无机轻集料保温砂浆性能介绍

在建筑工程上,要实现建筑工程节能保温的主要途径是采用墙体保温材料。中国虽然面积大,但是仍然是一个资源短缺的国家,研究和开发新型的墙体保温隔热新型材料仍然是面对资源紧缺的一项重要措施。

随着我国社会的快速发展,国家提出了建筑节能的要求,保温砂浆的研制已受到越来越多人的重视,特别是新型无机轻集料保温砂浆

外国对保温砂浆的研究报道过很多,美国、德国等欧洲国家都已制定了相关的标准并使之实施。

保温砂浆按化学成分分为有机保温砂浆和无机保温砂浆。有机保温砂浆广泛应用于夏热冬冷地区。

从多年的使用来看,有机保温砂浆虽然隔热保温性能良好,但是存在着种种弊端,比如施工和易性差、环保性差、整个体系易燃以及耐候性差、易老化、收缩开裂等。

无机轻集料保温砂浆作为目前市场上的一种新型的保温材料,以其独特的优越性能,解决了这些问题。有笔者认为,开发优质高效,低成本的无机轻集料保温砂浆,特别是以粉煤灰为主的复合型低成本高效保温材料,实现产业化,来代替现在的有机保温系统,可提高建筑保温节能效率和工艺技术水平,确保工程质量,降低成本和保护生态环境。

1、 无机轻集料保温砂浆介绍

无机保温砂浆是指具有绝热保温性能的低密度多孔无机颗粒,粉末或短纤维为轻质骨料,合适的胶凝材料及其他多元复合外加剂,按一定比例经一定的工艺制成的保温抹面材料,可以直接涂抹于墙体表面,它较一般抹面砂浆有质量轻、保温隔热等优点。

无机保温砂浆之所以具有优良的保温隔热效果,与其无机轻质骨料的特殊结构有密切的关系。尽管其中热传递的机理非常复杂,影响的因素很多,但是可以根据热的对流、传导和辐射的理论进行分析。

首先从热的对流传递来看,无机保温砂浆是用多孔、多纤维的无机材料作轻质骨料。这些无机保温材料在制作过程中由于多孔或多纤维而产生的孔隙,空气就会进入,加之自身封闭或胶凝材料对其包裹封闭,空气在孔隙中就很难产生对流传热,从而对保温隔热产生了一定的效果。其次从热的传导、传递来看,这主要是通过无机保温砂浆的基材和无机保温轻质骨料内的气体进行的。基材的导热系数较大,轻质骨料的导热系数较小。由于大量的多孔轻质骨料均匀分布在无机保温砂浆内,对热传导起了很大的阻挡作用,从而又对保温隔热产生了一定的效果。最后再从热的辐射传递来看,虽然整个无机保温砂浆对辐射都能够吸收,且能够将热传递,但是由于辐射传递在整个热的传递过程中所占比例很小,所以相对来说,热的辐射传递对保温隔热也会有一定的效果。从以上分析可以看出,寻找一种多孔且孔径较大封闭的无机保温轻质骨料是影响无机保温砂浆性能的最大因素。

2、 无机轻集料保温砂浆的种类

经过20多年的发展,节能保温砂浆有了飞速发展。无机保温砂浆作为一种新型的保温隔热材料,也有了一定的发展。目前,建筑工程中使用的无机保温砂浆主要有以下几种:膨胀珍珠岩保温砂浆,膨胀蛭石保温砂浆,硅酸盐复合绝热涂料,玻化微珠保温砂浆和复合无机保温砂浆。

2.1 传统无机保温砂浆

膨胀珍珠岩保温砂浆是以水泥或建筑石膏为胶凝材料,以膨胀珍珠岩为骨料,并加入少量助剂配制而成,它的性能随胶凝材料与膨胀珍珠岩的体积配合比不同而不同,是建筑工程中使用较早的保温砂浆。它在工厂加配制成干粉状后袋装,施工时按比例加水搅拌均匀即可。它可采用机械或手机方法进行喷涂。该产品与其他保温砂浆材料相比,明显的优势是价廉、成本低、施工速度快,是一种竞争力很强的保温砂浆。

膨胀蛭石保温砂浆是以膨胀蛭石为轻质骨料的一种保温砂浆,它的性能与膨胀珍珠岩保温砂浆差不多,但是保温隔热效果不如膨胀珍珠岩保温砂浆,且吸水率较高,所以不得用于建筑屋面的保温工程。

硅酸盐复合绝热涂料是以硅酸盐类纤维材料、填料、结合剂、助剂等为原料按一定配比,先将纤维松解,然后再经混合搅拌而制成的黏稠状浆体。将其涂敷在需要绝热的表面上,干燥后作为绝热层,其施工方法和膨胀珍珠岩保温砂浆基本相同。

2.2 新型无机保温砂浆

玻化微珠保温砂浆是市场上刚出现的一种无机保温砂浆。作为一种单组分的无机保温砂浆,玻化微珠保温砂浆具有优良的保温隔热性能和抗老化、耐候及防火性能。其强度高,黏结性能好,无空鼓、开裂现象,现场施工加水搅拌即可使用,可直接施工于干状墙体上。它克服了传统的无机保温砂浆吸水率低、易粉化、料浆搅拌过程中体积收缩率大、易造成产品后期保温性能降低和空鼓、开裂等不足之处。

复合无机保温保砂浆也是一种新型无机保温砂浆。它是针对传统的单一组分保温砂浆存在的一些不足,添加多种无机轻质骨料进行组合,再加上一些独特的添加剂进行黏结来达到现在社会对保温砂浆更高的要求。例如,采用优质膨胀珍珠岩颗粒和玻璃微珠复合可以消除或减少膨胀珍珠岩颗粒间的大孔隙,从而使导热系数特别是高温导热系数下降。

3、 无机轻集料保温砂浆的性能和技术特点

就目前市场应用来看,无机保温砂浆主要用于外墙保温系统中。外墙保温系统中的保温材料,从原先的发泡(膨胀)聚苯板(EPS板)扩展到ZL胶粉-聚苯颗粒保温浆料,挤塑聚苯板(XPS板),岩(矿)棉板,聚氨酯泡沫塑料,泡沫玻璃等,这些保温材料绝大部分都是有机材料构成的,主要是由于这些特殊的有机材料导热系数较小,且原材便宜,因此,目前被广泛采用,但是其存在着一些难以解决的问题(比如说耐火性差,耐候性差等)。无机保温砂浆是一种较新的保温材料,因为尚没有颁布国家规范及地方标准,目前主要由部分保温行业的企业在试用推行。根据对北京,上海,山西,宁波,成都等地的试用情况来看,无机保温砂浆有其独特的优越性。

3.1 防水、阻燃、安全性能比较好

无机保温砂浆由于采用的是无机不燃颗粒,其较有机材料有不燃阻燃的性质。根据国家行业标准《外墙外保温技术规程》防火性能的规定,无机保温砂浆完全符合。市场上使用得最多的是EPS板、XPS板及聚苯颗粒作为保温材料。虽然它们的保温性能良好,但是由于采用有机材料,其防火性能就大打折扣,一旦发生火灾,有机保温材料熔化,外墙装饰材料就会脱落,安全性差。因此,采用无机保温砂浆在防火阻燃性方面有独特的优势。在我国,很多专家学者经过大量的实验表明,随着温度升高,无机保温砂浆的导热系数就会升高,但不会失去保温隔热的效果且不易脱落,安全性较好。

3.2物理-化学稳定性好且绿色环保无公害

由于采用的是无机材料作为轻质骨料,其不易与外界环境发生化学反应。其耐酸碱,耐腐蚀,不开裂,不存在老化问题,可以广泛应用于有各种要求的建筑物上,而且其长期使用寿命完全可以达到与建筑物的使用寿命相一致。由于有机保温材料寿命短,虽然我国规定了不低于25年的使用寿命,但对25年以后并没有作出相关规定,当其保温层被废弃后,不仅难以回收利用,造成极大的资源浪费,而且严重污染环境,这就违背了我国提出的可持续发展的目标。无机保温砂浆的原材料可以综合利用我国丰富的矿产资源,能够变废为宝;而且生产过程中不会出现有机保温砂浆对空气和水的污染。在使用过程中,无机保温砂浆无毒、无味、无放射性污染,即使是在高温环境下也不会排出有害气体,不会对人体有害,且不会对城市空气造成污染,可以说是一种绿色环保材料。

3.3 强度高且保温隔热性能好

在强度方面,由于无机保温砂浆采用的是无机材料作为轻质骨料,与胶凝材料结合较为紧密,不会产生较多的空隙,从而使其抗压,抗拉,抗折强度较高,而且与基层黏结强度高,结构稳定,抗震性好,因此无机保温砂浆可以代替普通的抹面砂浆进行外墙、内墙的抹面,这样既可以达到保温隔热效果,又能达到墙面装饰美化效果。在保温隔热方面,导热系数是保温材料的一个重要指标,有学者经过研究,通过改变无机保温砂浆内各组分所占比例,其导热系数可达到0.07W/(m.K),而且导热性能可以调整,适合在不同的场合使用。由于采用的是无机保温轻质骨料,砂浆可以适合于不同的墙体基层材质,各种复杂形状墙体的保温,它可以全封闭,无界缝,无空腔的进行涂抹,对外墙窗户、梁柱及空调板等易产生冷热桥的部位有显著效果。

3.4施工简单且经济性好

无机保温砂浆的施工方案是从材料厂出厂的保温砂浆干粉经过加水搅拌后就可以直接涂抹于墙面。在施工现场,其可直接涂抹在毛坯墙上,施工方法同普通的水泥砂浆相同,不需要钉锚固件,架钢丝网,涂抹黏结剂等繁琐的工作,因此,施工工序少,且质量稳定可靠。施工人员不需要进行特殊的培训,可以按照施工说明进行施工操作,这样既可以缩短施工时间,又能保证施工质量,加上其使用周期较长,减少了维护费用,从而减少建设单位和施工单位的成本。

从原材料方面来说,目前市场上使用的无机保温砂浆原材料资源丰富,生产工艺相对容易掌握,因此,价格低廉。虽然无机保温砂浆中还加入了一定的添加剂,但总的来说,其价格较低,且制作保温砂浆干粉的过程较为简单,这又降低了成本。

4、 无机轻集料保温砂浆的应用状况及发展趋势

多年来,无机保温砂浆有了较大的发展。许多专家、学者和企业经过不断的努力,研究出了各种规格的无机保温砂浆来满足不同用户的需要。虽然国家还没有出台相应的规范标准,但从市场上的试用来看,其表现出了很好的技术特性及良好的市场前景。

4.1无机轻集料保温砂浆的应用状况

我国地域广阔,南北温差较大,由于无机保温砂浆独有的特点,在不同地区有不同的作用。夏冷冬冷地区,对建筑外墙保温要求较高,普通的无机保温砂浆很难满足要求。由于有机保温材料的保温效果较好,因此,在这些地方一般采用此种材料进行外墙保温。但是由于外墙墙体材料和混凝土梁柱的导热系数不同,易产生冷热桥现象,此时在梁柱外侧涂抹上无机保温砂浆可以减少冷热桥的产生。夏热冬冷地区是一个过渡地区,其外墙保温要求较夏冷冬冷地区要低一些。一般情况下,无机保温砂浆保温隔热性能能够满足国家对这个地区建筑节能的规定,再加上无机保温砂浆施工方便、价格低廉,深受施工单位和投资方的欢迎,因此,在这个地区无机保温砂浆运用较广。夏热冬热地区属于南方地区,由于日照时间长而且强烈,外墙保温不宜采用有机保温材料,在这个地区运用无机保温砂浆主要考虑改善其保温隔热效果。

4.2 无机轻集料保温砂浆的发展趋势

随着我国提出的可持续性发展的目标的实施,建筑行业是一个耗能最大的行业之一,因此,建筑节能具有深远的意义。我国要成为经济大国,能源问题不容忽视,无机保温砂浆的使用一可以节省很多能源(比如电能、水能等),二可以综合利用矿产废渣、工业废料。目前,无机保温砂浆是一种较新的保温材料,因此,难免存在着一些问题,比如材料容重稍差、保温隔热性能稍差、吸水率较大、和易性稍差等,笔者认为这些问题可以通过改变其组成的材料及它们之间的配比来解决,可以将单一无机保温材料改用复合无机保温材料来代表,达到彼此之间互补不足的效果,再添加一些特殊的添加剂会使无机保温砂浆的整体性更好。但是总的来说,其优越性还是远远超过其缺陷的,无论是其保温隔热性能,还是其制作施工的可操作性;无论是生态环保,还是成本控制,随着专家学者的不懈努力,将会优于其他保温建材。无机隔热保温砂浆的成功研制,一定会产生巨大的经济效益和社会效益。

5 结语

无机轻集料保温砂浆是目前市场上的一种新型外墙保温材料。它较其他保温材料起步晚,没有相关国家规范及地方标准,但是其具有广阔的使用前景。无机保温砂浆的推广,不仅要有政策法规的支持,而且要有过硬的产品和技术来保障。从目前保温市场上看,无机保温砂浆具有其他保温建材没有的优点,其在建筑节能方面的运用体现科学发展观。当然,目前无机保温砂浆仍然存在着一些问题,这需要我们从事节能方面工作的技术人员的共同努力,为我国的建筑节能事业作出自己应有的贡献。

 

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