáng)，沖擊能量吸收性能好，可大量利用工業(yè)廢渣，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

2.9陶粒增強(qiáng)加氣砌塊

該產(chǎn)品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管樁廠的離心余漿為主要原料經(jīng)過輕質(zhì)陶粒和引氣漿體制備、混合、澆模、靜養(yǎng)、自動切割、蒸汽養(yǎng)護(hù)等工藝制備而成。砌塊干體積密度450-750 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)0.11-0.18W/（m·K）之間，是黏土磚的五分之一，混凝土的八分之一。強(qiáng)度可達(dá)3.5-7.5MPa，可直接用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。使用的原材料為不燃無機(jī)物，不產(chǎn)生有害氣體。且有極強(qiáng)的抗?jié)B性。陶粒切割面含有大量開口孔，與砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度大于0.9MPa。

2.10免燒磚

①灰砂磚：以砂、生石灰、少量水泥為主要原料，經(jīng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)制成。強(qiáng)度高于Mu10，干密度1700-1900Kg/m3，傳熱系數(shù)1.1W/（m2·K）。主要用于多層承重構(gòu)造墻體。按制作工藝不同可分為彩色灰砂磚、灰砂空心磚、碳化灰砂磚、免燒灰砂磚。②蒸壓粉煤灰磚：以粉煤灰為主要原料、水泥（或摻入適量石灰、石膏、外加劑）為膠凝材料，加入部分破碎煤矸石（或石粉、砂）作骨料，經(jīng)混合、碾壓、攪拌、成型，通過高壓或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而制成。強(qiáng)度等級Mu10-30，碳化系數(shù)不小于0.8。③煤矸石自養(yǎng)磚：以煤矸石（或摻爐渣）為主要原料，水泥（或摻入適量石灰、石膏）為膠凝材料，經(jīng)拌合、攪拌、壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)而制成。一般強(qiáng)度在Mu10左右，抗折強(qiáng)度在2.5MPa左右。

4.結(jié)語

4.1注重資源節(jié)約

發(fā)展資源節(jié)約型節(jié)能建筑材料首先要通過建材企業(yè)對現(xiàn)有產(chǎn)品實(shí)行節(jié)省資源的措施，如降低單位產(chǎn)品原材料消耗，提高產(chǎn)品成品率和產(chǎn)品質(zhì)量等。其次要充分利用回收資源，目前我國正處于大建設(shè)時期，要充分利用建筑垃圾，我國工業(yè)廢渣和生活垃圾年產(chǎn)量約320億噸，回收利用，替代原材料生產(chǎn)新型建材，不僅可減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，更重要的是可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。

4.2注重能源節(jié)約

發(fā)展能源節(jié)約型建材就是要發(fā)展節(jié)能型新型材料，產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用過程中都應(yīng)考慮節(jié)能問題。如太陽能發(fā)電材料、高性能保溫隔熱材料等。

4.3注重環(huán)境友好

發(fā)展環(huán)境友好型建材就是要求建材產(chǎn)品不產(chǎn)生建筑垃圾，不污染生活環(huán)境，不影響人體健康，在生產(chǎn)過程中最大限度地減少對自然環(huán)境的破壞。隨著物質(zhì)水平的提高、消費(fèi)觀念的更新，人們的環(huán)保意識在不斷增強(qiáng)，對建筑材料的環(huán)保要求不斷提高。環(huán)境污染嚴(yán)重，對人體健康危害大的建材產(chǎn)品已逐漸被市場所淘汰，綠色環(huán)保型建材產(chǎn)品成為市場的銷售熱點(diǎn)。

4.4注重多功能化

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，建筑物不僅僅是遮風(fēng)避雨的場所，還要滿足安全、環(huán)保、舒適、方便和私密，舊有的建材已遠(yuǎn)不能滿足人們的需要，開發(fā)和應(yīng)用新型多功能材料成為人們追求的新目標(biāo)。同時還要重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，如將納米技術(shù)與建筑材料結(jié)合，可開發(fā)出具有光催化性、抗菌、除臭、消毒等功能的生態(tài)建筑材料，從而改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。

【作者簡介】張靜鵬（1978-），男，助理工程師，土木工程專業(yè)，河北縱橫鋼鐵集團(tuán)公司工程設(shè)備處。

【文章編號】1006-2688（2016）09-0076-03