改性發(fā)泡水泥保溫材料研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化

胡島蜻

摘要：近年來，全國重大、特大系列火災(zāi)事故造成的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失慘重，早就引起了國務(wù)院、公安部、住建部等高度重視，有關(guān)文件精神要求在塑料泡沫外保溫中，設(shè)置防火隔離帶，并盡量采用A級防火材料，在重慶市政府的高度重視下，重慶市胡特建材有限公司研發(fā)出一種優(yōu)良配方，生產(chǎn)出一種新型的無機(jī)保溫隔熱、吸聲隔音、防水防潮、輕質(zhì)高強(qiáng)、A級防火建筑材料，這種材料稱之為改性發(fā)泡水泥保溫材料。筆者結(jié)合本項(xiàng)目以及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行如下探討。

關(guān)鍵詞：改性發(fā)泡水泥保溫板：A級防火：性能特點(diǎn)：硅酸鹽水泥：重慶市：產(chǎn)業(yè)化

引言

我國所使用的保溫材料有無機(jī)和有機(jī)之分。其中，有機(jī)材料自身容易開裂、老化、強(qiáng)度低、燃點(diǎn)低、且燃燒時產(chǎn)生有毒氣體及粉塵污染，與建筑基層粘結(jié)力差、易空鼓、易變形、易滲透。這樣的缺點(diǎn)、缺陷限制了有機(jī)材料在建筑保溫領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，其工程質(zhì)量難以保證。無機(jī)材料則是比其更為理想的保溫材料，而發(fā)泡水泥這種代表性無機(jī)保溫材料，不僅質(zhì)輕強(qiáng)高、耐火阻燃、低彈減震、保溫隔熱、防水防潮、吸聲隔音，而具有極佳的溫度穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、耐酸堿、耐腐蝕、無毒無害，并與建筑基層相容性好、其使用壽命比其有機(jī)材料和一般無機(jī)材料長久得多，可與建筑同壽。面對當(dāng)前工程實(shí)際狀況，重慶市建委針對發(fā)泡水泥行業(yè)，頒發(fā)了《重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》。規(guī)定了生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能備案條件，要求改性發(fā)泡水泥保溫行業(yè)走進(jìn)規(guī)范的工廠化、成品化、板材化，有利于進(jìn)一步推進(jìn)建筑市場的產(chǎn)業(yè)化與功能化建設(shè)。

1.改性發(fā)泡水泥保溫材料的研發(fā)

1.1研發(fā)內(nèi)容

主要針對發(fā)泡水泥保溫材料進(jìn)行改性和替代應(yīng)用，以及設(shè)備工藝方面的技術(shù)改進(jìn)，目的是提高產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度、降低產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)、減少產(chǎn)品吸水率，解決行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)問題。

1.2技術(shù)原理及方案

發(fā)泡水泥保溫板材料是由普通硅酸鹽水泥為膠凝材料，與摻合料、輕集料、外加劑、改性劑和水制成的漿料，通過專業(yè)設(shè)備混合攪拌、經(jīng)化學(xué)發(fā)泡、澆筑成型、自然養(yǎng)護(hù)、機(jī)械切割、塑料包裝等生產(chǎn)工藝流程制作的一種輕質(zhì)多孔發(fā)泡水泥保溫防火板材。我們研發(fā)的改性發(fā)泡水泥保溫材料課題與普通的發(fā)泡水泥保溫材料，包括硅酸鹽水泥的性能指標(biāo)相比：因產(chǎn)品氣孔獨(dú)立封閉、沒有串孔、沒有裂紋、孔壁光滑堅(jiān)硬如陶瓷一樣堅(jiān)硬，提高了產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度、降低了產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)、減少了產(chǎn)品吸水率、增強(qiáng)了防火能力，產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅度的改善和提升，

材料改性：在硅酸鹽水泥這種普通膠凝材料中添加了硅灰與粉煤灰，優(yōu)化了水泥的水化性能，加快了水泥的凝結(jié)速度與強(qiáng)化速度，有效提高了膠凝材料的凝結(jié)性能：而聚合物乳液和纖維的添加，則是提高了新型材料的韌性與穩(wěn)定性：憎水組分的添加和密閉氣孔的設(shè)計(jì)，則是提高了材料的防水性能。

1.3改性發(fā)泡水泥保溫材料的特點(diǎn)

基于重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ50/T-185-2014），胡特公司研制的一種新型建筑保溫防火材料——改性發(fā)泡水泥。

1.3.1設(shè)備工藝高端

全套生產(chǎn)設(shè)備系微電腦全程監(jiān)控、自動化程度高、精準(zhǔn)度高，規(guī)格尺寸能滿足各種建筑施工所需，改性發(fā)泡水泥材料不僅可以制成保溫板、防火板、地暖板、門芯板、裝飾板，還能制作保溫砌塊、防火隔離帶砌塊。

1.3.2具有極佳的溫度穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性

經(jīng)過改性的材料及保溫系統(tǒng)，系純無機(jī)材料制成，耐酸堿、耐腐蝕、不開裂、不老化，塑封包裝置于室內(nèi)養(yǎng)護(hù)28日，使制品水化充分，強(qiáng)度發(fā)展合適，收縮在出廠前已趨于穩(wěn)定。

1.3.3保溫隔熱性能優(yōu)良

經(jīng)過改性的材料內(nèi)部含有不計(jì)其數(shù)的細(xì)小氣孔，每一個氣孔的直徑均不超過3mm，閉孔率≥95%。這些參數(shù)使得改性發(fā)泡水泥具有熱阻大、重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，可以有效發(fā)揮出板材的保溫隔熱效果。

1.3.4防火性能佳

改陛發(fā)泡水泥的主料為硅酸鹽水泥，是一種完全不燃的無機(jī)物，其燃燒等級為《建筑材料燃燒性能分級》中所定義的A級。

1.3.5隔音降噪效果極好

改性發(fā)泡水泥雖為多孔結(jié)構(gòu)。但其內(nèi)控均處于密閉狀態(tài)，形成了不計(jì)其數(shù)的獨(dú)立氣泡，可以有效吸收音波，具有降低噪音的突出優(yōu)勢。

1.3.6防水防潮效果突出

在無機(jī)材料為主體的基礎(chǔ)上，于生產(chǎn)過程中添加了有機(jī)添加劑，實(shí)現(xiàn)了材料的改性，內(nèi)孔增加了憎水性，大大避免了傳統(tǒng)發(fā)泡水泥所具有的滲水問題。由于其閉孔率i>95%，單位體積下的吸水比例將低于10%，故該材料可以發(fā)揮出非常優(yōu)秀的防水防潮作用。

1.3.7壽命長

改性發(fā)泡水泥的主材為硅酸鹽水泥，其材質(zhì)與建筑的墻體基質(zhì)是相同的，兩者之間有非常好的相容性；其二、改性發(fā)泡水泥材料通過切割后的表面是蜂窩麻面。粘結(jié)力增強(qiáng)；其三、材料本身穩(wěn)定的性能和對當(dāng)?shù)貧夂虻母吣褪苄?，使得這種材料的壽命與建筑物相同。

1.4改性發(fā)泡水泥保溫材料研發(fā)結(jié)果

1.4.1研發(fā)依據(jù)

根據(jù)重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ50/T-185-2014）規(guī)定，改性發(fā)泡水泥保溫板建筑保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程分成I、II兩種類型。見表1：

1.4.2研發(fā)成果

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，胡特公司在改性發(fā)泡水泥保溫材料性能方面進(jìn)行了科技創(chuàng)新。通過設(shè)備工藝的改造，使得產(chǎn)品制備時間明顯縮短，大大提升了勞動生產(chǎn)效率：通過原材料改性和原材料替代，科學(xué)地簡化了原材料組分，不僅科學(xué)地發(fā)揮出各組分的特殊作用，也實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約與成本的有效降低：結(jié)果使得產(chǎn)品在導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、防火保溫性能以及吸水率上都得到了優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量得到了明顯的改善和提升。見表2：

注：按每十組的平均值計(jì)算百分比。

1.4.3研發(fā)成果與地方標(biāo)準(zhǔn)相比（DBJ50/T-185-2014）

以地方標(biāo)準(zhǔn)為對比標(biāo)桿，改性發(fā)泡水泥保溫材料與其對比的結(jié)果，見表3：

注：表中‘-代表性能比地方標(biāo)準(zhǔn)降低：‘+代表性能高于地方標(biāo)準(zhǔn)，由此可見胡特公司所研發(fā)的項(xiàng)目成果，其各項(xiàng)主要性能指標(biāo)均優(yōu)于地方標(biāo)準(zhǔn)，對提高建筑工程整體質(zhì)量更有保障。

2.改性發(fā)泡水泥保溫材料的應(yīng)用

根據(jù)《重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，改性發(fā)泡水泥保溫板建筑保溫系統(tǒng)（DBJ50/T-185-2014）技術(shù)規(guī)程，改性發(fā)泡水泥保溫材料可廣泛適用于新建、擴(kuò)建、改建工業(yè)與民用建筑物的內(nèi)外墻、屋面、地面、樓地面保溫隔熱、防水防潮、防火、隔音，以及特殊的防火隔離帶工程，

因?yàn)楦男园l(fā)泡水泥保溫材料具有：質(zhì)輕強(qiáng)高、耐火阻燃、低彈減震、穩(wěn)定性好、保溫隔熱性能優(yōu)良、防火陛能強(qiáng)、隔音降噪效果好、防水防潮性能突出、耐酸堿、耐腐蝕、無毒無害、成本低、施工方便，并與建筑基層相容性好，可與建筑同壽。

改性發(fā)泡水泥保溫板建筑保溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程要求：

（1）根據(jù)本地氣候環(huán)境及材料特性規(guī)定≤36m2設(shè)置伸縮縫，規(guī)避了墻體與保溫板的熱脹冷縮問題，伸縮縫使用密封膠、密封條、護(hù)角線條、蓋口條等防止了雨水滲透現(xiàn)象。

（2）DBJ50/T-185-2014嚴(yán)格規(guī)定了施工要點(diǎn)及工藝流程、明確了主控項(xiàng)目及一般項(xiàng)目驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，

（3）通過膠粘劑、界面砂漿、抹面膠漿與保溫板采取滿粘式緊密結(jié)合、使用與墻體基層大于25mm的錨固件且每平米不少于5-7顆、再用耐堿玻纖網(wǎng)或熱鍍鋅電焊網(wǎng)加固、以及支撐托架的穩(wěn)固，使其保溫板與墻體粘結(jié)更加牢固、更加安全。

3.產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

3.1推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的原因

3.1.1經(jīng)濟(jì)效益

改性發(fā)泡水泥保溫材料研發(fā)的技術(shù)成果，可以取得非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益，若企業(yè)的年生產(chǎn)力達(dá)到2萬立方，那么在成本降低或增加效益上，企業(yè)可以獲利85萬元左右。在本企業(yè)中實(shí)行即可獲得如此成果，若能夠在整個重慶市甚至全國范圍內(nèi)推廣，那么將會獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.2社會效益

通過發(fā)泡水泥保溫材料的改性和替代應(yīng)用以及設(shè)備改造，可以有效地提高其保溫隔熱防水性能，尤其是完全能夠達(dá)到A級的防火需要，用其制作的保溫板、防火板、地暖板、防潮板、隔音板、門芯板、裝飾板、保溫砌塊以及防火隔離帶砌塊，既可以有效地保溫隔熱、防火防潮，也具有高效的隔音作用。改性發(fā)泡水泥材料應(yīng)用于建筑工程，對進(jìn)一步推進(jìn)建筑市場的產(chǎn)業(yè)化與功能化建設(shè)更具社會效益。

3.1.3生態(tài)效益

傳統(tǒng)的保溫材料以及普通的發(fā)泡水泥材料與其相比，改性材料不再有“三廢”被排放到環(huán)境之中。其生產(chǎn)所用的水量均經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算使用，沒有廢水排放：發(fā)泡過程是在模具之中靜置發(fā)泡，不會產(chǎn)生廢氣；其切割制作成品所產(chǎn)生的固體廢棄物，通過粉碎加工后可以再次利用，杜絕了廢渣的產(chǎn)生：所使用的設(shè)備精確度極高，技術(shù)含量非常高端。所產(chǎn)生的噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家制定的標(biāo)準(zhǔn)；并且，改性發(fā)泡水泥保溫材料在生產(chǎn)過程中所采用的一切原材料均為無毒、無放射的環(huán)保材料，改性發(fā)泡水泥保溫材料可以說是具有無與倫比的生態(tài)效益。

3.2舉措

3.2.1推進(jìn)主營業(yè)務(wù)的專業(yè)化及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展

為了推進(jìn)改性發(fā)泡水泥保溫材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，應(yīng)將主營業(yè)務(wù)集中于這一種新型保溫材料的研發(fā)、生產(chǎn)與經(jīng)營以及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。因此，胡特公司生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅局限于保溫板、防火板、隔音板、防潮板、門芯板、裝飾板等板材方向。還應(yīng)向其他方向發(fā)展，如地暖保溫板、保溫砌塊以及防火隔離帶砌塊等。改性發(fā)泡水泥保溫行業(yè)在重慶市委、市政府、市建委的大力推動下將其全力應(yīng)用于建筑物地面、樓地面、外墻、屋面等各個工程部位，最大化地發(fā)揮出改性發(fā)泡水泥保溫材料的所有功能性及優(yōu)越性。

3.2.2擴(kuò)大研發(fā)生產(chǎn)規(guī)模

企業(yè)應(yīng)基于之前生產(chǎn)普通發(fā)泡水泥保溫材料的生產(chǎn)規(guī)模，將其有計(jì)劃地?cái)U(kuò)大，力爭將生產(chǎn)線增加到2條，以此保證年產(chǎn)量至少達(dá)到4.5萬方：若條件允許，則再配套一條干混砂漿的生產(chǎn)線，力爭年產(chǎn)量達(dá)到5.0萬噸，以提高企業(yè)受益。

綜上所述，改性發(fā)泡水泥保溫材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，符合我國建筑保溫、建筑防火發(fā)展的方向、符合我國節(jié)能減排的需要、符合我國環(huán)保事業(yè)發(fā)展的需要、符合我國工程建設(shè)質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的需要。

4.結(jié)語

目前，改性發(fā)泡水泥保溫材料的研發(fā)已經(jīng)取得了令人可喜的成果，將其用于建筑業(yè)所需可以獲得非常高的經(jīng)濟(jì)、社會及生態(tài)效益。雖然仍然存在一定的問題，但是隨著產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，這些問題將會逐步被解決，改性發(fā)泡水泥保溫材料將會得到更加廣泛的應(yīng)用。