金玉杰 李義

(1:吉林建筑工程學(xué)院土木工程學(xué)院，長春130118;2:長春醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，長春130031)

由于建筑節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的需要，建筑保溫、隔熱材料日益受到重視［1］.2010年，國家出臺的《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 26-2010標(biāo)準(zhǔn))中，將節(jié)能要求由原來的50 %提高到了65 %.為了達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須較大幅度地提高墻體的保溫性能.實現(xiàn)此目的除了采用加氣混凝土砌塊等具有一定保溫效果的砌體材料外，采用高效保溫與其他材料構(gòu)成的復(fù)合墻板，才能達(dá)到設(shè)計所要求的保溫指標(biāo).

保溫材料可分為有機(jī)和無機(jī)兩類，常用的有機(jī)保溫材料主要是聚苯板或聚苯顆粒漿料.聚苯板的一大問題是抗火災(zāi)性能差，雖用在建筑外保溫層的聚苯板為阻燃性聚苯板，但有一定的自熄性能，在火災(zāi)情況下會生成大量有毒氣體并在受熱后嚴(yán)重變形，造成人員傷害和建筑外保溫層的損害，導(dǎo)致建筑遇火災(zāi)后消防困難和重修困難.國外20m以上建筑，一般都不用聚苯板作為外保溫隔熱聚苯板.外保溫系統(tǒng)在美國有20多個州不允許使用，而德國規(guī)定22m以上建筑必須使用不燃的保溫材料.目前，在建筑上使用的無機(jī)類保溫材料的耐火性能優(yōu)異［2］，并且該類材料價格比較低廉.其中一類是硬質(zhì)保溫、吸聲材料(如膨脹珍珠巖及其制品);另一類是纖維保溫、吸聲材料(如巖棉及其制品、礦渣棉及其制品等).這種保溫材料在保溫性能不低于聚苯板的前提下，可以做到在火災(zāi)條件下對人體無任何傷害.所以，在建筑上具有很好的應(yīng)用前景.巖棉和膨脹珍巖是最常見的兩種無機(jī)類保溫材料，本文重點(diǎn)介紹這兩種保溫材料的應(yīng)用.

1 巖棉及其在建筑保溫中的應(yīng)用

巖棉是一種性能良好的無機(jī)高效保溫材料［3-5］，它是以精選的玄武巖、輝綠巖為主要原料，外加一定數(shù)量的輔助料，經(jīng)高溫熔融離心吹制成纖維狀的松散材料巖棉纖維.在加入適量膠粘劑、防塵劑、憎水劑等外加劑后，經(jīng)過逐層疊鋪、壓輥壓制、固化爐固化等工藝，最后冷卻切割得到巖棉板.巖棉本身有較好的絕熱性能、燃燒性能和隔間性能.將巖棉板設(shè)置在主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)，構(gòu)成復(fù)合外保溫墻體，可大大提高建筑物的隔熱保溫能力.巖棉板應(yīng)用于外墻保溫系統(tǒng)中，即外保溫型復(fù)合巖棉墻體應(yīng)用.

目前，在市場上主要應(yīng)用的是巖棉和礦渣棉，巖棉和礦渣棉在配方及生產(chǎn)工藝上有一定的區(qū)別，產(chǎn)品的質(zhì)量和性能上同樣存在一定的差異.國內(nèi)巖棉的主要市場仍然集中在石油、化工和電力三個部門.迄今為止，巖棉在建筑保溫材料方面的推廣應(yīng)用還沒有得到足夠的重視.事實上，巖棉作為A級防火材料在外墻外保溫系統(tǒng)在歐洲已經(jīng)非常成熟，并且已具備了成熟的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)認(rèn)證指南.在國外，70 %～80 %巖棉被應(yīng)用于建筑領(lǐng)域.因此產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及建筑保溫的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也比較完善.歐洲外墻外保溫巖棉的標(biāo)準(zhǔn)主要是《建筑外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)用礦物棉規(guī)范》，該規(guī)范部分指標(biāo)引用《建筑保溫用人造礦物棉規(guī)范》(即EN13162-2001);在歐洲的系統(tǒng)認(rèn)證指南主要是《帶抹灰外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)的歐洲技術(shù)評定指南》.這些規(guī)范和指南對國內(nèi)外墻外保溫系統(tǒng)用巖棉的研究、生產(chǎn)和施工也提供了重要的指導(dǎo).

2 膨脹珍巖在建筑保溫中的應(yīng)用

2.1 膨脹珍珠巖及其制品

膨脹珍珠巖是由珍珠巖、黑耀巖、松脂巖等酸性玻璃質(zhì)火山巖經(jīng)破碎、篩分、預(yù)熱、鍛燒(850℃～1 150℃)膨脹而得的具有多孔結(jié)構(gòu)的白色粒狀或粉狀材料.膨脹珍珠巖制品是以膨脹珍珠巖為主體材料，加人適量的膠凝材料，經(jīng)攪拌、裝模、壓制成型、脫膜、養(yǎng)護(hù)、干燥、冷卻或焙燒而成的具有一定形狀的硬質(zhì)塊狀隔熱制品.常以所用膠凝材料命名，如水泥膨脹珍珠巖制品、水玻璃膨脹珍珠巖制品等.①水泥膨脹珍珠巖制品，是以膨脹珍珠巖為骨料，以水泥為膠結(jié)材料，按一定配比混合加水后，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而成.該種制品具有容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低、承壓能力高、施工方便、經(jīng)濟(jì)耐久等特點(diǎn)，但吸水率和吸濕率比較大;②水玻璃膨脹珍珠巖制品，是以膨脹珍珠巖為骨料，以水玻璃為膠結(jié)材料，并加入赤泥，按一定配比混合經(jīng)攪拌、成型、干燥、烘焙而成.該種制品最大的性能特點(diǎn)是不僅導(dǎo)熱系數(shù)低而且吸聲性好;③瀝青膨脹珍珠巖制品分為兩類，石油瀝青膨脹珍珠巖制品及乳化瀝青膨脹珍珠巖制品.其不同之處就是用的膠結(jié)材料不一樣，前者用的是石油瀝青，后者用的是乳化石油瀝青.在常溫下，將膨脹珍珠巖與膠結(jié)料按一定的配比混合、攪拌、成型、干燥而成.該種制品與其它膨脹珍珠巖制品相比，防水性能更好一些;④磷酸鹽膨脹珍珠巖制品，是以膨脹珍珠巖為骨料，以磷酸鋁和少量的硫酸鋁、紙漿廢液作膠結(jié)材料，按一定配比混合、攪拌、成型、干燥、烘焙而成.具有容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低，特別是耐高溫性能好.

除上述幾種膨脹珍珠巖制品外，將膨脹珍珠巖制品在一定濃度的水泥漿、水玻璃中浸泡或在制品表面噴涂，能制得表面較為堅硬、強(qiáng)度較高的堅殼膨脹珍珠巖制品，可大大減少制品的破損率，但保溫性能略有下降.再有，將膨脹珍珠巖制品用憎水劑(如有機(jī)硅乳液)處理或?qū)⒃魉畡┲苯优c膨脹珍珠巖等拌合，能制得吸水率小、防潮性好的憎水型膨脹珍珠巖制品，并具有吸油特性，主要用于潮濕環(huán)境的保溫隔熱.在生產(chǎn)膨脹珍珠巖制品時，加入部分粉煤灰等工業(yè)廢料，可降低膠凝材料用量和制品成本，稱為粉煤灰膨脹珍珠巖制品.

2.2 膨脹珍珠巖保溫砂漿

該砂漿是以膨脹珍珠巖或摻有其它材料(如聚乙烯塑料粒子、粉煤灰等)的膨脹珍珠巖為集料，以水泥、石膏等為膠凝材料，摻入適量外加劑和水?dāng)嚢瓒?將保溫砂漿一般以輕集料名稱命名，如膨脹珍珠巖保溫砂漿、膨脹珍珠巖聚苯乙烯保溫砂漿等.膨脹珍珠巖保溫砂漿具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小等特性.其主要應(yīng)用于各種硬質(zhì)保溫制品如膨脹珍珠巖制品、硅藻土制品等砌筑、抹面，也可用于大面積保溫工程，如屋面、樓地面等.應(yīng)用于砌筑上的保溫砂漿，其干體積密度應(yīng)與基材(母材)體積密度相匹配，使砌筑砂漿與母材的導(dǎo)熱系數(shù)基本一致，可減少或消除因灰縫引起的附加熱耗.也可應(yīng)用于舊房屋和新建房屋的內(nèi)墻抹面，構(gòu)成保溫墻體，并能減小噪音，降低混響，提高音質(zhì)，降低建筑物自重.

2.3 膨脹珍珠巖夾芯制品

該制品是以面層為塑料膜(或硬質(zhì)面板如增強(qiáng)塑料、金屬板、膠合板、纖維板、GRC板)，中間為膨脹珍珠巖、膨脹珍珠巖制品或填充膨脹珍珠巖蜂窩紙格，經(jīng)熱壓或用聚氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等有機(jī)膠凝材料粘結(jié)或雙面板經(jīng)結(jié)構(gòu)搭接而成［6-7］.以塑料膜熱壓而成的膨脹珍珠巖夾芯制品，具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、不吸水、施工方便、無污染等特點(diǎn)，用于屋面保溫、樓地面保溫、夾層復(fù)合保溫墻體等.以硬質(zhì)面板制成夾芯制品，具有輕質(zhì)保溫、隔熱、抗壓和抗彎曲強(qiáng)度高等特點(diǎn)，用于建筑物復(fù)合保溫墻板、內(nèi)墻隔斷、隔板、門板、地板等.

3 無機(jī)保溫材料發(fā)展前景

雖然有機(jī)保溫材料應(yīng)用較為廣泛，在建筑保溫方面也做出了巨大貢獻(xiàn)，但由于存在防火性能弱這一致命缺點(diǎn)，其進(jìn)一步發(fā)展大打折扣.而防火性能優(yōu)異的無機(jī)保溫材料在建筑業(yè)的應(yīng)用，為人們的生命和財產(chǎn)安全增添了一份保障.目前，公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以公通字［2009］46號文發(fā)布了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，要求民用建筑外保溫宜采用燃燒性能為A級保溫材料，且不應(yīng)低于B 2級.無機(jī)保溫材料完全可符合建筑防火這一要求.這就為推廣并進(jìn)一步擴(kuò)大無機(jī)保溫材料在建筑中的應(yīng)用提供了契機(jī)［8-9］.無機(jī)保溫材料具有節(jié)能利廢、保溫隔熱、防火防凍、耐老化的優(yōu)異性能，以及價格低廉等特點(diǎn)，有廣泛的市場需求.如中空?；⒅?，膨脹珍珠巖，閉孔珍珠巖，巖棉等.無機(jī)保溫材料容重稍大，保溫?zé)嵝噬圆?，但防火阻燃，變形系?shù)小，抗老化性能穩(wěn)定，與墻基層和抹面層結(jié)合較好，安全穩(wěn)固性好，保溫層強(qiáng)度及耐久性比有機(jī)保溫材料高，使用壽命長，施工難度小，工程成本較低，生態(tài)環(huán)保性好，可以循環(huán)再利用.

無機(jī)保溫材料應(yīng)該是目前我國開展節(jié)能工作和開發(fā)保溫材料的重點(diǎn)，是國家提倡使用的綠色建筑材料.如果將無機(jī)保溫材料的這些優(yōu)點(diǎn)利用起來，進(jìn)一步研究并改進(jìn)其生產(chǎn)及施工技術(shù)，將會進(jìn)一步推動外墻外保溫系統(tǒng)在建筑上的普及，從而全面提升我國的建筑節(jié)能水平.隨著低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國的建筑節(jié)能要求越來越來高，無機(jī)保溫材料的應(yīng)用也將越來越廣泛.

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