新型節(jié)能墻體材料的地位、分類及應用分析

摘 要：隨著社會經濟的不斷發(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)能降耗面臨嚴峻局面。針對我國目前節(jié)能建設現(xiàn)狀，介紹了環(huán)保節(jié)能墻體材料的分類和應用，并對環(huán)保節(jié)能墻體材料的前景進行了分析和矚望。？

關鍵詞：新型材料；墻體材料；節(jié)能

The status of the new energy-saving wall materials， classification and application analysis

Zhang Jingpeng

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

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。“十二五”期間，中國城鎮(zhèn)將新建40～50億平方米建筑，在全國范圍內執(zhí)行65%的節(jié)能標準。

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)能建筑的重要物質基礎，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)展應有利于生態(tài)平衡、環(huán)境保護和節(jié)約能源，既要符合國家產業(yè)政策要求，又要能改善建筑物的使用功能，同時堅持“綜合利廢、因地制宜、市場引導”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、輕質板材、復合板材等。

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心黏土磚的使用，以有效控制實心黏土磚的生產與使用。

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非承重墻體制品。

普通混凝土磚：以水泥為膠結料，石粉、碎石末、砂、廢渣或輕集料、粉煤灰等為粗、細集料，經攪拌壓制成型，自然養(yǎng)護而成。產品規(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度為Mu10-30，吸水率為6-10%；非承重混凝土磚抗壓強度為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強度高。

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）。一般用于承重結構內、外墻體。強度為Mu5-25，相對含水率應控制在40%左右，干縮率應控制在0.045%。

砼多孔磚：以水泥為膠結材料，以砂、石等為主要集料（也可利用工業(yè)廢渣），以水攪拌成型，經養(yǎng)護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：水泥為膠結料，砂、石或輕集料為主要集料，粉煤灰為摻合料，加水攪拌成型，自然養(yǎng)護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（燒結粉煤灰、粘土、頁巖陶粒和非燒結粉煤灰輕骨料）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，以砂或輕細材料（陶砂、膨脹珍珠巖、爐渣）為細集料，水泥為膠結料，經加水混合、攪拌、成型、養(yǎng)護而成。其容重小于1400 kg/m3，作為承重構造體系時，相對含水率應控制在40%左右，干縮率應控制在0.045%；非承重時干縮率可到0.060%。

2.3煤矸石燒結制品

以煤矸石為主要原料，經破碎、均化、攪拌成型，煅燒而成。該產品與普通粘土磚規(guī)格相同，性能接近，可按普通粘土磚設計、施工、驗收。

2.4粉煤灰制品

粉煤灰是燃煤發(fā)電場的廢棄物，由于其具有輕質多孔的特點和潛在的水硬性，可以作為多種建材的生產原料。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，需要重點開發(fā)研究的有：大摻量粉煤灰制品；各種免燒結、免蒸養(yǎng)自然養(yǎng)護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熱系數(shù)低、熱阻值大、容重低、強度合適的材料，如輕質砼砌塊、加氣混凝土。也可利用墻體產品自身空洞，通過對產品保溫的二次加工或墻體施工過程的保溫處理，達到提高墻體熱工性能的目標，如在空洞內置EPS塊、玻化微珠、蛭石顆粒、膨脹珍珠巖等。

2.6 輕質內墻隔條板

GRC輕質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材料和低堿玻纖涂塑網格布，經擠壓成型、自然養(yǎng)護而成。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格布擠壓成型經自然養(yǎng)護而成。輕質混凝土條板采用普通硅酸鹽水泥為膠結料，工業(yè)廢渣或陶粒，可摻入粉煤灰，根據(jù)需要可加筋增強（低碳冷拔鋼絲），經擠壓成型養(yǎng)護而成。植物維條板（FCC板）采用輕燒鎂粉、秸稈（細度60-80目）、玻纖為中堿熟絲或無堿拌合，擠壓成型養(yǎng)護而成。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材料，耐堿玻纖涂塑網格布等，經均化、發(fā)泡、成型、養(yǎng)護而成。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)護而成。

2.7復合墻板

復合墻板具有輕質、高強、保溫隔熱性能優(yōu)良，集圍護、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、保溫層設置在復合板兩側、保溫層設置在復合板一側。根據(jù)保溫隔熱層所用的材料，分為有機和無機兩大類；按面層所用的材料可分為金屬和非金屬兩大類。

聚苯乙烯夾芯復合板（金屬面EPS板），具有輕質、高強，集承重、隔熱、防水、裝飾于一體，耐腐蝕，便于施工。導熱系數(shù)0.034 -0.037W/（m·K）。類似的板材有：鋁塑聚苯乙烯夾芯復合板、塑鋼聚苯乙烯夾芯復合板。聚氨酯夾芯復合板，一般以彩色鍍鋅鋼板為面材，經輥壓成為壓型板，然后與液體聚氨酯復合發(fā)泡而成。導熱系數(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。

混凝土巖棉復合外墻板是以混凝土飾面層、巖棉保溫層和鋼筋混凝土結構層三層連成的具有保溫、隔熱、隔聲、防水等多功能的復合外墻板。有承重和非承重之分。由150mm厚鋼筋混凝土結構層、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厚鋼筋混凝土結構層、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蒸壓輕質加氣混凝土制品

2.8.1輕質加氣混凝土

輕質加氣混凝土（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，經過高溫、高壓、蒸汽養(yǎng)護而成的多空混凝土制品。該技術于1934年誕生于瑞典，六十年代初傳入日本。ALC制品內部由互不連通的微小氣孔組成，導熱系數(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。立方體抗壓強度可達4MPa。無放射性，無有害物質。

2.8.2泡沫混凝土

泡沫混凝土通常是用機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材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經混合攪拌、澆注型、養(yǎng)護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性能。

泡沫混凝土的基本原料為水泥、石灰、水、泡沫，在此基礎上摻加一些填料、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用。

由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙，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，沖擊能量吸收性能好，可大量利用工業(yè)廢渣，價格低廉等優(yōu)點。

2.9陶粒增強加氣砌塊

該產品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管樁廠的離心余漿為主要原料經過輕質陶粒和引氣漿體制備、混合、澆模、靜養(yǎng)、自動切割、蒸汽養(yǎng)護等工藝制備而成。砌塊干體積密度450-750 kg/m3，導熱系數(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。強度可達3.5-7.5MPa，可直接用于建筑外圍護結構。使用的原材料為不燃無機物，不產生有害氣體。且有極強的抗?jié)B性。陶粒切割面含有大量開口孔，與砂漿的粘結強度大于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，經成型、蒸汽養(yǎng)護制成。強度高于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，經混合、碾壓、攪拌、成型，通過高壓或常壓蒸汽養(yǎng)護而制成。強度等級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，經拌合、攪拌、壓制成型，自然養(yǎng)護而制成。一般強度在Mu10左右，抗折強度在2.5MPa左右。

4.結語

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)有產品實行節(jié)省資源的措施，如降低單位產品原材料消耗，提高產品成品率和產品質量等。其次要充分利用回收資源，目前我國正處于大建設時期，要充分利用建筑垃圾，我國工業(yè)廢渣和生活垃圾年產量約320億噸，回收利用，替代原材料生產新型建材，不僅可減少環(huán)境污染和資源浪費，更重要的是可實現(xiàn)經濟、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，產品在生產和使用過程中都應考慮節(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品不產生建筑垃圾，不污染生活環(huán)境，不影響人體健康，在生產過程中最大限度地減少對自然環(huán)境的破壞。隨著物質水平的提高、消費觀念的更新，人們的環(huán)保意識在不斷增強，對建筑材料的環(huán)保要求不斷提高。環(huán)境污染嚴重，對人體健康危害大的建材產品已逐漸被市場所淘汰，綠色環(huán)保型建材產品成為市場的銷售熱點。

4.4注重多功能化

隨著社會經濟的發(fā)展，人們消費觀念的轉變，建筑物不僅僅是遮風避雨的場所，還要滿足安全、環(huán)保、舒適、方便和私密，舊有的建材已遠不能滿足人們的需要，開發(fā)和應用新型多功能材料成為人們追求的新目標。同時還要重視新技術、新產品的開發(fā)與應用，如將納米技術與建筑材料結合，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，提高人們的生活質量。

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

【文章編號】1006-2688（2016）09-0076-03