墙体保温工程中绿色建筑材料的应用_岳增辉.pdf

Vol.33No.04（Serial No.321）FOSHAN CERAMICS1前言近年来，绿色建筑材料在墙体保温工程中得到应用普及，这对改善墙体热工性能、保护生态环境、缓解资源供需矛盾有着重要意义，也契合我国建筑业可持续发展理念。同时，部分建筑企业对绿色建筑材料应用期间，存在材料种类单一、现场施工质量可控性差等问题。因此，要加大对绿色墙体保温材料的实践研究，促使绿色材料得到更加广泛的应用，从而推动墙体保温施工体系转型升级。2绿色建筑材料概述2.1 涵义绿色建筑材料是依托清洁生产技术，选择天然原材料、施工废弃物、城市固态废弃物进行生产制造的新一代建筑材料。相比于传统建筑材料，绿色建材有着无毒无害、可再生利用、优异材料性能的特征，在材料生产制造期间仅需消耗少量的资源与能耗，并在全寿命使用周期内基本不会对周边生态环境造成污染破坏。同时，在绿色建筑材料到达使用寿命后，可以对废弃材料进行再生回用处理，或是进行无害化处置。2.2 应用价值墙体保温工程，绿色建筑材料的应用价值主要体现在节能减排、节省造价成本两方面。第一，在节能减排方面，绿色建筑材料由施工废弃物与固态垃圾进行回收后加工制成，仅需消耗少量能源，而不会消耗额外资源。在绿色建筑材料全寿命周期内，碳排放量与能源耗用量明显低于复合硅酸盐、玻璃棉、岩棉等传统墙体保温材料。第二，在节省造价成本方面，由于绿色建筑材料有着回收利用、原材料来源广泛的特征，采购价格远低于传统建筑材料，这对节省造价成本有着重要意义。同时，少数绿色建材的采购价格虽然略高于同类型传统建筑材料，但凭借其使用寿命长、具备回收利用价值的优势，仍旧可以把总体使用成本控制在较低程度，帮助建筑企业取得理想的工程经济效益。3绿色建筑材料在墙体保温工程中的具体应用3.1 玻化微珠玻化微珠适用于制备轻质干混砂浆，使用玻化微珠来替代原有膨胀珍珠岩或是聚苯颗粒等材料，将其作为砂浆骨料，所制备砂浆有着十分优异的绝热、吸音、防火性能，有效克服了膨胀珍珠岩吸水性过大、易粉化的局限性，也克服了聚苯颗粒防火性能差、高温条件形成有害气体、施工反弹大的局限性。在墙体保温工程中，玻化微珠的燃烧性为 A1 级，在 1000以下的高温条件下保持原有状态，在采取外墙内保温形式时，可选用玻化微珠作为墙体保温材料1。在使用玻化微珠材料时，需要重点关注配比控制、细部处理两项问题。第一，对于配比控制问题，正常情况下，把玻化微珠与拌合水的混合比例保持在 1:1.5 左右，如果现场环境较为特殊，如空气湿度偏高等，则提前开展砂浆试拌作业，根据样品检测结果来调整混合比例。第二，对于细部处理问题，玻化微珠保温砂浆属于柔性涂层，如果需要在砂浆层外侧铺贴瓷砖、干挂石材等装饰材料，禁止使用刚性涂层，而需要使用配套的柔性耐水腻子以及弹性涂料。3.2 可再分散性乳胶粉可再分散性乳胶粉属于一种水溶性可再分散粉末，墙体保温工程中绿色建筑材料的应用岳增辉（甘肃第七建设集团股份有限公司，兰州730000）摘 要：本文以绿色墙体保温材料作为切入点，简要叙述绿色建筑材料的涵义及应用价值，帮助建筑企业突破固有观念，提高对绿色建材的重视。并系统性阐述多种常见绿色建筑材料在墙体保温工程中的具体应用情况，结合材料应用期间的问题提出绿色建筑材料应用质量的提升策略。希望本文的研究能够为墙体保温工程中绿色建筑材料的应用提供一定的参考跟借鉴。关键词：墙体保温工程；绿色建筑材料；应用110佛 山 陶 瓷2023 年第 4 期（第 321 期）由乙烯共聚物、醋酸乙烯共聚物等成分组成，并把聚乙烯醇作为保护胶体，当粉体与水融合后，短时间内分散为乳液，具备优异的抗水性、隔热性。在墙体保温工程，可再分散性乳胶粉主要作为外墙外保温系统粘接砂浆与抹面砂浆、胶粉聚苯颗粒保温砂浆、柔性抗裂砂浆、内外墙柔性腻子等。在应用可再分散性乳胶粉时，重点关注种类选择、性能控制两项问题。第一，对于种类选择问题，常用种类包括 PVA 聚醋酸乙烯酯、EVA 醋酸乙烯酯乙烯等，根据工程现场环境条件、施工要求来选择材料种类。例如，当建筑外墙采取内保温或是夹芯保温形式时，优先使用PVA 材料，此类材料有着耐碱性、耐老化性与耐水性差的局限性，处于复杂环境容易出现保温失效情况。而在对胶粉改性砂浆的柔性、抗冲击能力有着严格要求时，则选用 EVA 材料。第二，对于性能控制问题，为避免材料性能状态发生改变，需要明确喷雾液、雾化轮转速等因素造成的具体影响，采取相应控制措施。以喷雾液为例，正常情况下，把水溶液黏度控制在 2.03.3Pa s，堆积密度控制在 450400g L-1，如果喷雾液使用不当，所制备乳胶粉容易出现结块现象2。3.3 无机活性材料无机活性材料以固化材料和耐高温材料作为原料，包括耐高温轻质骨料、天然植物蛋白纤维等，原料经过工厂化生产制备后获得墙体保温材料，属于单组分产品。施工人员在现场加水搅拌来获得保温砂浆，直接在外墙基层上均匀涂抹并静置一段时间即可，无需额外铺设网格布、涂抹抹面砂浆或是抗裂砂浆，后续直接在保温层表面铺设饰面砖或是涂料罩面。根据应用情况来看，无机活性材料具备保温隔热、防火、抗开裂、抗水、抗脱落等多项性能，可以把外墙保温施工时间缩短一半以上。在应用无机活性材料时，重点关注材料制备、分层涂抹两项问题。第一，对于材料制备问题，严格控制配合比例、搅拌时间和放置时间。正常情况下，把拌合水与无机活性材料的用量比例控制在 1:1.5，搅拌时间控制在35min，搅拌完毕后把砂浆放置 515min，等待砂浆达到最佳状态后，再行开展墙体保温作业。第二，对于分层涂抹问题，在外墙基层上分两遍涂抹无机活性保温砂浆，首遍涂抹厚度控制在 1cm 左右，要求砂浆完全覆盖墙体基层，待砂浆含水率下降至 50%后，再开展第二遍涂抹作业，把涂抹厚度控制在 12cm，把保温层表面压实整平，总体厚度控制在 3cm 以内即可。待砂浆涂抹完毕后，放置 7d 即可在表面铺贴饰面砖，放置 10d 即可施作涂料饰面层。3.4 气凝胶材料气凝胶属于无机保温材料，也是当前已知的最轻固体，孔隙率保持在 99%以上，可用于制备保温砂浆、复合保温板和气凝胶混凝土。第一，气凝胶保温砂浆是在胶粉聚苯颗粒保温砂浆制备期间添加适量气凝胶，把添加量控制在 3%左右，在保持保温砂浆抗压强度与干密度不变的情况下，可以有效降低砂浆导热系数。第二，气凝胶复合保温板是把气凝胶与蜂窝聚苯乙烯泡沫塑料、硅酸铝纤维等其他材料进行制备，获取气凝胶纤维复合保温板，此类保温材料有着成本低廉、抗析强度高、导热系数小的优势，还具备优异防火性与疏水性。第三，气凝胶混凝土是在混凝土搅拌期间把气凝胶作为填充材料，采取机械发泡方式来制备泡沫混凝土，以此来降低混凝土导热系数、体积吸水率和密度。3.5 赤泥基泡沫陶瓷赤泥基泡沫陶瓷以赤泥、泡沫陶瓷作为原材料，赤泥也被称为铝土矿矿渣，是在铝土矿石工业冶炼期间形成的粉末状固体废弃物，而泡沫陶瓷则是一种密度小、耐化学腐蚀、比表面积大、介电性能强的保温隔热材料。在赤泥基泡沫陶瓷制备环节，采取直接发泡法，选用碳化硅作为发泡剂，烧结制造赤泥基泡沫陶瓷，在外墙基层上涂抹砂浆，砂浆表面铺贴陶瓷即可。在应用赤泥基泡沫陶瓷时，重点关注烧结温度、烧结保温时间对成品材料性能造成的影响。第一，对于烧结温度，具体根据发泡剂添加量、助熔剂添加量、废渣总添加量来确定最佳烧结温度。正常情况下，把烧结温度保持在 900左右，所制备材料的抗弯强度、抗压强度较高，如果实际温度超过这一水准，烧结温度与抗弯/抗压强度成反比关系，烧结温度越高，则抗弯强度与抗压强度越低。第二，对于烧结保温时间，保温时间与材料内部气孔形成效果有着密切联系，保温时间不足会导致发泡剂无法充分发泡、难以形成气孔3。正常情况下，最佳烧结保温时间为 1h，材料气孔率可以保持在 70%上下，如果保温时间超过 1h，则会造成内部气孔相互贯通、形状不规则的后果。4绿色建筑材料应用质量的提升策略4.1 材料性能测试在现代墙体保温工程，对所使用保温材料的性能质量有着严格要求，如果使用劣质材料，则会造成外墙热工性能下降、热损失量增加、暖通空调系统能耗水平上升的后果。因此，在现场施工阶段，施工单位必须提前对111Vol.33No.04（Serial No.321）FOSHAN CERAMICS所准备保温材料的性能进行测试，对比检测结果与设计要求，禁止使用劣质材料。以赤泥基泡沫陶瓷材料为例，具体测试抗压强度、抗析强度和孔隙率。第一，在测试抗压强度时，提前制备长方体样品，放置在恒温箱内，在 110环境中干燥 4h，冷却至室温后使用万能试验机持续向样品加压，直到样品破坏，根据破坏荷载与受力面积来计算抗压强度。第二，在测试抗析强度时，提前准备样品并进行干燥处理，随后使用万能试验机开展“三点式”弯曲测试，保持0.5mm/min 速率持续向样品加压，直至样品破坏，根据破坏荷载、支点距离、样品宽度与厚度来计算抗析强度。第三，在测试孔隙率时，采取比重瓶法，把样品研碎至粉末状，干燥处理后装入比重瓶内，添加蒸馏水，摇晃比重瓶，再把瓶身放入真空干燥箱内，抽除内部空气，等待 4h后取出，继续向瓶内加水，称量瓶身重量与测量瓶内温度，根据实测数据来推算材料真密度与孔隙率4。4.2 应用复合功能保温材料在早期墙体保温工程中，把隔热保温性能作为绿色建筑材料的唯一选择依据，这虽然可以显著改善建筑外墙部位乃至整体围护结构的热工性能，但隔音等其他性能并不理想，对建筑物使用体验造成负面影响。因此，在挑选墙体保温材料时，需要优先配备具备复合功能的绿色建筑材料，具体可选用吸声泡沫玻璃、光电外墙两种材料。4.2.1吸声泡沫玻璃此类材料属于 A 级防火节能材料，同时具备保温隔热、耐热防火、吸声降噪三项使用功能，整体结构上均匀分布气孔，有着不透气、不燃烧、不变形的特点。当前主要采取粉末烧结法，在容器内投加发泡剂与玻璃微粉，在高温条件下膨胀加热，自然冷却后即可获得吸声泡沫玻璃材料。同时，在外墙保温施工期间，需要加强基层清理力度，既要清除灰尘污渍与修补明确缺陷部位，同时，也要处理基层表面分布的微孔，铲除松动部分并修补处理，再铺设吸声泡沫玻璃板。4.2.2光电外墙由内嵌光伏组件的玻璃板材取代传统的砌体外墙和混凝土现浇外墙，在建筑物使用期间，光电外墙既可以改善室内自然采光条件，还可以利用所采集太阳光辐射热量进行发电，有利于提高建筑节能系数、减少用电成本。同时，考虑到光电外墙本体的热工性能较差，还需要改进外墙构造形式，在两侧设置外叶墙体与内叶墙体，在内外墙叶间隔部位设置空气夹层，利用空气夹层来阻隔室内外热量交换传递。4.3 明确工艺做法在墙体保温施工期间，不同类型保温材料的工艺做法、操作要点存在明显差异，如果施工人员对各类型材料采取完全一致的工艺做法，则会由此引发保温层空鼓、开裂、保温失效等一系列问题出现。因此，在确定墙体保温材料类型后，施工单位需要编制专项施工方案，采取正确的工艺做法。例如，在选用玻化微珠材料时，提前把机具设备摆放就位，清理基层表面灰尘污渍，修补基层缺陷破损部位，待基层干燥后均匀涂刷界面结合剂。随后，施工人员按照配比方案来制备玻化微珠保温砂浆，把搅拌时间控制在 4min 左右，搅拌完毕后把砂浆静置 35min 后再开展刮涂作业，并在制备完毕后 2h 内使用砂浆，放置时间过长会改变砂浆性能状态。最后，在外墙基层上分层刮涂玻化微珠保温砂浆，把单层刮涂厚度控制在 1.5cm 以内，对砂浆表面进行压实整平处理，并采取搭接法在砂浆层中铺设耐碱玻化网格布，门窗洞口等易开裂部位额外刮涂抗裂砂浆，把网格布搭接长度控制在 0.1m 及以上。待保温砂浆完全固化后，在砂浆层表面均匀涂抹聚合物抹面抗裂砂浆，聚合物砂浆作为外墙保温层的罩面，罩面厚度控制在 2mm 左右。5结论综上所述，为突破传统建筑材料对墙体保温效果造成的限制，最大程度强化建筑外墙热工性能。建筑企业需要在墙体保温工程中积极使用到玻化微珠、可再分散性乳胶粉、无机活性材料、气凝胶材料、赤泥基泡沫陶瓷等新型绿色建筑材料，并落实质量控制策略，使绿色建筑材料在墙体保温工程中