无机保温砂浆的现状与发展

肖 波，周立民

（重庆林鸥监理咨询有限公司， 重庆 400045）

无机保温砂浆的现状与发展

肖 波，周立民

（重庆林鸥监理咨询有限公司， 重庆 400045）

摘 要：建筑节能是缓解能源紧张、实施可持续发展的一项重要举措。无机保温砂浆作为一种新型外墙保温材料，与传统有机保温材料相比具有防火阻燃性好、强度高、耐久性优良、不易空鼓开裂等优点，是保温材料的发展新方向。简述了无机保温砂浆的保温机理，介绍了无机保温砂浆的特点和分类，分析探讨了无机保温砂浆在建筑节能中的应用以及在应用中存在的问题，展望了无机保温砂浆的发展前景。

关键词：建筑节能；外墙保温；无机保温砂浆；玻化微珠

0 引 言

近年来，建筑节能作为一种国际潮流的蓬勃兴起，已经成为人们共同关心的热点问题。在我国，随着经济的快速发展、房屋建筑规模的扩大、城市化水平的不断加快和人民生活水平的逐步提高，建筑已经成为我国的能耗大户。目前，在我国既有的 400 多亿 m2的城乡建筑中，只有 3.6 亿 m2房子是节能建筑，99％ 为高耗能建筑。新建房屋建筑中，95％以上仍是高能耗建筑。据统计，在建筑的热损失中，通过外墙的热损失占建筑总热损失的 30％ 左右。建筑节能成为我国现阶段的热点问题，建筑节能的主要途径是采用保温隔热材料，因此保温砂浆的研究也受到越来越多人的关注。

保温砂浆按其化学组成的不同，分为有机保温砂浆和无机保温砂浆。有机保温砂浆即胶粉聚苯颗粒(EPS)保温砂浆，虽保温隔热性能良好，但存在易开裂、空鼓、防火性能差、抗老化耐候性差、抗负风压差等弊端。因此该项技术在一些地区已被禁用。无机保温砂浆作为一种新型的保温材料，以其独特的优越性能，能够很好地解决上述问题。

1 无机保温砂浆概述

目前，国内外的建筑保温隔热材料按照其原理可分为反射型、辐射型和阻隔型。反射型保温隔热是利用热反射原理降低建筑物表面及内部的温度；辐射型保温隔热将建筑物吸收的太阳光能(紫外光、可见光、近红外光能)通过辐射的形式发射到空气中，从而起到良好的隔热作用；阻隔型保温隔热是通过对热传导的阻抗来阻碍热量的传递，即使用一定厚度的低导热系数的材料维持高热阻，从而达到保温隔热效果。目前我国建筑中应用最为广泛的是阻隔型保温隔热材料。无机保温砂浆就是一种阻隔型保温隔热材料。

无机保温砂浆是指以无机轻骨料、胶凝材料、外加剂和填料等混合制成的用于建筑物保温隔热的干粉料，使用时加水拌制成浆料并施抹于基层工作面，硬化后形成保温层。无机保温轻骨料多为多孔结构，在砂浆中由于自身封闭或胶凝材料对其包裹封闭，空气在空隙中很难产生对流。大量的多孔轻质骨料均布在无机保温砂浆内，对热传导有很大的阻挡作用，从而起到了保温隔热的效果。无机保温砂浆具有强度高、防火阻燃性能好、与主体结构使用寿命同步、适用范围广(既可以做外墙外保温，也可以做外墙内保温)等优点。

2 无机保温砂浆的特点

就目前市场应用来看，无机保温砂浆主要用于外墙保温系统中。外墙保温系统中常用的保温材料包括：发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS 板)、聚氨酯泡沫塑料(PU)、胶粉聚苯颗粒保温浆料等。这些保温材料绝大部分都是有机材料构成的。虽然目前由于这些有机保温材料导热系数较小且原材料便宜而被广泛采用，但其存在着耐火性差、耐候性差等一些难以解决的问题。相比之下，无机保温砂浆作为一种新型外墙保温材料，具有以下一些独特的优越性。

(1)无机保温砂浆防火性能优越。与其他保温材料(特别是有机材料)相比，它是 A 级不燃材料，耐火温度高达1 000℃；在高温环境下，不软化、不收缩、无裂缝。

(2)无机保温砂浆属于无机环保产品，其耐老化年限远远高于其他有机材料。无机保温砂浆的主要配料无机轻骨料是由纯天然无机矿砂经高温烧制出来的，无污染、无放射，绿色环保。

(3)无机保温砂浆的耐久性强。无机保温砂浆在施工之后与墙壁的接触面为 99％ 以上，而且砂浆类产品与现有各类墙体的亲和力较好，整体黏贴牢固且无任何孔洞，避免了负风压等恶劣环境所带来的严重后果，更使其与主体结构的寿命相匹配，牢固耐久。

(4)无机保温砂浆的施工简单，可直接施工于毛坯墙上。施工方法同普通的水泥砂浆相同，不需要钉锚固件、架钢丝网、涂抹黏结剂等繁琐的工作。因此，施工工序少且质量稳定可靠。

3 工程中无机保温砂浆的分类

经多年的研究和发展，建筑节能材料飞速发展，种类多种多样。无机保温砂浆作为一种新型保温材料也得到了一定的发展。目前，使用和研究较多的无机保温砂浆，主要有以下几种：传统无机保温砂浆、复合无机保温砂浆、玻化微珠保温砂浆和泡沫无机保温砂浆。

3.1 传统无机保温砂浆

常用的传统无机保温砂浆主要有膨胀珍珠岩保温砂浆和膨胀蛭石保温砂浆两种。

膨胀珍珠岩保温砂浆是以水泥或建筑石膏为胶凝材料，以膨胀珍珠岩为骨料，并加入少量助剂配制而成，是建筑工程中使用较早的保温砂浆。该产品与其他保温砂浆材料相比，明显的优势在于价廉、成本低、施工速度较快。但是，膨胀珍珠岩表面多孔，在搅拌过程中水分会带着凝胶材料浸入膨胀珍珠岩的空心结构中，填充了其空腔，使材料的保温效果有所降低。这也是膨胀珍珠岩保温砂浆的不足之处。

膨胀蛭石保温砂浆是以膨胀蛭石为轻质骨料的一种保温砂浆，期性能与膨胀珍珠岩保温砂浆差不多。膨胀蛭石表面粗糙、结构酥松、呈交织层片状；用于制备保温砂浆时，在机械搅拌力和水溶液的作用下，沿层状结构方向会产生剥离，导致结构破坏。这对其保温效果也有一定程度的影响。

3.2 复合无机保温砂浆

复合无机保温砂浆作为一种新型无机保温砂浆，将多种无机轻骨料组合成复合保温骨料，改善单一轻骨料组分保温砂浆存在的一些不足。研究表明：优质膨胀珍珠岩与玻化微珠复合使用，可以消除或减少膨胀珍珠岩颗粒间的大孔隙，从而降低了保温砂浆的导热系数，提高其热工性能；改善了保温砂浆的骨料级配，减小了骨料之间孔隙率，对砂浆强度、耐久性和保温性能都有所改善。

3.3 玻化微珠无机保温砂浆

膨胀玻化微珠保温砂浆是近几年出现的一种以玻化微珠为轻骨料的新型无机保温砂浆。膨胀玻化微珠为不规则球状结构；表面完全玻化，外壳封闭，但又具有微孔结构。这种特殊结构使得骨料的颗粒强度得到了提高，还能阻止搅拌过程中的水进入材料内部。同时，特有的微孔结构保证了该轻质材料制成的砂浆和抹灰材料的透气性，使空气很容易透过骨料进入砂浆和抹灰材料，加快材料的硬化和干燥。玻化微珠保温砂浆克服了传统的无机保温砂浆的吸水率大、易粉化、料浆搅拌过程中体积收缩率大、易造成产品后期保温性能降低和空鼓、开裂等不足。

3.4 泡沫无机保温砂浆

泡沫无机保温砂浆将适量微小气泡引入保温砂浆，有效降低保温砂浆的导热系数，提高其保温隔热性能，且节约材料降低成本。现有无机保温砂浆的发泡技术主要有两种：一种是向保温砂浆中加入微量引气剂(表面活性剂)发泡；另一种是进行预先发泡制备泡沫，然后将适量的泡沫加入保温砂浆浆体中。加入引气剂后，砂浆在搅拌过程中引入大量微小气泡，稳定地存在于浆体内部，显著提高了保温砂浆的孔隙率，降低了保温砂浆的容重，提高了保温隔热性能。制备保温砂浆时，加入适量由无数独立、封闭、细小的气泡组成的泡沫，且泡沫可以在保温材料浆体中保持并均匀分布。此方法可以有效降低保温砂浆的导热系数，提高其保温性能。

4 存在的问题及发展趋势

众所周知，我国地域广阔、南北温差很大。无机保温砂浆可以根据不同的地域气候特点进行调整，方便灵活、适用性较强。无机保温砂浆具有诸多优点，尤其在目前积极推广的外墙外保温结构中具有重要的价值，可以有效地减少“热桥”的产生，对于提高建筑物的整体节能保温性意义重大。

尽管如此，在无机保温砂浆的应用、推广和发展中，仍然存在着一些不足和问题。

(1)无机保温骨料的品质浮动较大。常用保温骨料膨胀玻化微珠和膨胀珍珠岩的容重、级配、颗粒形状及吸水率等物理性能波动较大，对无机保温砂浆的性能影响很大，容易导致产生开裂、空鼓现象。

(2)现有的砂浆制备方法及设备尚不能满足无机保温砂浆的特殊要求。无机保温砂浆的骨料存在一定的脆性，在砂浆制备过程中由于搅拌工艺不合理、搅拌时间过长或搅拌强度过大等因素，容易造成保温骨料发生破损，导致无机保温砂浆热工性能降低。

(3)现有无机保温砂浆的施工方式主要为人工抹灰，一般分多遍成活，且两次抹灰之间的时间间隔较长(24 h 以上)；施工结束后保温层固化干燥的时间更长(不宜少于 7 d)。施工工期长，效率低。

(4)对于保温砂浆在施工过程中的强制性规范的力度不到位。外墙保温工程项目存在偷工减料现象，无机保温砂浆的厚度未满足设计要求。此外，部分项目施工工艺不当，导致外墙保温大面积空鼓、开裂等情况不断出现。

(5)保温砂浆的性能测试方法和标准不规范。有些重要的测试手段(如：导热系数)成本昂贵，缺少直观和定量的测试技术；对干密度与导热系数之间的定量关系缺少深人研究。

以上的诸多不足，对无机保温砂浆的发展提出了新的要求：进一步提高保温性能，提高施工效率；相关部门加强监管，杜绝偷工减料现象等。利用发泡技术制备泡沫无机保温砂浆，可以有效降低无机保温砂浆的导热系数，提高其保温性能。泡沫保温砂浆由于引入大量微小气泡，其和易性有很大提高，能够满足喷涂施工的要求，显著提高保温砂浆的施工效率。

为了进一步提高无机保温砂浆的施工效率，还可以开发泡沫保温砂浆的喷涂施工技术。砂浆多层施工时尽量实现连续喷涂施工(一般无机保温砂浆多层施工需间隔 24 h 以上)，可以将速凝剂引入泡沫保温砂浆，加速砂浆的凝结硬化，并且可以缩短保温层固化干燥的时间(一般无机保温砂浆不宜少于 7 d)。这种连续喷涂施工技术改变了传统的抹灰工艺，更进一步提高了保温砂浆的施工效率，缩短了施工工期；并且在施工过程中的滑落、落灰现象大大减少，降低了材料的浪费。这种泡沫保温砂浆连续喷涂施工技术，施工快速，保温效果优良，已成为无机保温砂浆发展的新趋势。

目前世界能源问题日益紧张。建筑节能作为节约能源的重头戏，将是全世界关注的焦点。我国“十二五”规划中也明确提出了节能减排的目标。建筑节能技术和建筑节能材料的研究在近年来也得到了很大的发展，外墙外保温技术因其特有的优势被广泛采纳。无机保温砂浆的使用，既可以节省很多能源(电能，水能等)，又可以综合利用矿产废渣和工业废料。无机保温砂浆作为一种新型保温材料，具有安全、环保、耐久性好、不易空鼓开裂等其他保温建材没有的优点，使用前景十分广阔。

5 结 语

无机保温砂浆作为一种新型保温砂浆，与其他保温材料相比较，起步虽晚但是具有广阔的使用前景。无机保温砂浆的推广不仅要有政策法规的支持，而且更需要有过硬的产品和技术来保障。虽然无机保温砂浆具有独特的优越性，但其仍存在不足。开发高性能的无机保温砂浆，依然是建筑科学与材料科学的重要课题，也是我国建筑节能工作者们义不容辞的责任。

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中图分类号：TU712

文献标识码：B

文章编号：1007-4104(2014)09-0080-04

收稿日期：2014-07-28

作者简介：肖波，男，重庆林鸥监理咨询有限公司总经理。

通信地址：重庆市沙坪坝区重庆大学B区科苑酒店8楼 重庆林鸥监理咨询有限公司。