轻质无机复合保温砂浆的研究开发应用

轻质无机复合保温砂浆的研究开发应用

（北京建筑材料科学研究总院杨飞华１０００４１）

［摘要］：新型建筑节能保温材料发展方向为多功能、高强度和轻质节能保温材料，

即无毒、低烟、难燃、环保型保温材料，无机复合保温砂浆具隔热、保温、防水、调

温、调湿、降噪、吸声等多功能型保温材料，而且生产工艺简单合理、设备投资少，易于实现产业化，能产生良好的经济效益和社会效益。［关键词］：轻质无机保温砂浆研究开发

１．前言

建筑行业每年平均以２０亿Ｉｌｌ２左右的速度发展，既有的４００多亿ｍ２的建筑当中，真正达到节能标准的却不到１０％，仅建筑业的耗能量，已经占到全社会终端耗能量的２７％。

随着来自化石燃料的碳排放量的不断增多，近年来全球气候变幻无常、水土流失严重、温室效应明显、耕地沙化蔓延、生存环境日益恶化，严重威胁着全人类的生存与发展。

建筑节能近些年来一直是我国建筑业共同的热点问题，随着市场的需求，从而涌现出了许多种类型的墙体保温材料。每种材料各有其优缺点，而我国又是一个幅员辽阔的大国，不同的地区气候特点也不一样，南方围护结构节能技术与北方就具有明显的

差别。因此，一种单一材料难发满足不同气候条件地区的具体需求。随着节能保温技术

水平的提高，在实现资源、环境、经济可持续发展战略和改善生态环境与居住环境的指导思想下，建筑节能保温的领域也从简单的热工管道保温，特殊建筑墙体的保温，发展

到一般建筑和普通民用住宅的节能保温。全社会上上下下都高度重视建筑节能、新能源

和环保技术的研发与应用，建筑节能产业现已拥有较为完整的产业体系和较强的科研、生产、营销、设计与咨询、综合服务的实力。但是我国建筑节能产业与发达国家相比还

存在一定差距：节能潜力仍较大；节能减排任务面临严峻挑战。作为促进能源与经济、

环境协调发展的新兴产业，建筑节能产业肩负着建设资源节约型、环境友好型、低碳经济型社会，实现资源能源可持续利用、保持生态环境良性循环的重任。２．建筑节能保温材料类型的划分及性能比较

目前，建筑节能保温的保温形式虽然只有屋面保温、外墙外保温和外墙内保温三

种，但建筑节能保温材料的种类较多。按材料的性质划分，节能保温材料概分为四大类，即无机质保温材料、有机质保温材料、有机一无机复合型保温材料和金属类保温材料。

从节能保温机理来划分，节能保温材料又分为：多孔轻质型保温材料、高光热反射型保温材料。从结构上划分，均质单一结构节能材料及复合复结构保温材料。从材料性状上

划分，又可分为型材类和浆料类保温材料两种。从材料的生成方式上可分为人工合成型保温材料和天然保温材料。

有机质保温材料主要包括聚氨酯，聚苯乙烯泡沫，聚合酚醛树酯泡沫和橡塑泡沫

材料等。该类材料依据其独特的低导热性，轻质，憎水型强而得到广泛的应用。然而由

于该类材料的易燃性，特别是燃烟系数大，毒性大，对环境有显著、直接的和潜在严重的污染性而在应用领域和应用等级上受到极大的限制。

１７２无机质节能保温材料，该类材料又包括：①松散纤维及其制品。如岩棉、玻璃纤

维棉及制品。②松散粉粒状保温材料，如膨胀珍珠岩、玻化微珠、膨胀蛭石和轻质硅酸

钙。③混合型：该类材料主要是将松散纤维和多孔颗粒状物混合制成的轻质无机复合保

温材料。同有机节能保温材料相比，无机质节能保温材料防火、阻燃性强，多为不燃物，且无毒性，安全系数高。但热阻值较高，一般介于０．０４５—０．０７ｗ／ｍ・ｋ。

轻质无机复合保温材料类克服了无机质的低热阻，克服了有机质的低强度、易燃性，是一类市场前景良好的新型保温材料。

轻质无机复合保温砂浆其主要特性：

１）轻质无机复合保温砂浆属无机环保产品。它的耐老化年限远远高于其他有机材料。其中的主要原料是由纯天然无机矿砂经高温烧制出来的、无污染、无放射，

产品可回收利用，绿色环保。

２）轻质无机复合保温砂浆防火性能优越，与其他材料（特别是有机材料）相比，它的特性是燃烧性能能达到Ａ级。３）轻质无机复合保温砂浆抗裂性能良好，体系中所采用的聚丙烯纤维均匀乱向的

分布在整个砂浆中，很好的解决了单向应力所带来的开裂问题。

４）轻质无机复合保温砂浆耐久性强，与现有各类墙体具有良好的相容性，整体粘

贴牢固且无任何孑Ｌ洞，避免了负风压等恶劣环境所带来的严重后果，与主墙体的寿命相匹配，牢固耐久。

板材保温体系的优劣性能：１）环保性能一般：板材的生产多为有机材料所加工而成，在环保方面讲，正规

的大型企业也只能是基本做到达到国家标准，而且产品性能良莠不齐。

２）防火性能差：从防火性能上讲，最高级限也只能做到阻燃，不可能做到不燃。而过去太多的教训告诉我们，所为阻燃产品真正遇大的明火之后，反而燃烧的

更加凶猛，无法扑救。而且燃烧时释放出大量的苯毒气，严重威胁人的生命。

３）保温性能较好：从保温性能来看，板材具有很好的保温性能，因其容重轻，

导热系数小，因此保温性能优越，但隔热性能不是很理想。另外，板材保温的

现实操作中规格大多为６００ｍｍＸ９００ｍｍ或９００ｍｍＸ１２００ｍｍ的板块，且每平米还

须打入５～８个螺栓，因此在这些接缝及孔洞中，易行成冷热桥。说其隔热性能差，是因为对高温的耐力很低，如遇过高温度时它极易变形或溶化。

４）抗裂性能一般：从抗裂性能看，因其接缝太多，加之现在许多工程只顾一味

追求低价格，恶性竞争。使市场上产品质量参差不齐，保温墙体普遍开裂现象，整个保温体系的保温质量下降。

５）耐久性能差：板材施工多数采用点框方法粘贴，粘贴面大多在５０％左右，

板材属有机材料，自身的耐老化性能也很差。而就目前市场情况来看，该类产

品安全隐患较大。

６）适应范围局限性大：因其属于板材块状，所以在异型部位的施工难度大。

７）综合性价比一般：安全隐患较大，操作程序复杂，工程质量难以控制，综合

造价高。３．轻质无机复合保温砂浆的研制

１７３同国外节能保温材料相比，除了少些特种的保温材料之外，我国在建筑节能保温

材料类型上与国外相差无比，但是在材料质量上，在材料生产制作方面，特别是完整配

套性施工技术和规范要求上相距较大。防火阻燃是保证人民生命安全的一个重要方面，已为人们广泛认同，轻质无机复

合保温砂浆是利用多种非金属矿物材料和有机物料经特定工艺制作而成的新型保温材料。该种复合材料有效的克服了各单相原材料的粉尘大、热阻值低、施工难等缺点。材料既保留了某些特种原材料优异的隔热性能，同时加工过程采用特殊工艺可以进一步提高隔热保温效果。该复合保温材料干燥成型后为一种具封闭的微孔网状结构白色固体，

并具有容重轻，无石棉、无污染、无气味、无毒、不燃烧，一定的弹性，不开裂、不粉

化、不起泡、不脱落、保温隔热效果显著，自呼吸功能性强等特点。该产品的各项技术指标见下表，不仅达到或超过国家颁布的建筑保温砂浆标准（ＧＢ／Ｔ２０４７３－２００６）中Ｉ

型要求，该材料施工简易方便，可涂抹或喷涂，与多种罩面层材料相容配合性强，为新一代的低碳型绿色环保节能墙体材料。

表轻质无机复合保温砂浆技术指标

标准指标名称单位检测值Ｉ型ＩＩ型

干表观密度Ｋｇ／ｍ３２４０’３００３０１’４００２８０导热系数Ｗ／ｍ・ｋ常温≤０．０７≤０．０８５０．０６８抗压强度ＭＰａ≥０．２≥Ｏ．４０．４５压剪粘结强度ＭＰａ≥Ｏ．０５０．１２燃烧性能级别Ａ级Ａ级

软化系数≥０．５０．７２线性收缩率％≤０．３０．１４．轻质无机复合保温砂浆生产工艺

轻质无机复合保温砂浆的生产工艺如下：区五习口函困压蚕口区困区困…匦困

ｌ上土、Ｌ上土１｜—————丁————一

臣圃Ｅ困

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［互玉］

轻质无机复合保温砂浆生产线工艺流程示意图

１７４５．轻质无机保温砂浆主要特性

（１）本产品采用轻质骨料为主要原材料制备轻质无机复合保温砂浆，生产原料均为无毒、无味、无污染的材料，具有原材料来源广泛、技术先进、工艺合理等特点。

（２）研制的轻质无机复合保温砂浆，导热系数较低，抗压强度适中，容重轻，适用于

各种墙面保温、锅炉管道隔热保温等，当用于墙体保温时，占用室内空间小，增加居住面积，与其它同类型的保温产品相比，温度变化对其保温性能基本没有影响，因而保温

效果好。（３）轻质无机复合保温砂浆系不燃产品，具有良好的阻燃性能，即使是高温燃烧时，

也不产生烟雾。

（４）轻质无机复合保温砂浆可再回收利用，生产、施工过程中对周围环境不会产生任

何污染。（５）轻质无机复合保温砂浆施工工艺简单方便、粘结牢固、综合造价低，为绿色环保

产品。

（６）轻质无机复合保温砂浆、基层及罩面材料都为同体系材料，材质相似，性能相近，

相互之间粘结牢固，不会出现分层或空鼓现象。（７）本产品具有吸音、隔热、调湿、自呼吸功能强的特性。

（８）轻质无机复合保温砂浆生产工艺简单合理、设备投资少，易于实现产业化。６．结论

基于我国建筑结构形式，从改善生态环境、居住环境和居住质量方面来考虑，认为未来的新型建筑节能保温材料设计、研究应考虑以下内容：

・无毒、低烟、难燃、环保型保温材料

●轻质无机复合节能保温材料

・新型的外墙外保温材料・光、热强反射型新材料

・相变储能节能保温材料

・具隔热、保温、防水、调光、调湿、降噪、吸声等多功能型保温材料・有机高分子绝热保温材料的改性如：聚合酚醛树酯泡沫推文广和应用因此，当

前与今后发展建筑节能必须满足如下几个条件：

・建筑节能必须保证安全环保的前提原则；・建筑节能必须重视节能材料的综合性能：

・建筑节能应用体系必须科学规范化；

・建筑节能必须规范市场环境：

・建筑节能必须提供适应我国国情的技术标准。

轻质无机复合保温砂浆基于以轻质集料为主要原料，配以胶凝材料，以及各种化

学添加剂混合而成干粉材料，生产工艺简单合理，更容易实现产业，而且具有较好的施

工性能及保温效果。主要比较适用于夏热冬冷，夏热冬暖地区的外墙外保温以及外墙内保温工程。

轻质无机复合保温砂浆所用的原材料为我国常用生产材料，性能优良、施工方便、

价格低廉，市场前景看好，能产生良好的经济效益和社会效益。

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