閆 麗
(山西衡宇招標代理有限公司,山西 太原 030006)
隨著經濟的發(fā)展和人們物質水平的提高,我國的城市建筑行業(yè)正在以每年平均20億m2左右的速度快速發(fā)展,建筑行業(yè)的能耗也占到了社會總能耗的一半左右。我國政府已經制定了長期的節(jié)能規(guī)劃,建材行業(yè)因為能源消耗高、污染嚴重等被列為重點節(jié)能環(huán)保行業(yè)。因此,拓展新型節(jié)能建筑材料的應用成為建筑材料未來的主要發(fā)展趨勢,對于建設資源節(jié)約社會具有非常重要的意義。
節(jié)能建筑材料的應用是節(jié)約建筑工程成本的最直接有效的方法。在建筑工程中使用各種節(jié)能建材,一方面,可以很好地改善使用者的環(huán)境和生活;另一方面,可以增強建筑物的保溫隔熱效果,達到降低空調采暖能源損耗的目的[1]。因此,要構建節(jié)能環(huán)保社會、降低能耗、節(jié)約能源、保護生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展,必須積極開發(fā)并廣泛利用各種高性能的節(jié)能材料,這是經濟和節(jié)約社會發(fā)展的趨勢,符合當代社會發(fā)展的進步需求,并且可以使建筑物提高使用面積,加強抗震能力和施工效率。目前,隨著我國建筑業(yè)規(guī)模的不斷擴大,對于板材和建筑材料的需求越來越多,這為新型節(jié)能建筑材料的發(fā)展提供了良好的前提條件。
無機礦物質聚合材料主要是以天然鋁硅酸鹽礦物或者工業(yè)固體廢料為主要原料,與含鋁質的黏土和一定量比的堿硅酸鹽融合之后,在20℃~110℃的溫度條件下硬化成型的材料。聚合材料是一種新型的凝膠材料,是由鋁硅酸鹽黏結的化學陶瓷材料,性能與水泥類似。實踐證明,無機礦物質聚合材料具有膠凝材料的基本性能,其主要原材料是工業(yè)廢渣,原料的價格較低,儲備資源豐富,制作時不需要像水泥那樣高溫燒制,工藝比較簡單,消耗的能源少,生產污染較少,已成為一種廣泛使用且具有發(fā)展前景的新型節(jié)能建筑材料。
我國對于無機礦物質聚合材料的研究起步較晚,目前,主要有華南理工大學、中國地質大學、東南大學、北京科技大學、清華大學及蘇州混凝土水泥研究院等機構進行研究。雖然我們對無機礦物質聚合材料的研究才剛剛起步,但是也取得了一些成果。無機礦物質聚合材料的基體呈現(xiàn)出非晶質品相,物理形態(tài)上是網(wǎng)格狀結構,化學組成上為無定形的鋁硅酸鹽化合物,和沸石的組成類似。國際學者認為,一般無機礦物質聚合材料的聚合過程是,首先,鋁硅酸鹽礦物之中的鋁顆粒和硅顆粒在堿性溶液中溶解,形成的堿硅酸鹽溶液與鋁硅配合物之間產生聚合作用;接著,堿性溶液中的鋁氧鍵和硅氧鍵被斷開,在斷開之后又重新聚合,這樣就形成了新的水化產物;最后,在凝結硬化成型過程中,凝膠逐漸排除水分,固化成無機礦物質聚合材料的塊體[2]。
表1中列出了無機礦物質聚合材料在力學性能上與其他材料的對比。從表1可看出,無機礦物質聚合材料在力學性能上好于其他普通硅酸鹽水泥,可以達到甚至超過玻璃的力學性能,并且能夠與鋁合金、陶瓷、鋼的力學性能相近。無機礦物質聚合材料在硬度、抗壓強度和抗折強度上也滿足了作為建筑材料使用性能的要求。
表1 無機礦物質聚合材料和其他材料力學性能對比
混凝土空心磚的主要原材料是水泥,以砂、石為主要集料,粉煤灰作摻和料,加水攪拌,成型后用于非承重墻體的空心磚?;炷量招霓D的主要特點有質量輕、保溫、隔音、抗震、防火、抗?jié)B、耐久等,可以有多種規(guī)格適應各類建筑工程的需求,也可以制作成設計要求的低容量輕質墻材。混凝土空心磚的孔洞可以采用交錯式的排列方式,能夠延長熱流路線,提高隔熱功能。這些特點符合綠色環(huán)保建材的要求,已經是新型墻材的重要類型,有很好的應用空間和發(fā)展前景[3]。
加氣混凝土砌塊是以硅砂或粉煤灰為主要原材料,用水泥作膠結料,經過發(fā)泡成型,再由高溫蒸壓和切割,經自然養(yǎng)護成型的一種材料。加氣混凝土的材料來源比較廣泛,材質也很穩(wěn)定,應用強度比較高,質量輕又容易加工,對于施工來說很方便,而且具有造價低廉、隔熱、保溫、隔音、耐火等特點,是目前既能滿足節(jié)能又能滿足承重要求的理想材料。此外,加氣混凝土砌塊的生產能耗比較低,節(jié)約土地資源,是符合國家綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展要求的新型建筑材料。加氣混凝土砌塊的導熱系數(shù)是灰砂磚和粒土磚的1/5~1/4,是實心黏土磚的1/5左右。實際應用證明,20cm厚的加氣混凝土砌塊的墻體,其隔熱的性能高于24cm的磚墻體,保溫效果與49cm厚黏土磚墻體的保溫效果相同。這樣,在實際應用中減少了墻體厚度,減輕了建筑物的自身質量。
現(xiàn)階段,在國內外研究并廣泛使用的節(jié)能玻璃主要有低輻射玻璃、真空玻璃和中空玻璃等。低輻射玻璃也叫LOW-E玻璃。這種玻璃應用真空磁控濺射的方法在玻璃表面覆蓋1層或2層銀層膜,它能將溫度高一面的80%以上遠紅外熱反射出去,避免了因自身溫度過高而產生的再次熱傳遞。低輻射玻璃的有效控制,可以使它能夠反射大部分的太陽能輻射,同時降低室內外熱輻射的傳遞,這樣就形成了一面具有隔離輻射功能的窗戶[4]。
建筑中的墻體傳熱,尤其是外墻部分的傳熱,占建筑總體傳熱的比例最大,應該采用保溫隔熱節(jié)能的墻體材料。我國常用的外墻保溫技術是巖棉聚苯顆粒技術。巖棉是用輝綠巖或玄武巖為主要原材料,加一定的補助料,通過高溫溶解吹制成的無機纖維。這種巖棉制品具有很好的耐熱、吸聲、不燃、隔熱、保溫等性能,并且具有良好的穩(wěn)定性,不僅可以應用在新建筑工程的保溫隔熱,而且可以應用于現(xiàn)有建筑的改造。這種材料可以減小墻體的傳熱系數(shù),夏天降低太陽輻射,冬天減少建筑熱損失,有效地均衡室內溫度和墻體表面溫度。
建筑能耗已經成為我國的第一大能耗,要達到降低建筑能耗的目的,必須推廣使用節(jié)能建筑材料。隨著低碳環(huán)保理念深入人心,節(jié)能建材也受到了消費者和開發(fā)商的歡迎,市場的開拓和發(fā)展使節(jié)能環(huán)保建材的價格也開始降低,這為未來發(fā)展節(jié)能建材的市場提供了更好的條件。新型節(jié)能建筑材料具有低能耗、多功能、少污染、可以循環(huán)利用等特點,具有非常顯著的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益。因此,我國建筑業(yè)應該大力推廣并廣泛應用新型節(jié)能環(huán)保建筑材料,以促進我國建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
[1] 尚銀磊,徐保坤.新型節(jié)能建筑材料的性能及應用[J].大江周刊:論壇,2012(9):56-56.
[2] 趙維天.試論新型節(jié)能建筑材料的性能及應用[J].建材與裝飾,2012(22):62-63.
[3] 夏仁魁.淺談新型建筑材料的發(fā)展趨勢[J].經濟研究導刊,2014(2):42-43.
[4] 王晴,吳梟,吳昌鵬,等.新型節(jié)能無機礦物聚合建筑材料研究概況[J].建筑節(jié)能,2006,34(6):41-43.