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保温材料发展材料工程

时间:2009-12-14 15:14:09   阅读:86

[论文关键词]保温材料;复合;绿色环保

[论文摘要]文章根据我国主要保温材料的应用,分析其各自特点,结合国外保温材料的发展现状,分析今后我国保温材料的发展。

一、概述

据有关部门估计,我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米,其中80%以上为高能耗建筑;既有建筑近400亿平方米,95%以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍以上。据建设部预测,未来10年我国建筑业发展速度仍会高于国民经济的发展速度,其中住宅建设也将处于增长型发展时期。预计“十一五”期间,全社会房屋竣工面积将达到90亿平方米,其中新建住宅将达到60亿平方米以上。按照《建筑节能标准》要求,如此巨大的建筑工程量,将带动建筑保温材料市场的蓬勃发展。

目前,我国用于建筑外保温的节能材料种类较多,主要有:岩物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统、聚苯颗粒保温料浆等。由于我国各地经济发展、资源分布不平衡,导致以上保温材料在我国不同地区有不同程度的应用。我国的保温材料市场还普遍存在技术水平低、低档产品多的现状。但可以看到,我国正大力发展保温技术,研发生产质量稳定可靠的产品,组建专业工程队伍进行专业化施工,保温材料及技术正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。以下先介绍现今我国正不同程度应用的各类保温材料。

二、我国保温材料简介

(一)矿物棉

岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好、耐久性好,能够做到与结构寿命同步,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件,但价格较岩棉为高。

(二)聚苯乙烯泡沫塑料板

聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小、导热系数小、吸水率低、隔音性能好、机械强度高而且尺寸精度高、结构均匀,主要应用有聚苯板、钢丝网架夹芯复合内外墙板、金属复合夹芯板。虽然聚苯板作为保温材料在使用中具有良好的保温效果,但由于板材的特点使得聚苯板在施工中与主体连接时是以点固定为主、面固定为辅,板材之间要进行必要拼接、黏结,不适应外形较复杂建筑物的保温,施工工艺较复杂、综合成本高。同时,由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应,导致其面层以外的后续施工质量不易保证,容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题,对建筑物的外装饰如面砖、涂料的施工构成了很大的制约。

(三)发泡水泥

使用发泡水泥制作保温层,用于屋面保温和外墙保温,与聚苯乙烯板等其他隔热材料相比,导热系数较高,但是发泡水泥与结构层的附着性能较强,施工较方便、环保性较好。采用发泡水泥作为屋面保温隔热材料,使得隔热层与楼板基面之间结合附着性能大大提高。过去大多数地暖施工中采用苯板做隔热层,不能与原基面很好地结合,更没有有效的附着力,造成脱层、空鼓、龟裂等。采用发泡水泥体作为保温隔热层,使发泡水泥隔热层与原楼板细小凸凹不平的基面填平,并可抓实、抓牢形成强有力的附着性能。施工后使原有面层基本达到水平程度,给下道工序带来方便,并可保证面层薄厚均匀的整体效果。

(四)新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统

膨胀珍珠岩是一种传统的建筑保温材料,应用非常广泛。上个世纪,由于膨胀珍珠岩吸水率较高,在墙体温度变化时,珍珠岩因吸水膨胀产生鼓泡开裂现象,降低了材料的保温性能。另外,由于珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体,就出现了难以解决的强度与导热系数的矛盾,这给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。国家建设部一度下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温浆料。科研人员经过几年的科研攻关,先后成功研制了闭孔珍珠岩和玻化微珠。

闭孔珍珠岩加工工艺是采用电炉加热的方式,‘通过对珍珠岩矿砂的梯度加热和滞空时间的精确控制,使产品表面溶融,气孔封闭,内部保持蜂窝状结构不变。闭孔珍珠岩克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大、强度低、流动性差的特点,延伸了膨胀珍珠岩的应用领域。

玻化微珠,是一种无机玻璃质矿物材料,经过特殊生产工艺技术加工而成,呈不规则球状体颗粒,内部多孔空腔结构,表面玻化封闭,光泽平滑,理化性能稳定,具有质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优异特性,可替代粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用,是一种环保型高性能新型无机轻质绝热材料。从以下产品主要性能对照,就可以根据不同理化性能分别加以应用。

闭孔珍珠岩和玻化微珠不但具有珍珠岩具有的重量轻、稳定抗老化、防火、绿色环保等特点,又克服了一般珍珠岩导热系数高的弊端,是理想的外墙保温系统的轻质骨料。

经过多年来对膨胀珍珠岩内外墙保温砂浆的分析研究,我国研制开发了新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统。新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统是由与基础墙体相黏接的保温界面层、珍珠岩骨料层、表面抗裂层组成的复合保温系统。黏接保温界面层浆料采用无机材料和有机添加剂合成,用喷枪在基础墙体上喷涂1cm厚,与基础墙体形成一体。同时黏接保温界面层具有一定的弹性,以保持与基础墙体的稳定性。中间珍珠岩骨料层由闭孔珍珠岩或玻化微珠与无机材料和有机添加剂合成,由人工披涂在中间层。最后,可用喷枪喷涂外层抗裂层。这种保温体系具有抗风强、抗裂性好、保温性好、防火性好、耐老化等优点。

(五)聚苯颗粒保温料浆

聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。胶粉料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装,使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒,充分搅拌后形成塑性良好的膏状体,将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便,保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品,也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒,这对于防止白色污染、保护环境十分有益。但此种保温材料吸水率较其他材料高,使用时必须加做抗裂防水层。抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成,可长期有效控制防护层裂缝的产生。聚苯颗粒保温料浆可以克服板材类的不足,因此它构成了建筑保温隔热材料的重要组成部分。

三、我国保温材料的发展

以上保温材料在我国建筑保温施工中都有不同程度的应用,因为我国幅员辽阔,保温原材料分别不均,生产力发展不平衡,在选择保温材料时,各地都有不同的考虑。但就其综合性能来讲,聚苯乙烯泡沫塑料板的应用较广,它保温效果好、成本低,但施工性能差、强度低、与基体结合不牢的缺点突出,该材料仍有待提高。作为新型复合保温材料的代表,聚苯颗粒保温料浆正得到不断的推广和应用,它结合了水泥的施工优点和高分子材料的保温优点,再配以引气剂、憎水剂等外加剂,综合性能尤为突出,应用前景非常广阔。目前,发达国家在浆体保温材料研制开发方面,以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高,如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时,这类复合浆体保温材料又具有优异的功能性,如无氟里昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等,可以满足不同使用条件的要求。此外,国外非常重视保温材料工业的环保问题,积极发展“绿色”保温材料制品,从原材料准备(开采或运输)、产品生产及使用,日后的处理问题,都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。

四、结语

随着国际保温建材的发展,我国保温材料的发展应综合考虑相关因素,如经济水平、生产原料、施工技术等,力求提高保温效果,提高施工效率,减少能源消耗,减少环境污染和温室效应。

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