轻质无机复合保温砂浆的研究开发

2017-01-10  来自: 海南东海防腐防水技术工程有限公司 浏览次数:698

一、研究开发背景

能源是现代人类生存与发展的重要物质基础。20世纪以来科技与工业的快速发展及人类生活条件的提高引起能源消耗量的大幅度上升。以生物化石燃料为主体的能源结构已不能长期满足需求。在大规模利用一次能源如核能、太阳能、地热能、风能以及海洋能等还需克服许多科学与技术难关的情况下。提高能量利用率(当前火力发电效率只有40%、汽车的热效能只有30%左右。工业部门消费的能量有一半以上是作为废热排放)是目前能源革命的主要内容。“节能”作为第二能源,愈发愈被人们认识。节能保温已成为人类生存与发展协调一致的重要内容,并加以重视和开发利用。

建筑节能是我国现阶段的热点问题,近年来涌现了许多种类型的墙体材料。每种材料各有其优缺点,而我国又是一个幅员辽阔的大国,不同的地区气候特点也不一样,南方维护结构节能技术与北方就具有明显的差别。因此,不可能用一种材料来满足不同气候条件地区的具体需求。

随着节能保温技术水平的提高,在实现二十一世纪可持续发展战略,改善生态环境与居住环境的指导思想下,建筑节能保温的领域也从简单的热工管道保温,特殊建筑墙体的保温,发展到一般建筑和普通民用住宅的节能保温。同时建筑节能保温不仅用于寒冷的地域,而且对于炎热的地区有着同等的重要意义。


二、建筑节能保温材料类型的划分及性能比较

目前,建筑节能保温的保温形式虽然只有屋面保温、外墙外保温和外墙内保温三种。但建筑节能材料的种类较多。按材料的性质划分,节能保温材料又分为四大类。即无机质保温材料,有机质保温材料,有机一无机复合型保温材料和金属保温材料。从节能保温机理来划分,节能保温材料又分为;多孔轻质型保温材料、高光热反射型保温材料。从结构上划分,均质单一结构节能材料及复合结构保温材料。从材料型状上划分,又可分为型材类和浆料类保温材料两种。从材料的生成方式上可分为人工合成型保温材料和天然保温材料。

有机质保温材料主要包括聚氨酯,聚苯乙烯泡沫,聚合酚醛树脂泡沫和橡塑泡沫材料等。该类材料依据其独特的低导热性,轻质,憎水型强而得到广泛的应用。然而由于该类材料的易燃性,特别是燃烟系数大。毒性大。对环境有显著,直接的和潜在严重的污染性而在应用领域和应用等级上受到极大的限制。


 无机质节能保温材料。该类材料又包括:

1.松散纤维及其制品。如岩棉、玻璃纤维棉和制品。

2.松散粉粒状保温材料。如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质硅酸钙。

3.混合型:该类材料主要是松散纤维和多孔颗粒状物混合制成的复合硅酸盐保温涂料。同有机质节能保温材料相比,有机质节能保温材料防火、阻燃性强,多为不燃物,且无毒性.安全系数高。但热阻值较高.一般介于0.045-0.07w/m.k

有机一无机质复合保温材料是指两相材料中某一相的 量不低于25%的复合均一的新材料.如GRC板、聚苯类复合硅酸盐保温砂浆等。此外更多的为有机一无机单相结构复合式、例如三明治式的水泥聚苯板,陶粒聚苯板、夹芯式的轻钢彩板屋面保温板,1:1型管道复合保温管。有机一无机复合型节能保温材料类复合材料克服了无机质的低阻热.克服了有机质的低强度、易燃性。

轻质无机复合保温砂浆其主要特征:

(1)轻质无机复合保温砂浆属无机环保产品。它耐老化年限远远高于其他有机材料。其中的主要配料玻化微珠是由纯天然无机矿砂经高温烧制出来的、无污染、无放射、产品可回收利用,绿色环保。

(2)轻质无机复合保温砂浆防火性能优越,与其他材料(特别是有机材料)相比,它的特性不是难燃而是A级不燃烧。

(3)轻质无机复合保温砂浆抗裂性能良好,由于本材料中所采用的高摸,维纶纤维均匀乱向的分布在整个砂浆中,很好的解决了单向应力所带来的开裂问题。

(4)轻质无机复合保温砂浆耐久性强,由于涂抹成型之后它与墙壁的接触面为99%以上,而且砂浆类产品与现有各类墙体的亲和力较好,整体粘贴牢固且无任何孔洞,避免了负风压等恶劣环境所带来的严重后果。更使其与主墙体的寿命相匹配,牢固耐久。


板材保温体系的优劣性能:

环保性能一般:板材的生产多为有机材料所加工而成,在环保方面讲,正规的大型企业也只能是基本做到达到国家保准,至于非常 就很难了。

防火性能很差:从防火性能上讲, 限也只能做到阻燃,不可能做到不燃。而过去大多的教训告诉我们,所谓阻燃产品真正遇大的明火之后,反而燃烧的更加凶猛,无法扑救。而且燃烧时释放出大量的苯毒气,严重威胁人的生命。

保温性能较好:从保温性能来看,板材具有很好的保温性能,因其容重轻,导热系数小,因此保温性能优越,但隔热性能不是很理想。另外,板材保温的现实操作中规格大多为60cm×90cm或90cm×120cm的板块,且每平方米还须打入5~8个螺栓。因此在这些接缝及孔洞中,及易行成冷热气体的通道。也就是专业上所称的冷热桥。说其隔热性能差,是因为对高温的耐力很低,如遇过高温度时它极易变形或溶化。但根据我国的基本国情来讲,板材的相对造价比较低,又尚无更好的其它产品替代。因此,才有今日大家看到的大面积的板材保温施工工程。

抗裂性能一般:从抗裂性能看,因其接缝太多,加之现在许多的商家只看钱不顾质量,只顾一味追求低价格,恶性竞争。使市场上产品质量参差不齐,因此出现了保温墙体普遍开裂现象,导致整个保温体系的保温质量下降。

耐久性能差:因板彩施工多数采用点框方法粘贴,粘贴面大多在50%左右,这就是要求粘贴砂浆的性能指标要非常好,如果粘贴砂浆质量再差些,这就给后期的保温寿命与安全带来极大隐患。另外,板材属有机材料,自身的耐老化性能也很差。加之墙体外表面直接与大气层的复杂气候相接触,过大的温差及秋、冬季节的大风给整个保温墙面带来极大的考验。特别是负风压对保温墙面造成的直接危害就更大。

适应范围局限性大:因其属于板材块状,所以在异形部位的施工难度大。

综合性价比一般:粘贴强度,抗压强度,抗拉强度,与保温砂浆相比要差很多。另外,使用材料多,操作程序复杂,费工费时,综合造价高。


三、轻质无机复合保温砂浆的研制

同国外节能保温材料相比,除了少些特种的保温材料之外,我国在建筑节能保温材料类型上与我国外相差之比,但是在材料质量上,在材料生产制作方面,特别是完整配套性施工技术和规范要求上相距较大。

防火阻燃是保证人民生命安全的一个重要方面,已为人们广泛认同,基于不同保温原材料性能的很大差异,如有机质的高热阻、低强度、地燃点和无机质材料的容重大、质脆、性冷的特点,两种或多种材料的复合将是未来保温能材料的重要发展方向。轻质无机复合保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温材料是目前复和保温材料的代表。前者主要为多相无机质无材料的复合,后者为典型的有机一无机质多种材料的复合。轻质复合保温砂浆是利用多种非金属矿物材料和有机物料经特定工艺制作而成的新型保温材料。该种复合材料有效的克服了各单相原材料的粉尘大、热阻值低、施工难等缺点。材料既保留了某些特种原材料优异的隔热性能(所用材料固相物的平均导热系数为0.045W/m.k)同时加工过程中进一步增加了封闭孔隙、降低密度、提高隔热保温效果。该复合保温材料干燥成型后为一种具封闭的微孔网状结构白色固体,并具有容重轻,无石棉、无污染、无气味、无毒、不燃烧、一定的弹性,不开裂、不粉化、不起泡、不脱落、保温隔热效果显著,自呼吸功能性强等特点。该产品的各项技术指标见下表,不仅达到或超过国家颁布的建筑保温砂浆标准(GB/T20473-2006)中I型要求,该材料施工简易方便,可涂抹或喷涂,与多种罩面层材料相容配合性强。为新一代的绿色环保节能墙体材料。

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四、轻质无机复合保温砂浆生产工艺

   轻质无机复合保温砂浆的生产工艺如下:

五、轻质无机保温砂浆主要特征

(1)本产品采用玻化微珠为主要原材料制备轻质无机复合保温砂浆,生产原料均为无毒

,无味,无污染的材料,具有原材料来源广泛、技术先进,工艺合理等特点 。

(2)研制的轻质无机复合保温砂浆,导热系数较低,抗压强度适中,容重轻,适用于各种墙面保温,锅炉管道隔热保温等,当用于墙体保温时,占用室内空间小,增加居住面积,与其它同类型的保温产品相比,温度变化对其保温性能基本没有影响,因而保温效果好。

(3)轻质无机复合保温砂浆系数不燃产品,具有良好的阻燃性能,即使是高温燃烧时,也不产生烟雾。

(4)轻质无机复合保温砂浆可再回收利用,生产,施工过程中对周围环境不会产生任何污染。

(5)轻质无机复合保温砂浆施工工艺简单方便、粘结牢固、综合造价低,为绿色环保产品。

(6)轻质无机复合保温砂浆、基层及罩面材料都为同系材料,材质相似,性能相近,相互之间粘结牢固,不会出现分层或空鼓现象。

(7)本产品具有吸音、隔热、调湿、自呼吸功能强的特性。

(8)轻质无机保温砂浆生产工艺简单合理、设备投资少、易于实现产业化。

六 、结论

基于我国建筑结构形式,从改善生态环境,居住环境和居住质量方面来考虑,认为未来的新型建筑结能保温材料设计、研究应考虑以下内容:

无毒、低烟、难燃、环保型保温材料

轻质无机复合节能保温材料、新型的外墙外保温材、光‘热强反射型新材、相变储能节能保温材料、具隔热、保温、防水、调光、调湿、降噪、吸声等多功能型保温材料、有机高分子绝热保温材料的改性如:聚合酚醛树脂泡沫推广和应用,因此,当前与今后发展建筑节能必须满足如下几个条件:

建筑节能必须保证安全环保的前提原则、建筑节能必须重视节能材料的综合性能、建筑节能应用体系必须科学规范化、建筑节能必须规范市场环境、建筑节能必须提供适应我国国情的技术标准。

轻质无机复合保温砂浆基于以一种玻化微珠为轻集料,配以胶凝材料,保温填料以及各种化学添加剂混合而成干粉材料,生产工艺简单合理,更容易实现产业,而且具有较好的施工性能及保温效果。主要比较适用于夏热冬冷,夏热冬暖地区的外墙外保温以及外墙内保温工程。

轻质无机复合保温砂浆所采用的原材料为我国常用生产材料,性能优良、施工方便、价格低廉、市场前景看好,能产生良好的经济效益和社会效益。


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