房屋建筑保溫材料研究

趙嬌

摘要：建筑施工企業(yè)開始將高效節(jié)能建筑保溫材料應(yīng)用到建筑建設(shè)中，從而使得建筑對于能源的消耗量大大減少，同時也對建筑的發(fā)展起到了積極的推動作用，實現(xiàn)了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。下面就對高效節(jié)能建筑保溫材料進行合理的研究。

關(guān)鍵詞：高效節(jié)能建筑；保溫材料；性能

一、試驗研究

1 原材料性能及作用

1.1 增強纖維。在對建筑進行施工的過程中，要盡可能的采用無機纖維，這種纖維較長而且質(zhì)地比較輕，其很容易就可以被溶解，并且具有較強的穩(wěn)定性和粘粘性，能夠?qū)λ诌M行有效的吸收，纖維中的水分含量增多，其本身的柔軟度會得到相應(yīng)的提高，而在干燥后，其又會就有較強的堅韌性。這種無幾纖維材料主要是用來對保溫材料進行骨架的構(gòu)建，從而形成一個保溫材料網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠有效的提升保溫材料的抗拉伸性能以及保溫的性能。

1.2 膨脹珍珠巖。這種材料屬于一種保溫集料，其本身的質(zhì)地較輕，而且在導(dǎo)熱系數(shù)上相對較小，并且具有一定的吸附力。通常來說，這種材料本身的松散密度在80kg/m3。

1.3 復(fù)合外加劑。采用的復(fù)合外加劑屬于一種添加劑，這種添加劑主要是由各種有機的改性材料以及無機的改性材料混合制成，將這種復(fù)合外加劑添加到保溫材料中，能夠使得保溫材料自身的膠粘性得到提高，在一定程度上，也能夠使得材料的強度得到提升，這對于纖維的疏解具有積極的影響作用。

2 生產(chǎn)工藝

在對高效節(jié)能建筑保溫材料進行生產(chǎn)的過程中，需要對該保溫材料的產(chǎn)品性能指標(biāo)進行反復(fù)的核實，并且依據(jù)相應(yīng)的性能指標(biāo)，選擇適宜的生產(chǎn)原材料，依據(jù)各種原材料的性能和自身的作用，對原材料的實際應(yīng)用量進行合理的規(guī)劃，在對原材料的實際應(yīng)用量進行合理的分配后，需要進行試驗配置以及檢驗工作，同時對試配的材料進行對比分析，依據(jù)對比分析的結(jié)果來對試配的材料的原材料搭配比例進行調(diào)節(jié)，從而確定出最佳的配比比例，進而形成最為適宜的生產(chǎn)工藝。高效節(jié)能建筑保溫材料主要是利用機械對原材料進行拌合，采用的生產(chǎn)工藝為一次性生產(chǎn)工藝。在將各種原材料都按照相應(yīng)的比例進行調(diào)配后，再依照一定的攪拌順序?qū)⑵淅U入到混料機中，利用混料機對原材料進行攪拌，直到攪拌均勻位置，一般來說，物料的總重量為0.5t時，則攪拌的時間則為10min。針對高效節(jié)能建筑保溫材料在進行使用以及攪拌的時候，需要在其中加入適量的水，直至將其攪拌均勻，然后再放置4分鐘左右，就可以開始使用，值得注意的是，所配置完成的料漿必須要在4h內(nèi)使用完畢，不然其應(yīng)用效果將大打折扣。

3 反應(yīng)機理簡析

按照上述工藝生產(chǎn)出的混合粉料，即為成品，它可以在常溫干燥環(huán)境中長期貯存，使用時，加水拌合均勻成漿料。首先，增強纖維吸水“潤脹”，在外加劑作用下得到合理的疏解，并帶上一定的電性，互相“交聯(lián)”，在整個漿體中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；復(fù)合外加劑中的兩種成份可以改善案體的凝結(jié)時間、提高其早期強度，而另外一種有機物遇水后迅速溶解，形成長分子鏈，改善漿體的膠粘性。漿料被涂覆于墻表面后，被墻體吸收掉一部分水開始凝聚，強度逐漸增強，在4小時左右即可硬化到一定強度。干燥過程中，由于水分子的蒸發(fā)及低分子有機物的揮發(fā)，在保溫層中形成大量封閉的微孔，這些微小氣孔是降低材料熱導(dǎo)率的因素之一。

二、技術(shù)性能及應(yīng)用效果

1 技術(shù)性能

就高效節(jié)能建筑保溫材料的原材料構(gòu)成以及生產(chǎn)工藝來看，這種材料的導(dǎo)熱系數(shù)在0.0639W/m·k左右，而其粘結(jié)的強度則為0.208MPa。另外，其抗壓的強度以及松散容重分別為1.77MPa和580kg/m3，其偏堿性，具有較強的抗凍性能，能夠在常溫環(huán)境喜愛，保持完整性，不怕燃燒，在4h之內(nèi)就能夠有效硬化，由此可以看出，高效節(jié)能建筑保溫材料具有較強的技術(shù)性能。

2 應(yīng)用效果

高效節(jié)能建筑保溫材料是一種用于外墻內(nèi)保溫的新型墻體材料，它可以替代原來的砂漿層，不用額外施工，其所具有的應(yīng)用效果包括以下幾點：

2.1 使用高效節(jié)能建筑保溫材料后，240mm磚墻的保溫效果高于370mm磚墻+普通混合砂漿的保溫效果，接近于490mm磚墻+混合砂漿的保溫效果。

2.2 某市普遍采用的370mm磚墻+20mm混合砂漿的墻體結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)沒有達到《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的近期節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求，而改用保溫砂漿層后，其節(jié)能效果高于近期節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 370mm磚墻+20mm保溫砂漿層，其保溫效果超過了940磚墻的保溫效果，達到620mm普通磚墻的保溫效果。由上述分析比較可以看出，高效節(jié)能建筑保溫材料是一種很有前途的墻體保溫材料，采用它和其它砌體復(fù)合的墻體，可以大量節(jié)省粘土磚和運輸量，節(jié)約土地和生產(chǎn)能源，可以使墻體減薄，擴大房屋使用面積，它的研制和應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，必將為建筑節(jié)能發(fā)揮重要作用。

三、現(xiàn)有建筑保溫材料的分類及特點分析

1 有機建筑保溫材料

當(dāng)前，常用的有機建筑保溫材料主要有膨脹聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS）和聚氨酯類材料等。這些材料主要的特點就是高致密度、重量輕和保溫隔熱效果比較好，所以應(yīng)用比較廣泛，但在實際中也暴露出諸多方面的問題，例如產(chǎn)生裂縫、耐久性以及防火性能差等。

裂縫是有機建筑保溫材料普遍存在的一個問題，產(chǎn)生的原因主要有溫度和風(fēng)荷載兩個方面。就溫度來看，如果保溫層溫度超過70℃，有機建筑保溫材料極有可能產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變形以至于開裂，同時，保溫層與抗裂砂漿具有明顯的導(dǎo)熱系數(shù)差，溫度變化的加劇如果超出抗裂砂漿承受臨界點也會造成開裂；風(fēng)荷載導(dǎo)致開裂的主要原因在于，有機建筑保溫材料通常以點粘的方式鋪設(shè)在建筑物的表層，難以做到充實性密封，在風(fēng)荷載的反復(fù)作用下，容易導(dǎo)致保溫層的脫落。

耐久性的問題主要是因為有機建筑保溫材料普遍具有易老化或粉化的特點，其理論壽命通常不超過30年，這與建筑的設(shè)計壽命通常為50年以上不匹配，以至于需要在中途進行保溫材料的更換，這將是一項耗資很大的工程。另外，由于當(dāng)前的有機建筑保溫材料其原材料多來源于石油，所以在石油愈發(fā)匱缺的情況下，其使用也將會受到限制。

防火性能是重點需要解決的問題，在近年來火災(zāi)頻發(fā)的情況下，顯得更為迫切。EPS和聚氨酯類材料均是可燃或易燃材料，即使有阻燃劑的存在，也未必能達到阻燃的標(biāo)準(zhǔn)，未從根本上解決防火性能低下的問題。同時，絕大多數(shù)有機材料都易在高溫條件下軟化，且在火災(zāi)發(fā)生以后，其帶火滴液可導(dǎo)致火勢擴散傳播，對施救形成更大阻礙。另外，有機建筑保溫材料的燃燒會伴隨大量有毒氣體的產(chǎn)生，也是對人員造成致命傷害的主要原因之一。

2 無機建筑保溫材料

常用的無機建筑保溫材料分為三種：①自保溫墻體構(gòu)成材料；②無機保溫纖維；③骨料型保溫砂漿。其共同優(yōu)點有阻燃防火、可變形量小、不易老化、不消耗有機資源以及能與抹面良好結(jié)合等，缺點在后文分類說明。

自保溫墻體構(gòu)成材料即是通常所說的泡沫和加氣混凝土等，具有輕質(zhì)多孔的結(jié)構(gòu)且隔音效果較好，但同時存在強度低承重不高、干燥收縮大、可粘連性差以及隔熱效果不如有機材料等缺點，特別在某些較寒冷地區(qū)，其節(jié)能效果難以滿足既定標(biāo)準(zhǔn)。

無機保溫纖維如巖棉、玻璃棉等雖然具有較好的保溫效果，但存在擠壓的情況下容易產(chǎn)生形變，對水的耐受性及防火溫度都很有限。

參考文獻

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（作者單位：中鐵三局集團有限公司運輸工程分公司）