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无机保温材料在建筑外墙保温中的应用策略

张传永

中国建筑一局(集团)有限公司,北京市丰台区,100161

摘要: 随着科技发展的推动,各种新技术、新材料被广泛应用,推动了各行各业的高效发展,尤其是建筑行业。在建筑工程中,新型环保材料的应用是极为重要的,尤其是建筑外墙保温材料,这对新时期绿色环保理念的深入落实有着重要的意义。目前,市面上的新型建筑外墙保温材料有很多,其中,无机保温材料广受业界青睐。所以,文章对几种常用保温材料及其性能做了对比,并结合实际,探讨了新型无机材料气凝胶,旨在促进无机保温材料的推广和应用。
关键词: 无机保温材料;建筑外墙保温;气凝胶
DOI:10.12721/ccn.2023.157265
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在建筑工程中,外墙保温材料发挥的作用越来越重要,所以,业界愈发重视相关材料的研究。在外墙保温中,所用的材料一般分为两大类,即有机类和无机类,而在有机材料中,聚苯乙烯泡沫板应用得最为广泛;无机保温材料中最常应用的是岩棉、玻璃棉与泡沫混凝土等,与有机类材料相比,此类材料,不仅具有较好的温度稳定性,还可以阻燃防火,拥有较强的绿色环保性能。随着低碳经济的发展与节能减排战略的推进,对建筑工程的环保要求愈发提高,所以,促进无机保温材料在建筑行业中的应用极为必要。

1几种常用无机保温材料及其性能比较

1.1岩棉保温装饰板

在建筑外墙无机保温材料中,此类材料的应用备受关注,拥有的保温性能极为良好。该材料制品在欧洲一些国家应用的比较广泛,据相关调查显示,其人均耗量超过20000克,因其具有良好的防火性能,所以,该材料制品的应用超过75%。而在国内,因为建筑行业的起步较晚,所以建筑外墙无机保温材料的应用还不够全面,而岩棉保温装饰板又是其中的一种,在应用上就有一定的局限性。现今,岩棉保温装饰板材料多被应用在能源领域、化工领域以及公用建筑的隔声领域等,但在民用建筑方面应用的不是很多,在建筑外墙保温中的应用也在初始阶段。

岩棉保温装饰板材料的性能优势很多:其一,具有较好的阻热、隔声与吸声性能。其二,相较于传统的外墙保温材料,岩棉保温装饰板材料的热传导效率较低、密度不高。其三,具有比较良好的化学稳定性,并且无毒无害、燃点高,又具有较强的生命周期。

岩棉保温装饰板材料在应用中也有一定问题存在:与国际上的材料相比,国内材料的质量与性能还有待提高,尤其是存在的酸碱系数很低,一般皆未超过1.6,所以一定要将岩棉材料酸碱系数提升当成重点任务来抓[1]。这对我国建筑行业的健康、稳定发展来说有着极为重要的意义,所以,必须要给予高度的重视。推动岩棉保温装饰板材料酸碱系数的提升既可以高效提升材料的防水性能,还可以相应的提高材料的力学强度。若难以将其相关性能给予很好的改善,则可能危及到大众的身体健康。

1.2玻璃棉板

在建筑外墙无机保温材料中,玻璃棉板的应用比较普遍,属于高效保温性能的材料。相较于传统的无机保温材料,玻璃棉板的优势如下:具有较高的燃点、火焰的点火性与传播性,又表现出重度低、热传导效率较低等优势,不仅无毒,还能够防火,具有较长的使用周期,若能科学、合理的应用,可以起到良好的保温效果。

然而,在该材料的实际应用中,也有相应的问题存在,例如,玻璃棉板材料的吸湿性较强,所以,在用作建筑外墙保温时,极易引起墙皮脱落的情况发生。另外,该玻璃棉板材料具有的抗拉强度不高,在建筑墙面的实际应用中还极易产生剥离的问题。

以某市一家玻璃棉板材料制造厂为例,该厂家为了使无机保温玻璃棉板的性能得到进一步的优化提升,在实际生产过程中加入了打褶处理工艺(如图一所示),普通玻璃棉板,其棉纤维之间属于层状结构,相互作用力较小,极易被撕裂,而打褶过的玻璃棉板,其棉纤维之间属于三维网状结构,该结构不仅可以进一步提高玻璃棉板的抗拉强度,还可以降低热传导效率。

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图一 打褶玻璃棉板与普通玻璃棉板对比

1.3无机保温砂浆

在建筑外墙保温材料中,该材料主要是通过将玻化微珠或膨胀珍珠岩等轻骨料当成骨料,将水泥当成胶凝材料,加入可再分散胶粉等外加剂,通过均匀搅拌而形成的。上述两种骨料都是通过特种高温工艺加工而形成的球状矿物质,不仅耐高温,还是轻质绝热的无机材料。    

其具有的优势性能体现在如下几点,其一,可以满足国家防火等级标准要求[2]。其二,具有良好的粘结性能,不会存在保温盲区,避免了负风压对建筑墙面保温层的破坏。当然,该材料也存在一定的不足,例如,无机保温砂浆形成的保温层过厚,要与预期要求的保温层厚度相符合,最好要分别进行两次施工,但两次施工之间的水分排干时间较长,会延长工期。

1.4无机纤维喷涂

在建筑外墙保温材料中,该技术主要利用无机纤维和水基型胶粘剂构成,通过拌和后使用专业的空压泵同雾化水混合喷涂到需要保护的建筑物基体表面上,形成具有防火功能的保温涂层,最后在其表面实施装饰层施工。应用过该技术的保温材料,不仅拥有较高的强度,还具有较好的韧性,在实际施工过程中又极为简单、方便。因为纤维本就属于无机物,是较好的防火材料,还不会释放有毒有害气体,是现代复杂建筑首选的绿色环保材料,能够推进建筑行业的可持续发展。

2新型无机气凝胶材料

2.1气凝胶岩棉保温装饰板

该材料的研发与应用起源于丹麦,一经问世,就广受业界欢迎。气凝胶岩棉保温装饰板材料是以气凝胶为主体,所以各项性能比较卓越,另外,该材料经过优化升级后,把普通岩棉保温装饰板的热传导效率从0.040瓦/(米·度)降低到0.019瓦/(米·度)后,这种性能的提高使其在相同保温效果的基础上,岩棉保温装饰板的厚度能够降低1/2以上[3]

2.2气凝胶隔热毯

该保温隔热材料是以二氧化硅气凝胶为主体材料,通过常压干燥工艺制造而成。气凝胶隔热毯不仅承袭了既有的气凝胶纳米孔结构与超低的热传导效率,还较大程度提升了其机械强度,拓展了该材料在保温隔热领域的良好应用。该保温隔热材料在常规温度下,其热传导效率未超过0.020瓦/(米·度),并且还具有较好的隔音与吸声性能,是现今建筑行业保温中最佳的选择材料之一[4]

2.3气凝胶涂料

这种涂料在研究制作中,主要凭借的是气凝胶具有的纳米孔结构与其对太阳光谱的选择特性,将二氧化硅气凝胶当成基本填料,通过与适宜稳定剂的混合制作成浆料,再利用水性丙烯酸树脂形成膜物,把这两种材料同另外的助剂混合形成水性透明的建筑隔热涂料,涂抹在建筑物或玻璃的表面,此类气凝胶涂料可以起到很好的红外线热辐射屏蔽与紫外线的阻隔作用。

3结束语

总而言之,在现代建筑领域,无机保温材料的全面推广和应用是必须要重点考虑的话题,其在形成产业化期间,紧要处理的焦点不在产能方面,而是要集中在相关工艺的优化创新上,但在此过程中,应该在生产成本有效降低的前提下,为建筑行业带来更多的经济效益与发展前景。所以,文章阐述了几类新时期涌现的建筑外墙无机保温材料,并对其优缺点做了很好的对比。又重点分析了几种新型无机气凝胶材料,旨在为建筑外墙无机保温材料的相关研究给予相应的参考。

参考文献

[1]陈新同.无机保温材料在外墙保温系统中的应用展望[J].冶金与材料,2018(06):87-88.

[2]左鹏鹰,陈戍鸣.外墙保温系统中无机保温材料的应用前景[J].建材与装饰,2017(37):210-211.

[3]李丽,张茗,梁子琪.无机保温材料在外墙保温系统中的应用展望[J].城市建设理论研究:电子版,2015(09):176-177.

[4]谭海平,张虎,田耿东.外墙常用无机保温材料的应用及展望[J].四川建材,2020(03):279-280.

作者简介:张传永(1974.08.03),性别:男;籍贯:江苏省淮安市;学历:大专;民族:汉;职称:无;研究方向:建筑工程管理