一.膨脹珍珠巖在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

    1.膨脹珍珠巖坎坷經(jīng)歷

    膨脹珍珠巖是一種傳統(tǒng)的建筑保溫材料，應(yīng)用非常廣泛。膨脹珍珠巖用于建筑保溫材料在歐洲保溫材料在歐洲占珍珠巖用途的50%，在北美占60%，在日本占55%，在我國占65%。

    我國自從1964年開發(fā)膨脹珍珠巖以來，在建筑保溫方面發(fā)揮了重要作用。其使用方法可分兩類：“濕法”供應(yīng)商將袋裝混合物（石膏或水泥+膨脹珍珠巖+添加劑）提供給用戶，只需要加水即可使用。“干法”建筑材料是預(yù)制造板（不加水）。一般來講，板材有許多種（屋頂板，天花板，隔墻板和地板），板材制作需要用以下原料：聚合材料（膨脹珍珠巖就是一種輕型骨料），礦棉，石棉，玻璃棉，纖維，木材等添加劑。還有一種板材不用纖維，就像是一種“三明治”如石膏，灰漿，板材，或者很多不同層面，生產(chǎn)方法通常是將原材料混合，排干水分，壓制成帶形，切成一截一截的烘干，再進(jìn)行表面處理。我國發(fā)展使用最多的是GRC輕質(zhì)墻板，GRC蜂巢式輕質(zhì)墻板。1995年我國GRC隔墻板產(chǎn)量1000萬平方米，GRC內(nèi)保溫板產(chǎn)量為20萬平方米，而到了2000年其產(chǎn)量翻了一番。

    膨脹珍珠巖作為一種保溫材料在建筑節(jié)能上的應(yīng)用得于了廣泛使用，而珍珠巖在高溫膨脹之后形成了許多微孔，這種特性被人們用于灑類，飲料，石油，醫(yī)藥和各種液體過濾的優(yōu)質(zhì)介質(zhì)材料。由于膨脹珍珠巖吸水率較高，在墻體溫度變化時(shí)，珍珠巖因?yàn)槲�水膨脹產(chǎn)生鼓泡開裂現(xiàn)象，吸水還降低了材料的保溫性能。另外，由于珍珠巖保溫材料多出于珍珠巖與水泥結(jié)合體，就出現(xiàn)了難以解決的強(qiáng)度與導(dǎo)熱系數(shù)的矛盾。如果導(dǎo)熱系數(shù)滿足了使用要求，往往強(qiáng)度變低，反之，墻體強(qiáng)度滿足了使用要求，導(dǎo)熱系數(shù)往往變高。這給其作為建筑保溫材料帶來了致命的缺陷。這種不盡人意之處招兵買馬致了國家建筑部下文限制使用膨脹珍珠巖作為內(nèi)保溫漿料的厄運(yùn)。

    2.膨脹珍珠巖峰回路轉(zhuǎn)

    近年來，黨中央國務(wù)院高度重視發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建筑節(jié)能型社會(huì)。2004年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上，胡錦濤同志明確指出要大力發(fā)展節(jié)能省地型住宅，全面推廣和普及節(jié)能技術(shù)，制定并強(qiáng)制推行更加嚴(yán)格的節(jié)能，節(jié)材，節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)。溫家寶也指出，大力抓好能源，資源節(jié)能，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并在2005年政府工作報(bào)告中明確提出，鼓勵(lì)發(fā)展“節(jié)能省地型”住宅和公共建筑。建設(shè)部也頒發(fā)了《關(guān)節(jié)于加強(qiáng)節(jié)能工作的意見》。

    3.閉孔珍珠巖和玻化微珠

    膨脹珍珠巖雖然是一種具有保溫，防火，綠色環(huán)保的建筑材料，但是由于吸水率高，和難以保持應(yīng)有的抗震，抗裂的外墻強(qiáng)度而不能被廣泛的應(yīng)用。為了解決上述難題，我國珍珠巖行業(yè)科研人員經(jīng)過幾年的科研攻關(guān)先后研制成功了閉孔珍珠巖和玻化微珠。

    閉孔珍珠巖加工工藝是采用電爐加熱的方式，通過對(duì)珍珠巖礦砂的梯度加熱和滯空時(shí)間的精確控制，使產(chǎn)品表面溶融，氣孔封閉，內(nèi)部保持蜂窩狀結(jié)構(gòu)不變。閉孔珍珠巖克服了傳統(tǒng)膨脹珍珠巖吸水率大，強(qiáng)度低流動(dòng)性差的特點(diǎn)，延伸了膨脹珍珠巖的應(yīng)用領(lǐng)域。我國珍珠巖行業(yè)的科研人員成功的開發(fā)了電爐絲發(fā)熱的單管電爐，最終形成了規(guī)模化生產(chǎn)。

    玻化微珠，是一種無機(jī)玻璃質(zhì)礦物材料，經(jīng)過特殊的生產(chǎn)工藝加工而成，呈不規(guī)則球體狀體顆粒，內(nèi)部多孔空腔結(jié)構(gòu)，表面玻化封閉，光澤平滑，理化性能穩(wěn)定，具有質(zhì)輕，絕熱，防火，耐高低溫，抗老化，吸水率小等優(yōu)異特性，可替代粉煤灰漂珠，玻璃微珠，膨脹珍珠巖，聚苯顆粒等諸多傳統(tǒng)輕質(zhì)骨料在不同制品中的應(yīng)用。是一種環(huán)保型高性能新型無機(jī)輕質(zhì)絕熱材料。

    閉孔珍珠巖和玻化微珠不但具有珍珠巖具有重量輕，穩(wěn)定抗老化，防火，綠色環(huán)保等特點(diǎn)，又克服了一般珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)高的弊端，是最理想的外墻保溫系統(tǒng)的輕質(zhì)骨料。

    三.新型膨脹珍珠巖外墻外保溫系統(tǒng)

    我國經(jīng)過多年來對(duì)膨脹珍珠巖外墻保溫砂漿的分析和研究，我國珍珠巖行業(yè)的企業(yè)，大專院校和科研院所的科研人員在研制成功閉孔珍珠巖和玻化微珠的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了一種新型珍珠巖外墻外保溫系統(tǒng)，并在北京，上海，武漢等地用于建筑工程。新型膨脹珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)是由與基礎(chǔ)墻體相粘接的保溫界面層，珍珠巖骨料層，表面抗裂層組成的復(fù)合保溫系統(tǒng)。

粘接保溫界面層漿料采用無機(jī)材料和有機(jī)添加劑合成，用噴槍在基礎(chǔ)墻體上噴涂1cm，和基礎(chǔ)墻體形成一體。同時(shí)粘接保溫界面具有一定的彈性，以保持與基礎(chǔ)墻體的穩(wěn)定性。中間珍珠巖骨料層由閉孔珍珠巖或玻化微珠與無機(jī)材料和有機(jī)添加劑合成，由人工披涂在中間層，最后，可有用噴槍涂外層抗裂層。

    新型珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

    根據(jù)建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》基本規(guī)定內(nèi)容要求七項(xiàng)要求，由于新型珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)形成，保溫系統(tǒng)與基礎(chǔ)墻體形成一體，首先是保溫界面層，此層采用了無機(jī)材料與有機(jī)添加劑，具有較高的附著力，粘合力和柔韌性，能夠適合基礎(chǔ)墻體內(nèi)應(yīng)力的運(yùn)動(dòng)，分散了因地震引起的變化。由于保溫系統(tǒng)和基礎(chǔ)墻體形成一體，基本避免了因內(nèi)外溫差變化或因起鼓開裂引起水蒸汽在基礎(chǔ)墻體和保溫界面層之間結(jié)露產(chǎn)生的發(fā)霉?jié)B水變質(zhì)，造成保溫系統(tǒng)脫落傷人等嚴(yán)重事故。由于基礎(chǔ)墻體與保溫界面層的一致性，提高了外墻外保溫系統(tǒng)的抗風(fēng)能力，減少了大風(fēng)對(duì)高層建筑外墻外保溫系統(tǒng)的破壞。

    由于珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)使用了無機(jī)復(fù)合材料和有機(jī)添加劑為漿料載體，其本身有一定的彈性成分，加上釉化后的閉孔珍珠巖或玻化微珠不僅有一定的強(qiáng)度，而且又有一定的柔韌性，因此不會(huì)出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象和空鼓現(xiàn)象。

    由于閉孔珍珠巖和玻化微珠是在傳統(tǒng)膨脹珍珠巖基礎(chǔ)上進(jìn)行了物理釉化，降低了導(dǎo)熱系數(shù)，以及在外墻保溫系統(tǒng)中采用了低密度無機(jī)材料和有機(jī)添加劑，避免了增加導(dǎo)熱系數(shù)的因素，因此，提高了新型珍珠巖保溫系統(tǒng)的保溫性能。閉孔珍珠巖和玻化微珠容重輕，吸水率低，不易粉化，在料漿攪拌中體積收失率小。由于閉孔珍珠巖和玻化微珠物理性能穩(wěn)定，避免了如聚苯顆粒等有機(jī)材料在高溫下產(chǎn)生有害氣體和抗老化耐候性差，施工中反彈性大等缺陷。所以新型珍珠巖骨料層保溫性能好，穩(wěn)定性強(qiáng)。

    由于珍珠巖骨料是經(jīng)過1200攝氏度高溫膨脹形成，所以具有天然的防火性能，不需要添加任何防火劑就可以保證了高層建筑外保溫層的安全性。

    膨脹珍珠巖是酸性火山玻璃質(zhì)溶巖，它具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特征，無毒，無味，是天然的綠色環(huán)保材料。膨脹珍珠巖的物理性能穩(wěn)定，即便是在高溫環(huán)境下也不會(huì)排放出有害氣體，不會(huì)出現(xiàn)老化及耐候性差的問題，不會(huì)對(duì)城市空氣造成污染，符合兩共對(duì)家居環(huán)保的要求，也符合綠色消費(fèi)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

    黨的十六大就提出了全面建設(shè)小康社會(huì)，加快我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)程。建筑業(yè)發(fā)展正處于鼎盛時(shí)期，目前每年新增建筑面積在二十億平方米，給建筑節(jié)能提出了重大課題。因此，新型珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)項(xiàng)目不僅具有重大經(jīng)濟(jì)意義，而且具有重大社會(huì)效益。

    2.我國建筑保溫材料應(yīng)用現(xiàn)狀

    外墻墻體保溫隔熱在建筑節(jié)能中占有重大比重。國外的外墻保溫工程最早出現(xiàn)在歐洲，至今已有35年以上的歷史，使用最多的發(fā)泡聚苯板薄板抹面外保溫系統(tǒng)，其應(yīng)用的技術(shù)還有玻璃棉外保溫系統(tǒng)，巖棉外保溫系統(tǒng)，聚氨酯外保溫系統(tǒng)和珍珠巖保溫系統(tǒng)。

    我在國上世紀(jì)80年代中期就開始研究外保溫技術(shù)，并進(jìn)行了工程試點(diǎn)。國內(nèi)的企業(yè)，研究單位首先通過改良工業(yè)窯爐，管道保溫技術(shù)用于建筑節(jié)能。這方面的技術(shù)有珍珠巖，復(fù)合硅酸鹽，管道保溫技術(shù)用于建筑物節(jié)能。這方面的技術(shù)有珍珠巖，復(fù)合硅酸鹽，海泡石或有機(jī)硅復(fù)合的各種外墻保溫砂漿，并于90年代開始應(yīng)用于北方寒冷地區(qū)的節(jié)能建筑。

    隨著對(duì)國外技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，我國也開始使用如發(fā)泡聚苯板薄板抹面外保溫技術(shù)，機(jī)械固定聚苯板鋼絲網(wǎng)架外墻保溫技術(shù)，膠粉發(fā)泡聚苯顆粒外保溫技術(shù)和聚氨氨酸高效外保溫材料。經(jīng)過這么多年的實(shí)踐，取得了很大成績(jī)，但是也出現(xiàn)了不少問題。隨著我國建筑節(jié)能指標(biāo)65%的要求，這對(duì)外墻保溫技術(shù)提出了相當(dāng)高的要求。對(duì)于建筑材料行業(yè)也是一個(gè)重大的課題和機(jī)遇。

    合格的外墻保溫系統(tǒng)應(yīng)該具有以下條件：

    能適應(yīng)基層的正常形變而不產(chǎn)生裂縫或空鼓

    能夠長期隨自重而不產(chǎn)生有害的形變

    能夠隨風(fēng)荷載的作用而不產(chǎn)生破壞

    能夠耐受室外氣候的長期反復(fù)作用而不產(chǎn)生破壞

    在遇到地震發(fā)生時(shí)不應(yīng)從基層上脫落

    高層建筑外墻外保溫工程應(yīng)該采取防火構(gòu)造措施

    應(yīng)該具有防水滲透性能