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1、DY 无机活性墙体隔热保温系统技术研究报告一、概述建筑节能工作已经引起全社会的高度关注，节能和减排是各项工作的重中之重。建筑技能的概念和认知已经深入人心，各项建筑节能工作蓬勃发展，新技术、新产品、新标准也有出现。就建筑节能来说，围护结构的保温隔热设计及施工在工业与民用建筑设计中非常重。建筑物是维护结构，包括墙体、层面、门窗、地面等围和起来的空间，这一空间热环境的优劣，取决于室外自然气候的优劣和围护结构的保温隔热性能的高低。国内外一致认为在建筑节能的各项措施中，改善维护结构的隔热、保温性能是最主要的措施。其采用的主要途径是以保温材料（通常定义为K 1.5，D3.0 的材料）作为建筑外围护结构，起
2、到一定的保温隔热效果，从而节约能源，创造出更健康、舒适的室内环境。此外还可以保护外墙，改善其耐久性；同时降低外墙结构墙体的厚度，降低建筑成本，增大有效使用面积。据统计，建筑物通过围护结构散失的热量大约占整个热量损失的 70%左右（其中外墙 25%，窗户 24%，楼梯间隔热 11%，层面 9%，阳台门下部 3%，户门 3%，地面 2%），在围护结构中通过外墙损失的能量又占大约 30%，所以现在国内外对围护结构的热工性能，是建筑节能的首要问题。为了贯彻执行执行建筑节能的各项方针策略，建设部先后颁布多个标准个规范，如民用建筑热工设计规范（GB50176-93）、民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分
3、）（JGJ26-95）、夏热冬冷地区居住建筑节能实际标准（JGJ134-2001）、公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）、膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统（JGJ149-2003）、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统（JGJ158-2004）、外墙外保温工程技术规程（JGJ144-2004）、膨胀玻化微珠保温隔热砂浆（GB/T2600-2010）、无机轻集料砂浆保温系统技术规程（JGJ253-2011）等。无机玻化微珠外墙外保温系统由界面层、保温层、抗裂防护层和饰面层构成。分别采用科邦界面砂浆、科邦无机玻化微珠保温砂浆、科邦抗裂砂浆、涂料或外墙转材料施工。我们经过近十年的生产实践和工程应用，
4、逐步改进提高的无机玻化微珠外墙外保温系统及其组成材料，达到了建筑保温砂浆（GB/T20473-2006）、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统（JG158-2004）、外墙外保温工程技术规程（JGJ144-2004）及国家行业标准无机轻集料砂浆保温系统技术规程（JGJ253-2011）的技术要求，建成年产 5 万吨无机玻化微珠保温砂浆、界面砂浆和抗裂砂浆等干粉砂浆产品的生产线，产品具有良好的技术经济效益和环境效益。二、无机保温砂浆的定义和性能特征1、无机保温砂浆的定义按照国家标准膨胀玻化微珠保温隔热砂浆（GB/T26000-2010）的定义，膨胀玻化微珠保温隔热砂浆是”以膨胀玻化微珠、胶凝材料为主要成分
5、，掺加其他功能组分制成的用于建筑物墙体的干拌混合物，使用时增加适当面层“。我们公司也是按照国家标准膨胀玻化微珠保温隔热砂浆（GB/T26000-2010）中外墙外保温系统对于系统组成材料的性能要求，从信阳凯尼斯材料有限公司采购高质量的膨胀玻化微珠生产无机玻化微珠保温砂浆。外墙保温系统用的保温砂浆都是以膨胀玻化微珠作为保温隔热骨料的，但不同的产品（商品）、不同的标准可能有不同的命名，例如“膨胀玻化微珠保温隔热砂浆”、 “建筑保温砂浆”、“无机保温砂浆”和“无机建筑保温砂浆”等，指的都是以膨胀玻化微珠为保温隔热骨料、以聚合物改性水泥为胶结料制备的保温隔热砂浆。2、无机保温砂浆的性能特征2.1 性能
6、优势无机保温砂浆的性能优势有些已经为人们所充分认识，有些还没有引起注意。与其他现场施工保温层的外墙外保温系统（例如常用的胶粉聚苯颗粒保温浆料）相比，无机保温砂浆的性能优势在于以下几个方面。2.1.1 施工性能好由于玻化微珠颗粒细，不同型号的产品的粒径能够产生良好的级配，再配以适量的粉煤灰，能够使之制备的无极保温砂浆具有良好的和易性、粘聚性和抹涂性等综合施工性能，这既能够保证一定的施工速度、提高施工效率，也使施工出的保温层的密实性和厚度等得到保证。2.1.2 材料性能稳定无机保温砂浆中的骨料和胶凝材料中的水泥同属无机材料，二者之间的粘结性能良好，随着度变化，二者产生的体积变化一直，加之玻化微珠为
7、刚性材料，因而更容易提高其力学性能，例如抗压强度、粘结强度等。可见，比之胶粉聚苯颗粒保温浆料，无机保温砂浆具有更好的体积稳定性和耐久性。2.1.3 耐高温水泥基材料既有一定的耐高温性能，而玻化微珠本身能够承受 1000以上的高温，因而使用二者配制的无机保温砂浆更是具有良好的耐高温和防火性能，甚至可以用于隧道防火涂料。2.1.4 环境安全性无机保温砂浆以无毒、无污染的无机材料为主，其生产、施工和干燥后的应用过程中会对周围环境产生任何不良影响。同时，由于无机保温砂浆不但可以应用于外墙保温，也可以应用于内保温。2.1.5 卫生产品使用本产品无毒无味，即使在高温环境下也不会排出有害气体，不会对人体有害
8、，所以可以说是一种卫生材料。2.2 性能不足无机保温砂浆的性能不足主要体现在保温隔热效果界差和吸水率高等方面。2.2.1 隔热保温效果差GB/T20473-2006 规定的两类无机保温砂浆产品的导热系数分别为0.070W/m.K 和 0.085W/m.K。这种热工性能，对于普通墙体来说起在夏热冬冷地区很难满足国家现行建筑节能标准的要求。因为，我公司采用一些新技术，一方面通过提高建筑保温砂浆的力学强度技术降低干密度，使产品能够在降低干密度的基础上满足强度要求：另一方面通过使用高性能、稳定性好的引气剂适当降低无机保温砂浆的干密度。2.2.2 吸水率高玻化微珠的吸水率都远高于基本上不吸水的聚苯颗粒，
9、因而，无极保温砂浆的吸水率高。这对于其保温隔热性能是很不利的，尤其是应用于可能经常受到水的侵蚀的外墙面。不过，通过适当提高无极保温砂浆中有机组分（增水性乳胶粉）的含量能够使无机保温砂浆的吸水率显著降低。2.2.3 施工调制时玻化微珠易破碎无机保温砂浆一般为干粉状单组份包装，施工时需要加水调制。调制时，由于玻化微珠易破碎，在搅拌力和机械作用下，很多玻化微珠可能会破碎，这将使砂浆的干密度和导热系数显著增大，保温性能变差。无极保温砂浆的这一性能缺陷对应用的影响很大。我公司解决这一问题的方法是采用高质量的膨胀玻化微珠，这类玻化微珠的强度高，能够承受的机械搅拌力强，从而大大减轻无机保温砂浆在搅拌时出现玻
10、化微珠破碎的现象。三、无机活性墙体隔热保温系统应用技术研究近几年来，因为建筑节能的强制实行，建筑保温砂浆在夏热冬暖地区和部分夏热冬冷地区得到较多应用，成为一种建筑保温砂浆本身的一些性能优势。胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统在某些地区的应用受到限制，无极保温砂浆可以应用于外墙内保温以及在某些墙体结构中更适合应用等原因。从 2006 年国家开始实施强制建筑节能至今，无机保温砂浆的应用为建筑节能做出一定贡献，但同时也存在很多问题。分析和总结其应用优势、不足及其问题，将会有利于我们队该产品的开发和今后在工程中的推广应用，避免已经出现的一些问题，少走弯路。就无机保温砂浆的主要应用方式来说，目前无机保温砂浆主要
11、应用于外墙外保温系统和外墙内保温系统中。虽然建筑保温砂浆也可以应用公寓屋面和地板，但由于应用屋面时在技术、经济等性能方面没有优越性，而地板保温、采暖等本身使用不多，因而在屋面和地板方面的应用极少。此外，在外墙外保温系统和外墙内保温系统中，实际工程应用中海油保温层面不设置抗裂防护层构造的系统以及表面设置抗裂防护层，但防护层厚度比常规的薄（为 2mm-3mm），且防护层中不适用耐碱破网格布进行增强的系统。这两种新系统有一定的有点，是更好的应用无机保温砂浆的良好尝试，有的工程还取得了很好的效果。但另一方面，无抗裂防护层的系统在材料生产和应用技术方面都有很大难度，因而我们目前还不准备上这类系统。我们的
12、外墙内保温系统主要应用在当仅适用外墙外保温系统不能够满足建筑节能实际要求时的情况。3.1 外墙外保温系统目前应用的无机保温砂浆外墙外保温系统有涂料饰面或饰面几种形式，见表 1.在这几种系统中，由于使用面砖饰面的外保温系统需要通过系统的抗震试验检测，而且由于面砖饰面还存在着结构安全性的问题，目前并不推广、使用较少，一般情况下仅能够适用于建筑物的底层（一、二两层）。表 1 应用于外墙外保温和外墙内保温的无机保温砂浆墙体保温系统机构层次及构成材料系统种类 系统结构结构层次 构成材料涂料面的外 基层墙体 基层墙体 混凝土墙体或经普通墙外保温系统界面层保护层抗裂防护层涂料饰面层 界面层 保护层 抗裂防护
13、层 饰面层建筑砂浆找平的各种砌体墙体 界面砂浆 无机建筑保温砂浆 抗裂砂浆+耐碱破网格布 弹性底漆+柔性耐水腻子+弹性外墙涂料面砖饰面的外墙外保温系统 基层墙体界面层保护层抗裂防护层面砖饰面层 基层墙体 界面层 保护层 抗裂防护层 饰面层 混凝土墙体或经普通建筑砂浆找平的各种砌体墙体 界面砂浆 无机建筑保温砂浆 抗裂砂浆+热镀锌钢丝网 面砖粘结砂浆+面砖+瓷砖勾缝剂涂料饰面的外墙内保温系统基层墙体界面层保护层抗裂防护层饰面层 基层墙体 界面层 保护层 抗裂防护层 饰面层 混凝土墙体或经普通建筑砂浆找平的各种砌体墙体 界面砂浆 无机建筑保温砂浆 抗裂砂浆+耐碱破网格布 弹性底漆+内墙腻子+内墙涂
14、料3.2 外墙内保温系统由于无机保温砂浆的环境无影响和耐火、防火性，因而是很适合内墙保温的一种材料。如表 1 所示。该规程规定无机保温砂浆不能独立用做外墙内保温，只能配合外墙保温做外墙内保温。3.3 无机活性墙体隔热保温系统的使用范围无机活性墙体隔热保温系统的主要使用范围有：（1）夏热冬暖、夏热冬冷气候区的外墙外保温盒夏热冬暖气候的外墙内保温：（2）可应用于夏热冬冷气候区、基层墙体为保温性能良好的保温砌块类体的辅助内保温：（3）可应用于寒冷地区和严寒地区的楼梯间墙、地下室及架空层顶板等辅助保温。3.4 无机活性墙体隔热保温砂浆的性能要求GB/T26000-2010膨胀玻化微珠保温隔热砂浆只规定
15、了一种保温砂浆，未分类、无机轻集料砂浆保温系统技术规程（JGJ253-2011）按照干密度将产品分为型、II 型和 III 三种型号。无机保温砂浆的产品质量指标（1）外观质量 外观应为均匀、干燥、无结块的颗粒状混合物。（2）石棉含量 应不含石棉纤维。（3）放射性 天然放射性核素镭-266、针-232、钾-40 的放射比活度应同时满足 1Pa1.0 和 1v1.0.（4）分层度 加水后拌合物的分层度应不大于 20mm。（5）硬化后的物理学性能 建筑保温砂浆硬化后的物理学性能要求如表 2 所示。表 2 国家 JGJ253-2011 规定的无机保温砂浆硬化后的物理学性能技术要求项 目型 II 型 I
16、II 型干密度（kg/ m） 350 450 550抗压强度（MPa） 0.50 1.00 2.50拉伸粘结强度（MPa） 0.10 0.15 0.25导热系数（平均温度 25W/m.K） 0.070 0.085 0.100稠度保留率（1h）（%） 60线性收缩率（%） 0.25软化系数 0.60抗压强度损失率（%）20抗冻性能质量损失率（%） 5石棉含量 不含石棉纤维放射性能 同时满足 IRa1.0 和 Ir1.0燃烧性能 A1 级3.5 目前国内关于无机保温砂浆研究的新进展在充分认识到建筑砂浆的应用优势和其性能的同时，人们进行了一系列的改造性研究。例如，与一定数量的经过表面处理的闭孔膨胀珍珠岩掺混使用的研究。下面根据已发表的文献，总结目前
