玻化微珠保温砂浆中岩棉碎屑的应用探究

张 辉 （福建省二建建设集团有限公司，福建 福州 350003）

0 前言

我国岩棉生产线每年超过的产能达到100万t以上，而岩棉制品的制作过程中会出现很多的下脚料，这些废料对于环境的污染程度大，采用传统的深埋处理会面临巨大的环境压力。而建筑行业对于岩棉碎屑进行了有效规划，因为岩棉本身是一种A级防火保温材料，将其加入玻化微珠保温砂浆当中，可以显著提升混合材料的性能，提升施工质量。

1 玻化微珠保温砂浆的材料构成

1.1 玻化微珠

玻化微珠是无机物玻璃质的矿物材料，也是火山岩矿石中的材料经过破碎、高温燃烧膨胀玻化而成。在膨胀的瞬间表面熔化，然后在降温后形成具有玻璃化的颗粒表面，内部能保持完整的多孔空心结构。其特殊的加工工艺也让其性能相对稳定，也是环保的高性能无机绝热材料[1]。具体的性能如表1所示。

玻化微珠的性能 表1

1.2 胶凝材料

胶凝材料是玻化微珠保温砂浆性能和质量主要的影响因素，可以和水泥混合来促进水泥的水化作用。为了能满足砂浆的基本要求，会选用电厂燃烧的粉煤灰废料作为主要的胶凝材料。水泥的水化过程中可以通过与氢氧化钙产生化学反应来提升材料的密实度，并降低吸水率。

1.3 外加剂

外加剂是保温砂浆当中主要的添加物质，用于改善砂浆性能和耐久性等。

1.4 增强纤维

增强纤维可以理解为改善水泥抗裂性能和消除裂缝的复合材料。

2 玻化微珠保温砂浆材料的性能

2.1 玻化微珠保温砂浆材料

玻化微珠作为轻质耐火材料行业漂珠的部分替代品，目前以玻化微珠为轻质骨料的保温砂浆，已经逐渐广泛运用于工程当中，适用于房屋改造中的内外保温工程，以及高层的钢筋混凝土、烧结砖围护墙内的防火保温工程。玻化微珠保温砂浆施工方式包括墙面、顶棚、楼地面的施工，一般采用的是喷涂式施工方法，视施工环境和现场条件来决定。施工的基本流程为基层处理-吊垂直-涂刷界面砂浆-定位钉-玻化微珠保温砂浆涂抹-刮腻子-涂料[2]。

从其基本性能来看，在保温方面就比传统材料有更出色的性能。由于整体式保温隔热建筑是在建筑物外墙面和房间六面壁用一定厚度的玻化微珠保温砂浆作为保温隔热层，从而形成保温体系，进行合理的设计。传统的保温浇筑仅仅只包括外墙内和外墙外保温，这些保温做法的弊端对于结构耐久性有着严重影响，整体式保温隔热建筑的完整结构体系也符合导热系数等技术标准。

3 岩棉碎屑在玻化微珠保温砂浆中的应用

岩棉材料在建筑中的应用包括墙体保温、屋面保温、房门保温和地面保温等几个方面。其中墙体保温最为主要，可采用现场复合墙体和工厂预制复合墙体两种形式。前者是外墙内保温，即外层采用砖墙或混凝土墙，中间为岩棉层；外墙外保温是在建筑物外层贴加岩棉层。岩棉材料具有显著的保温和隔热功能，相比于传统的EPS泡沫，它还具有良好的防火功能，非常适合于建筑和工业设备、管道、容器及各种窑炉的保温隔热。在施工环节中，应该进行适当的涂层，减少热损失，并防止热膨胀引起的保温层厚度和容重的变化。岩棉保温装饰板透气性大，如涂料饰面透气性差，会造成涂料层起鼓。按各墙体及外保温格构造层材料透气阻进行冷凝验算，使保温层中不出现露点[3]。

试验的具体步骤是将岩棉碎屑替换部分的玻化微珠，并且在岩棉碎屑重量占据保温砂浆重量的0%～24%时，砂浆性能显著。如果超过24%，则保温砂浆的硬度有所上升，不利于正常施工。另外，岩棉的掺量对于抗压强度的影响程度较大，随着掺量的提升，抗压强度也会明显增加。此时，岩棉碎屑在玻化微珠保温砂浆中的抗压强度明显高于单纯使用玻化微珠保温砂浆。从以下的试验方式中，也可以体现这一原则。

3.1 试验设计方案

选定纤维掺量进行配比，岩棉材料需要的量越多，说明需要包括在其周围的水泥浆体液越多，为了能保障岩棉碎屑的量不超过保温浆料的承受能力，在初次进行适配时，纤维掺量要选择较大值。此外，要控制好材料的表观密度，从而降低胶凝材料的使用量，控制好料浆流动度，如下图所示。

料浆流动度

3.2 应用分析

在料浆的拌制过程中，可以看到当岩棉纤维的量较少时，纤维残料的增加会产生料浆性能的变化，起泡性能越好，但随着纤维掺量的增加，料浆水分不足，料浆的起泡性能又会出现明显降低。通过图中的趋势也可以看到，当岩棉碎屑和胶凝材料的用量越大，那么转折点出现得会越早。而这也说明岩棉碎屑对于玻化微珠保温砂浆的性能具有一定的积极作用，但岩棉碎屑的掺量存在一个阈值，这个阈值会随着材料的增加而逐渐降低[4]。通过结果，不难分析水泥材料和岩棉纤维材料之间的关系。

3.3 结论

岩棉废料纤维碎屑的加入，对于玻化微珠保温砂浆具有一定的积极作用。在一定范围内可以显著提升浆料的引气效果，并让气泡细化而稳定存在，有效提升了墙体材料的保温和隔热能力；岩棉碎屑的加入还能提升保温浆料的抗压强度和抗折强度。不过需要注意的是玻化微珠保温砂浆中的岩棉碎屑量有一个合理的范围，在合理的范围内进行添加，就能在节约成本的前提下提升材料性能，具有显著的经济和技术意义。

在实际施工环节当中，岩棉碎屑也在多个项目中发挥了显著的作用。随着《建筑外墙外保温用岩棉制品》标准的出台，也让岩棉材料大量应用于外墙外保温系统。对于一些防火要求很高的公共建筑和高层建筑，例如机场、车站等，发挥了显著的作用。此外，高强度的防火岩棉板还能作为建筑屋面的保温层和承载等，适用于各种环境，其安全性和节能的特点也让其成为了新型的屋面体系。这也正说明岩棉碎屑可以适用于玻化微珠保温砂浆中，为今后的墙面防火提供材料支持。但是在使用过程中要注意到一些问题。在用于室外保温或者易受机械磨损的地方要用金属或塑料包皮，并且注意接头的密封，最好用加胶的封条，包裹；当用于保冷时，要在保冷面加防潮层，在温度特别低的情况下，用不含树脂的岩棉进行绝热，其防潮层也必须是防火的。

对于我国的建筑行业来说，整体式保温隔热建筑追求的不仅是经济效益，还包括生态效益和节能减排问题。因此两种材料的配合使用符合我国目前的建筑节能技术和节能要求，达到最大限度的节能，不仅不增加建设成本，还能降低使用周期中的维护及保养费，在未来具有重要的现实意义。

4 结语

通过研究，可以看出添加了岩棉碎屑材料的玻化微珠保温砂浆，不仅在各项性能上得到了有效提升，且强度和抗裂程度也有显著提高，这些优异的性能也说明了岩棉下脚料废物利用的优势。因此在未来的施工环节中，建筑单位可以广泛采用这种方式，合理地确定材料配比，不仅可以有效节约资源，解决社会难题，还能减少废弃材料对环境的保护，具有显著的推广意义。