改性發泡水泥保溫材料研發與產業化

胡島蜻

摘要：近年來，全國重大、特大系列火災事故造成的人員傷亡及財產損失慘重，早就引起了國務院、公安部、住建部等高度重視，有關文件精神要求在塑料泡沫外保溫中，設置防火隔離帶，并盡量采用A級防火材料，在重慶市政府的高度重視下，重慶市胡特建材有限公司研發出一種優良配方，生產出一種新型的無機保溫隔熱、吸聲隔音、防水防潮、輕質高強、A級防火建筑材料，這種材料稱之為改性發泡水泥保溫材料。筆者結合本項目以及產業化進行如下探討。

關鍵詞：改性發泡水泥保溫板：A級防火：性能特點：硅酸鹽水泥：重慶市：產業化

引言

我國所使用的保溫材料有無機和有機之分。其中，有機材料自身容易開裂、老化、強度低、燃點低、且燃燒時產生有毒氣體及粉塵污染，與建筑基層粘結力差、易空鼓、易變形、易滲透。這樣的缺點、缺陷限制了有機材料在建筑保溫領域的進一步應用，其工程質量難以保證。無機材料則是比其更為理想的保溫材料，而發泡水泥這種代表性無機保溫材料，不僅質輕強高、耐火阻燃、低彈減震、保溫隔熱、防水防潮、吸聲隔音，而具有極佳的溫度穩定性和化學穩定性、耐酸堿、耐腐蝕、無毒無害，并與建筑基層相容性好、其使用壽命比其有機材料和一般無機材料長久得多，可與建筑同壽。面對當前工程實際狀況，重慶市建委針對發泡水泥行業，頒發了《重慶市工程建設標準》。規定了生產企業節能備案條件，要求改性發泡水泥保溫行業走進規范的工廠化、成品化、板材化，有利于進一步推進建筑市場的產業化與功能化建設。

1.改性發泡水泥保溫材料的研發

1.1研發內容

主要針對發泡水泥保溫材料進行改性和替代應用，以及設備工藝方面的技術改進，目的是提高產品抗壓強度、降低產品導熱系數、減少產品吸水率，解決行業關鍵核心技術問題。

1.2技術原理及方案

發泡水泥保溫板材料是由普通硅酸鹽水泥為膠凝材料，與摻合料、輕集料、外加劑、改性劑和水制成的漿料，通過專業設備混合攪拌、經化學發泡、澆筑成型、自然養護、機械切割、塑料包裝等生產工藝流程制作的一種輕質多孔發泡水泥保溫防火板材。我們研發的改性發泡水泥保溫材料課題與普通的發泡水泥保溫材料，包括硅酸鹽水泥的性能指標相比：因產品氣孔獨立封閉、沒有串孔、沒有裂紋、孔壁光滑堅硬如陶瓷一樣堅硬，提高了產品抗壓強度、降低了產品導熱系數、減少了產品吸水率、增強了防火能力，產品質量得到了大幅度的改善和提升，

材料改性：在硅酸鹽水泥這種普通膠凝材料中添加了硅灰與粉煤灰，優化了水泥的水化性能，加快了水泥的凝結速度與強化速度，有效提高了膠凝材料的凝結性能：而聚合物乳液和纖維的添加，則是提高了新型材料的韌性與穩定性：憎水組分的添加和密閉氣孔的設計，則是提高了材料的防水性能。

1.3改性發泡水泥保溫材料的特點

基于重慶市工程建設標準（DBJ50/T-185-2014），胡特公司研制的一種新型建筑保溫防火材料——改性發泡水泥。

1.3.1設備工藝高端

全套生產設備系微電腦全程監控、自動化程度高、精準度高，規格尺寸能滿足各種建筑施工所需，改性發泡水泥材料不僅可以制成保溫板、防火板、地暖板、門芯板、裝飾板，還能制作保溫砌塊、防火隔離帶砌塊。

1.3.2具有極佳的溫度穩定性和化學穩定性

經過改性的材料及保溫系統，系純無機材料制成，耐酸堿、耐腐蝕、不開裂、不老化，塑封包裝置于室內養護28日，使制品水化充分，強度發展合適，收縮在出廠前已趨于穩定。

1.3.3保溫隔熱性能優良

經過改性的材料內部含有不計其數的細小氣孔，每一個氣孔的直徑均不超過3mm，閉孔率≥95%。這些參數使得改性發泡水泥具有熱阻大、重量輕、強度高的優點，可以有效發揮出板材的保溫隔熱效果。

1.3.4防火性能佳

改陛發泡水泥的主料為硅酸鹽水泥，是一種完全不燃的無機物，其燃燒等級為《建筑材料燃燒性能分級》中所定義的A級。

1.3.5隔音降噪效果極好

改性發泡水泥雖為多孔結構。但其內控均處于密閉狀態，形成了不計其數的獨立氣泡，可以有效吸收音波，具有降低噪音的突出優勢。

1.3.6防水防潮效果突出

在無機材料為主體的基礎上，于生產過程中添加了有機添加劑，實現了材料的改性，內孔增加了憎水性，大大避免了傳統發泡水泥所具有的滲水問題。由于其閉孔率i>95%，單位體積下的吸水比例將低于10%，故該材料可以發揮出非常優秀的防水防潮作用。

1.3.7壽命長

改性發泡水泥的主材為硅酸鹽水泥，其材質與建筑的墻體基質是相同的，兩者之間有非常好的相容性；其二、改性發泡水泥材料通過切割后的表面是蜂窩麻面。粘結力增強；其三、材料本身穩定的性能和對當地氣候的高耐受性，使得這種材料的壽命與建筑物相同。

1.4改性發泡水泥保溫材料研發結果

1.4.1研發依據

根據重慶市工程建設標準（DBJ50/T-185-2014）規定，改性發泡水泥保溫板建筑保溫系統應用技術規程分成I、II兩種類型。見表1：

1.4.2研發成果

為了提高產品質量，胡特公司在改性發泡水泥保溫材料性能方面進行了科技創新。通過設備工藝的改造，使得產品制備時間明顯縮短，大大提升了勞動生產效率：通過原材料改性和原材料替代，科學地簡化了原材料組分，不僅科學地發揮出各組分的特殊作用，也實現了能源的節約與成本的有效降低：結果使得產品在導熱系數、抗壓強度、防火保溫性能以及吸水率上都得到了優化，產品質量得到了明顯的改善和提升。見表2：

注：按每十組的平均值計算百分比。

1.4.3研發成果與地方標準相比（DBJ50/T-185-2014）

以地方標準為對比標桿，改性發泡水泥保溫材料與其對比的結果，見表3：

注：表中‘-代表性能比地方標準降低：‘+代表性能高于地方標準，由此可見胡特公司所研發的項目成果，其各項主要性能指標均優于地方標準，對提高建筑工程整體質量更有保障。

2.改性發泡水泥保溫材料的應用

根據《重慶市工程建設標準》，改性發泡水泥保溫板建筑保溫系統（DBJ50/T-185-2014）技術規程，改性發泡水泥保溫材料可廣泛適用于新建、擴建、改建工業與民用建筑物的內外墻、屋面、地面、樓地面保溫隔熱、防水防潮、防火、隔音，以及特殊的防火隔離帶工程，

因為改性發泡水泥保溫材料具有：質輕強高、耐火阻燃、低彈減震、穩定性好、保溫隔熱性能優良、防火陛能強、隔音降噪效果好、防水防潮性能突出、耐酸堿、耐腐蝕、無毒無害、成本低、施工方便，并與建筑基層相容性好，可與建筑同壽。

改性發泡水泥保溫板建筑保溫系統技術規程要求：

（1）根據本地氣候環境及材料特性規定≤36m2設置伸縮縫，規避了墻體與保溫板的熱脹冷縮問題，伸縮縫使用密封膠、密封條、護角線條、蓋口條等防止了雨水滲透現象。

（2）DBJ50/T-185-2014嚴格規定了施工要點及工藝流程、明確了主控項目及一般項目驗收標準，

（3）通過膠粘劑、界面砂漿、抹面膠漿與保溫板采取滿粘式緊密結合、使用與墻體基層大于25mm的錨固件且每平米不少于5-7顆、再用耐堿玻纖網或熱鍍鋅電焊網加固、以及支撐托架的穩固，使其保溫板與墻體粘結更加牢固、更加安全。

3.產業化發展

3.1推進產業化的原因

3.1.1經濟效益

改性發泡水泥保溫材料研發的技術成果，可以取得非常明顯的經濟效益，若企業的年生產力達到2萬立方，那么在成本降低或增加效益上，企業可以獲利85萬元左右。在本企業中實行即可獲得如此成果，若能夠在整個重慶市甚至全國范圍內推廣，那么將會獲得更高的經濟效益。

3.1.2社會效益

通過發泡水泥保溫材料的改性和替代應用以及設備改造，可以有效地提高其保溫隔熱防水性能，尤其是完全能夠達到A級的防火需要，用其制作的保溫板、防火板、地暖板、防潮板、隔音板、門芯板、裝飾板、保溫砌塊以及防火隔離帶砌塊，既可以有效地保溫隔熱、防火防潮，也具有高效的隔音作用。改性發泡水泥材料應用于建筑工程，對進一步推進建筑市場的產業化與功能化建設更具社會效益。

3.1.3生態效益

傳統的保溫材料以及普通的發泡水泥材料與其相比，改性材料不再有“三廢”被排放到環境之中。其生產所用的水量均經過嚴格計算使用，沒有廢水排放：發泡過程是在模具之中靜置發泡，不會產生廢氣；其切割制作成品所產生的固體廢棄物，通過粉碎加工后可以再次利用，杜絕了廢渣的產生：所使用的設備精確度極高，技術含量非常高端。所產生的噪音遠遠低于國家制定的標準；并且，改性發泡水泥保溫材料在生產過程中所采用的一切原材料均為無毒、無放射的環保材料，改性發泡水泥保溫材料可以說是具有無與倫比的生態效益。

3.2舉措

3.2.1推進主營業務的專業化及產業鏈的發展

為了推進改性發泡水泥保溫材料的產業化發展，應將主營業務集中于這一種新型保溫材料的研發、生產與經營以及產業鏈的發展。因此，胡特公司生產的產品不僅局限于保溫板、防火板、隔音板、防潮板、門芯板、裝飾板等板材方向。還應向其他方向發展，如地暖保溫板、保溫砌塊以及防火隔離帶砌塊等。改性發泡水泥保溫行業在重慶市委、市政府、市建委的大力推動下將其全力應用于建筑物地面、樓地面、外墻、屋面等各個工程部位，最大化地發揮出改性發泡水泥保溫材料的所有功能性及優越性。

3.2.2擴大研發生產規模

企業應基于之前生產普通發泡水泥保溫材料的生產規模，將其有計劃地擴大，力爭將生產線增加到2條，以此保證年產量至少達到4.5萬方：若條件允許，則再配套一條干混砂漿的生產線，力爭年產量達到5.0萬噸，以提高企業受益。

綜上所述，改性發泡水泥保溫材料的研發與產業化發展，符合我國建筑保溫、建筑防火發展的方向、符合我國節能減排的需要、符合我國環保事業發展的需要、符合我國工程建設質量高標準、嚴要求的需要。

4.結語

目前，改性發泡水泥保溫材料的研發已經取得了令人可喜的成果，將其用于建筑業所需可以獲得非常高的經濟、社會及生態效益。雖然仍然存在一定的問題，但是隨著產業化的推進，這些問題將會逐步被解決，改性發泡水泥保溫材料將會得到更加廣泛的應用。