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1、防火型轻质复合保温砂浆生产及应用技术摘 要：采用 HYM-6功能树脂型可分散胶粉、优质水泥作为胶凝材料，利用膨胀珍珠岩、粉煤灰等轻质保温材料，生产防火型轻质复合保温砂浆，可以有效解决建筑用保温材料制造与使用过程中的资源、能耗、环保、成本、质量与防火等诸多难题。本文对相关材料与应用技术进行探讨。关键词：防火材料；保温材料；建筑保温；保温技术前 言因 EPS、XPS、XPU 等易燃有机保温材料在建筑保温工程大量使用后，不断引发多起重特大火灾，产生严重的环境污染，造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失，因此，国家对建筑用保温材料的防火等级进行了严格的规定，要求达到 A 级，这已经表明，保温材料将向无机材
2、料方向发展。由于以前我国对大量使用 EPS、XPS、XPU 等易燃有机材料的防火安全性、资源消耗、环境灾害、健康危害等问题上认识不足，听一些外国公司的鼓吹，草率地强制性推广。这些材料的大量使用，其危害性很大，不仅仅是易燃、防火安全问题，最严重的危害是对健康和环境，不久的将来，会有大量废弃的 EPS、XPS、XPU 发泡材料出现，我们将面临灾难性、无休止的“白色污染”。因此，无论 EPS、XPS、XPU 能否真正达到阻燃、不燃要求，都应当严格限制、直至彻底淘汰。我们应当认真吸取教训、 转变观念， 重新审视墙体保温材料、 建筑节能体系， 应从人为因素、环境因素、建筑设计、材料体系等全方位考虑建筑能
3、耗问题，不能依赖单一的墙体保温来达到65 %建筑节能目标，要合理利用现有资源，因地制宜，遵循客观自然规律，理论与实际结合，科学地发展我国节能降耗事业。一、主要原材料介绍1. HYM-6、HYM-5功能树脂型可分散胶粉该产品是由北京环益美高分子聚合物研究所的研究人员以可再生的天然高分子材料为主要原料，采用多种高分子材料经过洗涤，在一定温度条件下接枝共聚，再进行干燥、粉末化的一种系列化多功能树脂型可分散胶粉新产品（共有21种类） 。产品生产过程不用水、不用热源、能耗小、无“三废”排放，是低碳、无碳产品该产品可以与水泥、粘土、石灰、石膏、矿渣、火山灰、粉煤灰等无机矿物材料中的活性物质起凝胶反应，生成
4、新的凝胶物质，可单独使用，也可与合成树脂乳液、乳胶粉、聚乙烯醇、HPMC、CMC 等共聚、产生胶联反应，广泛应用于防火材料、防水材料、防腐材料、胶粘材料、聚合物砂浆、内外墙腻子、内外墙乳胶漆、无机矿物涂料、干粉涂料等。该胶能在040 温度环境中成膜，其膜为网状结构，离子型、正电荷，性能十分稳定，应用范围也很广泛。（1）主要技术指标（供参考） ：检测项目标准要求（合格品）测试结果产品外观白色或浅黄色粉末状白色或浅黄色粉末状粘度（232 ）/pa.S 1.0 4.3180剥离强度/（N/25 mm） 10 13低温稳定性（0 ，24 h)（粉水=19，制成胶液）部分凝胶化， 室温下恢复到流动状态呈
5、流动状态（2）性能与作用：与水泥、粉煤灰等发生胶凝反应，生成新的凝胶体，其粘附能力强于乳胶粉及其它类型的树脂胶粉，粘度较大，和易性好，可增加颗粒类保温浆料与墙基层的粘附力，有较强的可持续性的保持和平衡水气能力（其保持水分能力是强于 HPMC） ，并能保持保温砂浆的后期粘结强度的稳定和不断增长其强度；能平衡保温砂浆中的水气含量， 防止渗漏水和墙体水气聚集、结露，可有效控制和降低水泥的干缩性，增加保温砂浆的塑性，防止保温砂浆保温层出现龟裂、空鼓、脱落。产品在国内外市场有十多年的科研、生产、销售与工程应用的成功经验，卓越的品质和良好的企业信誉，受到中外客商好评。（3）适用范围：聚苯颗粒保温浆料、玻化
6、微珠保温浆料、复合型高效保温浆料、膨胀珍珠岩保温浆料、钢结构防火隔温层、沙浆王等。HYM-6功能树脂型可分散胶粉在本配方中与普通硅酸盐水泥产生凝胶反应，主要起增粘、增稠、保水、防裂作用，可有效提高保温砂浆的初粘强度、后期强度及其系统的稳定性。2. 水泥（1）水泥主要的矿物成分及相关标准水泥的矿物成分主要是水泥产品中含有烧结熟料的量比， 要求聚合物砂浆所用水泥型号品种为42.5PO 或42.5POR 普通硅酸盐水泥，水泥产品中含有烧结熟料矿物成分不得低于85 %，粉煤灰、矿渣等类矿物成分不得高于15 %，烧失量不得大于5 %，细度：用边长为80 m方孔筛筛余量不得超过10 %，初凝不得早于45
7、min，终凝不得迟于10 h。（引注：GB 175-1999普通硅酸盐水泥产品的国家标准规定：水泥中掺混合材料量是按水泥质量的百分比计算的。当掺活性混合材料时，不得超过15 %。其中允许用不超过5 %的窑灰或不超过10的非活性混合材料来代替。当掺非活性混合材料时，不得超过10 %） 。（2）普通硅酸盐水泥主要矿物组成及其含量:化合物名称氧化物成分缩写符号含量/%硅酸三钙3CaOSiO2C3S4467硅酸二钙2CaOSiO2C2S1830铝酸三钙3CaOAl2O3C3A512铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018（3）根据普通硅酸盐的水泥材性及工程实践经验，宜使用产出时间1512
8、0天，普通硅酸盐水泥为最佳。普通硅酸盐水泥在本配方中作为主要胶凝材料，它的特点是，粘结能力强、性能稳定、抗老化等，是高效复合型保温砂浆重要的胶凝材料。普通硅酸盐水泥与 HYM-6功能树脂型可分散胶粉形成凝胶反应、生成新的凝胶体后，可以渗入到膨胀珍珠岩浅表毛孔内，将膨胀珍珠岩完全包裹，在膨胀珍珠岩颗粒表面形成保护层，防止膨胀珍珠岩破碎，增加保温层强度，防止水分大量渗入，保持系统的保温隔热效率及系统的稳定性。3. 粉煤灰（1）粉煤灰的化学成分粉煤灰的化学成分主要有二氧化硅、氧化铝、三氧化铁、氧化钙和三氧化硫等，粉煤灰中硅含量最高，铁含量相对较低，此外还有未燃尽的炭粒、CaO 和少量的 MgO、Na
9、2O、K2O、SO3等。粉煤灰中的 SiO2、Al2O3对粉煤灰的火山灰性质贡献很大，Al2O3对降低粉煤灰的熔点有利，使其易于形成玻璃微珠，均为资源化的有益成分。（2）粉煤灰的颗粒组成按照粉煤灰颗粒形貌，可将粉煤灰颗粒分为：玻璃微珠、海绵状玻璃体（包括颗粒较小、 较密实、孔隙小的玻璃体和颗粒较大、疏松多孔的玻璃体） 、炭粒。粉煤灰中含有约20 %的玻璃微珠（也称“漂珠”） 。（3）粉煤灰的作用在本配方中粉煤灰作为轻质活性骨料、保温材料，与 HYM-6功能树脂型可分散胶粉、普通硅酸盐水泥共同生成新的凝胶物， 这种新的凝胶物可以渗入膨胀珍珠岩颗粒浅表空腔毛细孔内，对膨胀珍珠岩颗粒进行包覆，连接各
10、颗粒形成强度较高、比较致密的、稳定性很好的保温隔热层，可有效提高膨胀珍珠岩的抗压强度、耐水性、并降低其吸水性。粉煤灰中未燃尽的炭粒，其吸水性大，强度低，易风化，因此应选择含碳量低、颗粒较细的粉煤灰。4. 聚丙烯短纤维（1）聚丙烯短纤维的性能与作用聚丙烯短纤维是采用防静电、 抗老化、 表面处理等特殊技术和工艺， 由聚丙烯粒料加入母料，聚合、纺丝、绕卷、牵伸、切割而成的短切纤维，可有效提高保温砂浆及抗裂砂浆初期抗开裂性、增加抗拉强度，防止保温砂浆干缩过程而产生的裂纹、裂缝。（2）聚丙烯短纤维主要技术性能：序 号项 目技术参数1直径/m18502断裂强度/mpa 4003初始模量/Gpa 3.54熔
11、点/约1605耐酸性极高6耐碱性极高7抗低温性好8长度/mm3、5、6、9、10、12、16、18、209密度/（gcm3）0.9110断裂伸长率/%153511燃点/约58012安全性无毒、无剌激13导热性极低14磁 性无（3）聚丙烯短纤维的应用聚丙烯短纤维主要分为 O 型和 Y 型两种。Y 型丝较粗，容易在砂浆中分散，但在砂浆中的分布密度不如 O 型，因此，Y 型丝的抗拉与防裂效果也不及 O 型的好。聚丙烯短纤维丝的断裂强度、直径和丝的长度决定它在保温砂浆中的作用效果，因此，建议本配方中使用 O 型，直径20 m 左右、断裂强度 400 mpa 的优质聚丙烯短纤维。有的不良生产厂家在加工过
12、程中， 将油类或水类物质掺入聚丙烯短纤维拌和， 以增加产品重量，达到低价销售的目的。掺假后，不仅会大大降低聚丙烯短纤维性能和品质，还会明显损害砂浆的粘结强度和稳定性，应引起行业关注。5. 羟丙基甲基纤维素醚（1）羟丙基甲基纤维素醚性能与作用丙基甲基纤维素醚（简称 HPMC） ，是以精质棉为主要原材料、以大量烧碱、氯丙烷等化学品加工、粉碎而成的一种浅白色、干粉状产品，具有粘稠度好、粘结强度低的特性， 在砂浆中适当添加，可以增加和易性，改善工作性能，如过量添加，会明显降低砂浆的初粘强度。（2）羟丙基甲基纤维素醚的主要技术参数：序 号项 目技术参数1甲氧基/%18302羟丙氧基/%4303凝胶温度/
13、53904水份 wt/% 55灰份 wt/% 106pH 值（1 %水溶液，25 ）587粘度/mpa.s1000002000008细度/目80100（3）羟丙基甲基纤维素醚的生产与应用本配方中建议使用100000-200000粘度的羟丙基甲基纤维素醚。由于羟丙基甲基纤维素醚的生产过程，要消耗大量的化学品、水等，特别是化学强碱、强酸物质，产品的醚化和酸碱中和过程中，要产生大量高浓度污水，对厂区周边环境造成严重污染，将污染物折成干物质计算，几乎每生产一吨羟丙基甲基纤维素醚产品，就要排放一吨以上的废弃的盐类等物质。由于严重污染环境原因，国外对其生产有相当严格的限制。因此，应尽量减少羟丙基甲基纤维素
14、醚的使用，改用一些其它具有保水性能，更环保、更经济的产品。6. 膨胀珍珠岩与闭孔玻化微珠从材性上讲，闭孔玻化微珠的保温性能、筒压强度等要略优于膨胀珍珠岩，但实际上膨胀珍珠岩与闭孔珍珠岩所用的原材料基本是一样的，只是在加工和烧结温度上不一样而已，所以，两者间的材性差异并不太大。膨胀珍珠岩作为传统轻质保温材料，广泛应用于建筑、管道、金属冶炼等行业作为保温绝热材料已有数十年历史，与闭孔玻化微珠相比，具有能耗低、生产容易、投资少、运输半径小、采购容易等优点。 膨胀珍珠岩只需约800 可以烧结而成， 而闭孔玻化微珠需要在高达1300的高温条件下烧结而成， 需要直接消耗的大量电能， 其高能耗与做建筑节能降
15、耗的理念不相称。玻化微珠的玻壳是在高温热气膨胀下产生的不规则气泡，冷却后形成类似玻璃状， 但壳很薄、易碎、易粉化、强度低、而且吸水量也很大。国家要求节能降耗、提倡低碳、环保，如果闭孔玻化微珠在全国大量使用，势必会因此而增加大量的能耗。因此，从资源与环保角度，应加以适当限制，不宜将闭孔玻化微珠这种高能耗产品进行大量推广使用。采用膨胀珍珠岩与粉煤灰、海泡石、工业炉渣、农作物秸杆、废弃聚苯颗粒、甚至是经过无害化处理的轻质建筑垃圾等，添加优质水泥、功能树脂型可分散胶粉等胶凝材料，生产复合型保温浆料，具有节约资源、保护环境的意义和经济实用价值。（1）资源丰富，来源广泛，可有效利用一些工农业废弃材料，就地
16、取材，符合低碳、环保要求。（2）可以作为内外墙体保温材料，也可取代普通砂浆作为墙面抹灰找平材料，一举两得。（3）这种无机复合保温浆料，具有透气、调湿能力，墙体不会结露，用技术手段对膨胀珍珠岩颗粒浅表进行改进，使其吸水性大大降低，甚至憎水，能够满足建筑物的防渗漏和防火要求。（4） 可以内墙、 外墙结合的办法。 北方寒冷地区， 北墙阴面的内墙抹3 cm 厚度、 外墙抹5 cm厚度，朝阳墙面外墙抹34 cm；南方地区，外墙朝阳的墙面抹3 cm 厚度，阴面墙抹2 cm厚度，阴面墙也可不做保温。（5）性能稳定、经济实用，其生产、使用过程，能耗低、污染小，材料寿命终止后，可以循环利用，可以与墙体自保温系统配合使用，满足建筑节能65 %以上的要求。从材性上， 膨胀珍珠岩是传统意义上的保温隔热优质材料， 它的保温隔热性能是不容置疑的。有人说其吸水性强，吸水后会影响到保温性能和系统质量的稳定，笔者觉得，这些论点是典型 “闭门造车”的结论，这些论点是十分片面的！笔者要问：老祖宗把吸水性很强、且很容易腐烂的茅草、稻
