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TX-80改性海藻-无机复合保温砂浆及板材的应用

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无机胶粉复合多功能保温砂浆项目可行性分析报告

 

一、项目概述

外墙外保温概念和技术起源于欧洲。作为重要的建筑节能技术,外墙保温受到了世界范围内的高度重视,各国均开始了实际的对建筑墙体的节能指标的实施工作。随着人们对房屋隔热保温的要求越来越高,逐渐发展成为一门系统性建筑节能技术,用以提高居住舒适性,延长建筑寿命,节约供暖热量流失和冷气耗能。在我国外墙保温多年实践应用中,由于国家强制性规范和文件的实施,得到迅速推广,建筑节能工程从设计到施工迅速普及开来。然而,在外保温系统的具体研究和操作中,一些保温材料生产企业规模小,单项材料生产供应功能单一;企业道德和社会责任问题,尽管政府积极采取有效措施,正确引导外保温发展的方向,也有力地破除目前外保温市场“设计看安全、业主看价格、总包看回扣、监理看红包”的潜规则,而忽略了建筑“外保温体系”的特殊性,这大概就是现行外保温实施操作模式的一个缩影。

建筑环保节能是我国建材新型产业,作为建筑围护结构节能外墙保温系统,目前国内市场大多数是采用干粉无机保温砂浆和胶粉聚苯颗粒浆料及XPS板、聚氨酯等产品。这些保温材料用在外墙外保温各构造层,形成建筑物的复合体系,有内外层次的整体,是不可能剖开而分立的,也不可能在同等环境下接受外力冲击或自然界的各种压力变化。应该说“逐层渐变,逐层释放压力”的抗裂机理。作为系统的组成材料,其设置变形指标也不一致,如保温层的弹性模量、抹面砂浆的压折比、柔性腻子的柔韧变形量等。对于外保温的一些做法我们还存在模糊的概念,往往认为选择导热系数低的外保温主材,就是好的外墙外保温系统,导致设计和施工脱节,加上部分企业的错误引导,也使外墙外保温技术五花八门、良莠不齐。那么,选择外墙外保温系统的要害在于,复合的隔热保温系统材料是否具备优良的不燃防水透气性能,如果保温层材料功能单一,必须涂刷具有透气性的防水涂层,避免保温层与抹面层的交界处会产生冷凝,从而造成冻融破坏,如果保温层吸水性强,自身没有防水功能,一旦雨水渗入到保温材料中就不可能起到隔热保温作用,造成了对材料粘结力的破坏,引发系统各层粘结力衰减,系统耐候性能降低。当液态水在保温材料里出不来,有机乳胶将在保温层中溶解,在太阳直接照射的情况下,会产生气体膨胀或氧化,促使材料空鼓分层,爆裂,甚至发霉脱落,出现难以弥补的外保温质量失控,将给企业带来极大的损失,也将给社会产生更多的建筑垃圾。因此,憎水型保温材料防水、透气和防火多功能在外墙外保温系统的应用中,对工程安全质量的保障起到决定性的作用。

我国政府高度重视经济社会发展与资源、环境之间关系,提出坚持可持续的科学发展观、大力发展循环经济,建设节约型社会。其中对建筑行业的节能和再生资源以及工业废料的利用已受到高度重视。如在建筑材料的生产中,传统墙体材料的生产正逐步向低耗能的新型墙体材料方向发展。建筑围护结构的隔热保温是建筑节能的一个重要方面,开发隔热保温防水、防火功能优良的墙体保温材料和屋面保温材料大势所趋,成为降低建筑能耗的主要目标。

无机胶粉复合多功能保温砂浆产品的研制生产,考虑到材料元素理化指标的差异,在相变材料元素组合成外保温系统时,把握住单项材料指标的控制尤为重要。任何优质的隔热保温材料热惰性技术指标,均要求同时具备蓄热系数高、导热系数低和粘结强度高的特征。为了提高产品的科技含量,尤其应关注隔热保温材料体系的相容性。单一的一种材料是无法同时具备多重功能,必须采用创新的生产工艺,发展循环经济资源再利用,选配新颖的无机胶粉材料复合,从而达到既有优质的隔热保温效果,又能保障外保温系统具有良好的排湿防水和防火的功能。

研制的无机胶粉复合多功能保温材料复配生产工艺独特,选用优质的憎水型矿物绝热材料和保温材料为主体,以水乳高分子化合物和无机胶凝材料为粘接剂,加入适量化学助剂配置而成。这种创新胶粉复合材料有效地复配成膏状体,根据建筑围护结构的需要,可配制成两种以上不同憎水型防火等级的保温材料,一种是A1级防火功能产品(外墙外保温),另一种是B1级防火功能产品(坡、平屋面隔热保温)。也就是说A级防火采用膨胀珍珠岩原料,B1级防火采用聚苯颗粒为填充料复配,其作用机理是巧妙地将相互矛盾的功能,有机地融为一体。

在膏状体材料复合生产过程中含有复合外加剂的胶料拌合下,能够分别使膨胀珍珠岩颗粒或聚苯颗粒被胶料湿润包裹,改善了填充料间的粘结力,二者间结合更紧密,粘结更牢固。当现场施工时,添加适量的普硅水泥在水化初期,未水化的水泥颗粒便附着于凝胶的膏体上,逐渐凝聚成膜,形成聚合物网络。水化产物发生化学反应,形成特殊的键桥作用,改善了水化产物的物理组织结构,确保复合材料刚中带柔,提高保温系统弹性模量,缓解内应力,减少微裂缝的产生,从而形成隔热保温自防水体系。将避免“冷热桥”现象产生,保证墙体良好的热工性能,解决了长期以来隔热保温材料不防水,防水材料不隔热的技术难题。这种复合产品不仅有很好的隔热保温性能和极好的透气性,还具有优越的自防水功能和防火阻燃功能,保温层可完全不被雨水浸润,滴在材料上面的水犹如露珠在荷叶面上游动,一滚而去,不留任何水渍。加之产品线性收缩率极小,不易开裂,确保墙体和屋面保温层雨水不宜渗漏。复配的A1级防火保温材料均符合国家《膨胀玻化微珠轻质砂浆》JGJ283-2013标准,B1级防火保温材料优于《胶粉聚苯颗粒浆料》JG158-2013国家行业标准。其各项指标均符合或优于国家标准和国家行业标准要求。因此研发的该项产品既具有无机材料良好的耐候性,其综合性能又得到很好的改善,使用寿命远远超过传统单一的保温及防水材料,也是我国现行标准“建筑保温砂浆”、“胶粉聚苯颗粒保温浆料”所不具备的。

二、项目技术成熟可靠性分析

    保温隔热功率主要靠优质高效安全的保温材料来实现,用科学严谨、合理、过硬的工艺技术来确保建筑保温层的安全稳定性,使保温层与建筑物的使用寿命同步,达到最佳化。因此,隔热保温材料和工艺技术水平是关系我国建筑节能事业成败的关键。在实践中,常遇到外墙外保温工程出现空鼓、分层、开裂和脱落的现象。主要是两个方面,一是保温材料层没有自防水功能,保温系统容易受到雨水浸入,会分解有机物,产生气体膨胀或冰冻开裂,造成空鼓分层;二是施工工艺技术上,涂抹型保温材料大多数没采用压实收浆工艺,尤其是饰面砖外墙保温层,无法提高与墙体界面的粘结截面,致使保温层容易产生空鼓、分层等等。如此说来,表明隔热保温材料与施工技术工艺这二者是不可分割的,若能解决这一问题,将避免社会产生大量的建筑垃圾,也是建筑围护结构节能外墙外保温安全质量的可靠保障。

无机胶粉复合多功能保温砂浆产品克服了有机保温材料存在的缺陷,它将一些相互矛盾着的材料有机地相结合。复合型的膏体材料属丙烯酸酯类功能性共聚物,密实地包裹填充料颗粒,使其具备无机保温材料的特性,与基层界面通过玻纤网格布压实收浆工艺的实践应用,隔热保温层的粘附力强、相容性好、保温层强度高、憎水率达98%,产品既可复合成外墙外保温A级防火材料,也可复合成屋面隔热保温B1级难燃材料。该产品通过近十余省市百万平方米外墙外保温及屋面隔热保温工程的实践应用,效果十分明显。坡、平屋面隔热保温性价比的可比性更佳,使用寿命完全可以达到与建筑物相一致。该复合涂抹型材料不仅应用于夏热冬暖和夏热冬冷地区,并纳入中南地区建筑设计标准图集和编制广东省建筑设计标准图集。产品还可制配成板型材,应用到寒冷和严寒地区的建筑围护结构上。产品检测结果表明,导热系数、蓄热系数、干表观密度、压剪粘结强度、抗拉拔强度和耐候性周期试验等均可达到或超过国家规定标准。(附检测报告)符合国JGJ283—2010、JG158—2013规定标准。

在这里特别值得一提的是,夏热冬暖和夏热冬冷地区,新型墙体材料蒸压加气混凝土砌块砖的应用,在建筑物墙体上,普遍出现开裂现象,一直困扰着建筑领域的业内人士。作为加气砌块砖在墙体的应用,成本低,基本能达到墙体节能标准,可以不再增加保温层,极具市场优势。然而,蒸压加气混凝土砌块砖的特性很容易受到气候温度变化的影响,热胀冷缩冷热桥现象严重,雨水的浸入会膨胀。在墙体的应用中,仅靠水泥砂浆找平层覆盖和抗拉伸的钢丝网,砂浆很容易传导冷热,解决不了加气块砖冷热桥现象产生的内应力,仍会出现大面积的开裂,尤其是梁、柱和砌块间的结合部位更加严重。创新研制的无机胶粉复合憎水型隔热保温材料解决了这一技术难题。实践证明,仅在加气砌块砖墙体涂抹10㎜该材料,就能完全阻隔外界的冷热桥和雨水的浸润。加气砌块砖饰面涂料、饰面砖的外墙,从此不再开裂,确保了建筑围护结构的质量和安全。

三、无机胶粉复合多功能保温砂浆生产工艺流程(示意图表)

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图表1、无机胶粉复合多功能保温砂浆产品性能指标(A2级防火)

序号

检验项目

技术要求

检验结果

单项判定

1

湿表观密度㎏/m3

650

615

合格

2

干表观密度㎏/m3

300

261

合格

3

导热系数W/(m、k)

0.070

0.0549

合格

4

蓄热系数W/(㎡、k

0.95

1.91

合格

5

抗压强度Kpa

200

378

合格

6

压剪粘结强度Kpa

50

112

合格

7

线性收缩率%

0.3

0.23

合格

8

软化系数

0.5

0.63

合格

9

阻燃性

A

A2

合格

 

图表2、无机胶粉复合多功能保温砂浆产品性能指标(B1级防火)

序号

检验项目

技术要求

检验结

单项判定

1

湿表观密度㎏/m3

420

397

合格

2

干表观密度㎏/m3

180—250

234

合格

3

导热系数W/mk

0.060

0.0492

合格

4

蓄热系数W/(㎡、k

0.95

1.89

合格

5

抗压强度Kpa

200

317

合格

6

压剪粘结强度Kpa

50

89.6

合格

7

线性收缩率%

0.3

0.22

合格

8

软化系数

0.5

0.62

合格

9

阻燃性

B1

B1

合格

四、无机胶粉憎水隔热保温砂浆(示意图)

无机胶粉憎水隔热保温砂浆是复配型产品,是以无机颗粒粉状的矿物骨料、粘结料、活性的有机胶粉料添加剂按照一定比例进行优化配比而成的颗粒干粉的混合物产品。主要以闭孔珍珠岩和膨胀珍珠岩矿物原料为主体,少量氧化硅铝粉和无机粉料为填充料,以高分子化合物胶粉和无机胶凝材料为粘结剂,加入适量憎水型化学助剂混合成干粉配制而成的建筑节能环保产品。

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