新型膨胀珍珠岩保温系统这么多年在国内发展应用
一.膨胀珍珠岩在建筑节能中的应用
1.膨胀珍珠岩坎坷经历
膨胀珍珠岩是一种传统的建筑保温材料,应用非常广泛。膨胀珍珠岩用于建筑保温材料在欧洲保温材料在欧洲占珍珠岩用途的50%,在北美占60%,在日本占55%,在我国占65%。
我国自从1964年开发膨胀珍珠岩以来,在建筑保温方面发挥了重要作用。其使用方法可分两类:“湿法”供应商将袋装混合物(石膏或水泥+膨胀珍珠岩+添加剂)提供给用户,只需要加水即可使用。“干法”建筑材料是预制造板(不加水)。一般来讲,板材有许多种(屋顶板,天花板,隔墙板和地板),板材制作需要用以下原料:聚合材料(膨胀珍珠岩就是一种轻型骨料),矿棉,石棉,玻璃棉,纤维,木材等添加剂。还有一种板材不用纤维,就像是一种“三明治”如石膏,灰浆,板材,或者很多不同层面,生产方法通常是将原材料混合,排干水分,压制成带形,切成一截一截的烘干,再进行表面处理。我国发展使用最多的是GRC轻质墙板,GRC蜂巢式轻质墙板。1995年我国GRC隔墙板产量1000万平方米,GRC内保温板产量为20万平方米,而到了2000年其产量翻了一番。
膨胀珍珠岩作为一种保温材料在建筑节能上的应用得于了广泛使用,而珍珠岩在高温膨胀之后形成了许多微孔,这种特性被人们用于洒类,饮料,石油,医药和各种液体过滤的优质介质材料。由于膨胀珍珠岩吸水率较高,在墙体温度变化时,珍珠岩因为吸水膨胀产生鼓泡开裂现象,吸水还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。如果导热系数满足了使用要求,往往强度变低,反之,墙体强度满足了使用要求,导热系数往往变高。这给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。这种不尽人意之处招兵买马致了国家建筑部下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温浆料的厄运。
2.膨胀珍珠岩峰回路转
近年来,党中央国务院高度重视发展循环经济和建筑节能型社会。2004年中央经济工作会议上,胡锦涛同志明确指出要大力发展节能省地型住宅,全面推广和普及节能技术,制定并强制推行更加严格的节能,节材,节水标准。温家宝也指出,大力抓好能源,资源节能,加快发展循环经济,并在2005年政府工作报告中明确提出,鼓励发展“节能省地型”住宅和公共建筑。建设部也颁发了《关节于加强节能工作的意见》。
3.闭孔珍珠岩和玻化微珠
膨胀珍珠岩虽然是一种具有保温,防火,绿色环保的建筑材料,但是由于吸水率高,和难以保持应有的抗震,抗裂的外墙强度而不能被广泛的应用。为了解决上述难题,我国珍珠岩行业科研人员经过几年的科研攻关先后研制成功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。我国珍珠岩行业的科研人员成功的开发了电炉丝发热的单管电炉,最终形成了规模化生产。
玻化微珠,是一种无机玻璃质矿物材料,经过特殊的生产工艺加工而成,呈不规则球体状体颗粒,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。
闭孔珍珠岩和玻化微珠不但具有珍珠岩具有重量轻,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,是最理想的外墙保温系统的轻质骨料。
三.新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统
我国经过多年来对膨胀珍珠岩外墙保温砂浆的分析和研究,我国珍珠岩行业的企业,大专院校和科研院所的科研人员在研制成功闭孔珍珠岩和玻化微珠的基础上,研制开发了一种新型珍珠岩外墙外保温系统,并在北京,上海,武汉等地用于建筑工程。新型膨胀珍珠岩外墙保温系统是由与基础墙体相粘接的保温界面层,珍珠岩骨料层,表面抗裂层组成的复合保温系统。
粘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,和基础墙体形成一体。同时粘接保温界面具有一定的弹性,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,可有用喷枪涂外层抗裂层。
新型珍珠岩外墙保温系统具有以下优点:
根据建设部行业标准《外墙外保温工程技术规程》基本规定内容要求七项要求,由于新型珍珠岩外墙保温系统由三层结构形成,保温系统与基础墙体形成一体,首先是保温界面层,此层采用了无机材料与有机添加剂,具有较高的附着力,粘合力和柔韧性,能够适合基础墙体内应力的运动,分散了因地震引起的变化。由于保温系统和基础墙体形成一体,基本避免了因内外温差变化或因起鼓开裂引起水蒸汽在基础墙体和保温界面层之间结露产生的发霉渗水变质,造成保温系统脱落伤人等严重事故。由于基础墙体与保温界面层的一致性,提高了外墙外保温系统的抗风能力,减少了大风对高层建筑外墙外保温系统的破坏。
由于珍珠岩外墙保温系统使用了无机复合材料和有机添加剂为浆料载体,其本身有一定的弹性成分,加上釉化后的闭孔珍珠岩或玻化微珠不仅有一定的强度,而且又有一定的柔韧性,因此不会出现龟裂现象和空鼓现象。
由于闭孔珍珠岩和玻化微珠是在传统膨胀珍珠岩基础上进行了物理釉化,降低了导热系数,以及在外墙保温系统中采用了低密度无机材料和有机添加剂,避免了增加导热系数的因素,因此,提高了新型珍珠岩保温系统的保温性能。闭孔珍珠岩和玻化微珠容重轻,吸水率低,不易粉化,在料浆搅拌中体积收失率小。由于闭孔珍珠岩和玻化微珠物理性能稳定,避免了如聚苯颗粒等有机材料在高温下产生有害气体和抗老化耐候性差,施工中反弹性大等缺陷。所以新型珍珠岩骨料层保温性能好,稳定性强。
由于珍珠岩骨料是经过1200摄氏度高温膨胀形成,所以具有天然的防火性能,不需要添加任何防火剂就可以保证了高层建筑外保温层的安全性。
膨胀珍珠岩是酸性火山玻璃质溶岩,它具有独特的结构和特征,无毒,无味,是天然的绿色环保材料。膨胀珍珠岩的物理性能稳定,即便是在高温环境下也不会排放出有害气体,不会出现老化及耐候性差的问题,不会对城市空气造成污染,符合两共对家居环保的要求,也符合绿色消费和循环经济发展的要求。
党的十六大就提出了全面建设小康社会,加快我国工业化和城镇化建设的进程。建筑业发展正处于鼎盛时期,目前每年新增建筑面积在二十亿平方米,给建筑节能提出了重大课题。因此,新型珍珠岩外墙保温系统项目不仅具有重大经济意义,而且具有重大社会效益。
2.我国建筑保温材料应用现状
外墙墙体保温隔热在建筑节能中占有重大比重。国外的外墙保温工程最早出现在欧洲,至今已有35年以上的历史,使用最多的发泡聚苯板薄板抹面外保温系统,其应用的技术还有玻璃棉外保温系统,岩棉外保温系统,聚氨酯外保温系统和珍珠岩保温系统。
我在国上世纪80年代中期就开始研究外保温技术,并进行了工程试点。国内的企业,研究单位首先通过改良工业窑炉,管道保温技术用于建筑节能。这方面的技术有珍珠岩,复合硅酸盐,管道保温技术用于建筑物节能。这方面的技术有珍珠岩,复合硅酸盐,海泡石或有机硅复合的各种外墙保温砂浆,并于90年代开始应用于北方寒冷地区的节能建筑。
随着对国外技术的引进和消化吸收,我国也开始使用如发泡聚苯板薄板抹面外保温技术,机械固定聚苯板钢丝网架外墙保温技术,胶粉发泡聚苯颗粒外保温技术和聚氨氨酸高效外保温材料。经过这么多年的实践,取得了很大成绩,但是也出现了不少问题。随着我国建筑节能指标65%的要求,这对外墙保温技术提出了相当高的要求。对于建筑材料行业也是一个重大的课题和机遇。
合格的外墙保温系统应该具有以下条件:
能适应基层的正常形变而不产生裂缝或空鼓
能够长期随自重而不产生有害的形变
能够随风荷载的作用而不产生破坏
能够耐受室外气候的长期反复作用而不产生破坏
在遇到地震发生时不应从基层上脱落
高层建筑外墙外保温工程应该采取防火构造措施
应该具有防水渗透性能