重新认识膨胀珍珠岩保温砂浆

我国作为最大的发展中国家，节约能源已成为全社会的一项共识，尤其是建筑能，耗愈来愈受到大家的关注，各地也纷纷出台政策，强制执行节能建筑标准。以上海为例，目前要求所有的新建住宅和公共建筑都要达到节能50％的要求，可能在今年年底开始，上海市还要率先试行节能65％的标准。在建筑节能的实施过程中，已经有大量的围护结构保温系统在应用，大量新型的保温材料在建筑上得到了应用。而原来最传统的无机保温砂浆最近重新受到了大家的关注，原因是现代砂浆外加剂行业的发展，提升了传统产品的质量，解决了过去产品的一些瓶颈问题，使无机保温砂浆再次发挥出新的活力。本文主要对无机保温砂浆中最普通的一种膨胀珍珠岩保温砂浆作一些介绍。
　　何谓保温材料？工程上对保温材料的定义是：一般在常温下（20℃），导热系数小于0.23W/(m.K)的材料通称为保温材料。保温材料的分类方法有很多种，按材质分类，可以分为有机保温材料和无机保温材料。由于无机保温材料一般为不燃性材料，防火性能优良，在公共建筑以及高层建筑中，对防火等级高的建筑应优先选择无机保温材料。应用无机保温材料的保温系统有很多，其中，比较熟悉的就是无机保温砂浆。水泥膨胀珍珠岩保温砂浆是无机保温砂浆中较为普通的一种，可以说是一个传统材料甚至是被国家列入淘汰类的落后的材料。在400kg/m3容重时，水泥膨胀珍珠岩的导热系数为0.16W/(m.K)。在过去的一些工厂高温养护池的围护结构保温中被大量采用，在北方地区的屋面保温中应用也非常广泛。但是，由于水泥膨胀珍珠岩砂浆的强度增长较慢，一般在工厂采用蒸气养护，以制品形式供应给建筑工地。当然传统水泥膨胀珍珠岩的吸水率高、流动性差、强度低，它的应用也受到了极大的限制，因为保温材料一旦吸水后其保温性能就大大降低，并且力学性能也变差，前几年被建设部列为淘汰类产品。而同样的膨胀珍珠岩原料，经过现代加工技术后，完全变成了一种新的材料，可以克服其吸水率过高又不牺牲其多孔特性，我们称为闭孔珍珠岩。闭孔珍珠岩颗粒表面形成连续的玻化外壳，而内部为空心结构，其导热系数低，强度相对较高，并且大幅降低了吸水率，配制的砂浆可施工性好，完全可以采用传统抹灰工艺，这些优点给无机保温砂浆带来新的生命力，所以现在我们可以说膨胀珍珠岩保温砂浆是一种新型的保温材料。
　　传统膨胀珍珠岩保温砂浆是以膨胀珍珠岩为集料，以水泥、石膏等为胶凝材料，掺入适量的外加剂和水搅拌而成。膨胀珍珠岩保温砂浆具有质轻、导热系数小等特性。它主要用于大面积保温工程，如屋面、楼地面等。也可应用于旧房屋和新建房屋的内墙抹面，构成保温墙体，并能减小噪音，降低混响，提高音质，降低建筑物自重。膨胀珍珠岩保温砂浆作为一种墙体抹灰材料，具有良好的保温性能，施工相对简单。但是传统膨胀珍珠岩吸水率极高，耐水性差导致保温砂浆收缩变形大，易开裂，与基层粘结强度低。同时，在拌制、运输、停放过程中，膨胀珍珠岩保温砂浆易出现分层、离析、泌水现象，施工性能差，并影响硬化后保温砂浆的技术性能。
　　传统膨胀珍珠岩为一种外形极不规则,表面有着许多孔洞、裂缝、凹凸不平和表面不相连贯的粒状产品。正是由于上述结构特征，导致了材料的易碎或密度稳定性能差，更为严重的是，由于多孔结构，传统膨胀珍珠岩的吸水率相当惊人，水中浸泡2h后，其自然吸水率可达自身重量的500%。
　　新型闭孔珍珠岩外形比较规则，呈微球形，颗粒有着连续和比较平滑的表面，孔隙封闭，无裂纹和凹凸棱角之处。显微镜下观察，每一颗粒都有着完整的玻化外壳，而内部基本为透明的空心结构。不仅提高了强度，降低了吸水率，而且优化了其堆积密度和导热系数等性能。
　　新型膨胀珍珠岩保温砂浆除了采用闭孔珍珠岩作为集料外，大量新型砂浆外加剂的应用使砂浆的性能得到了进一步的提高。首先是引气剂的使用可以明显降低新拌浆体的体积密度，减小保温砂浆的导热系数，使砂浆的保温效果得到提高，而原来传统保温砂浆要降低材料的密度一般都通过降低保温集料的密度来实现，从而影响了砂浆的其它性能。另外可再分散胶粉、纤维素醚、淀粉醚、表面活性剂、憎水剂等大量新外加剂的使用，完全改善了新型膨胀珍珠岩保温砂浆的施工性能、物理力学性能，使这种砂浆的施工变得和传统砂浆一样方便，并且可以达到一定的厚度，完全可以取代传统找平砂浆层。在国外，很多住宅的室内找平砂浆都采用轻质抹灰砂浆。有人说，膨胀珍珠岩保温砂浆的导热系数较高，和EPS板、XPS板比较确实要高很多，一般我们现在推荐用于替代传统找平砂浆的保温砂浆导热系数在0.10W/(m.K)，而聚苯板的导热系数在0.03～0.04W/(m.K)，聚苯颗粒保温砂浆的导热系数在0.06W/(m.K)，但是聚苯板需要抹面砂浆在表面作加固层，聚苯颗粒砂浆也需要抗裂砂浆作保护，因为它本体的抗压强度只有0.2Mpa，太低了一些，施工比较困难。新型的膨胀珍珠岩保温砂浆强度可以在2.5Mpa以上，不需要额外的保护，直接就可以抹灰上墙。当然从建筑节能的趋势来看，对墙体传热系数的要求会愈来愈严格，要求的保温材料的性能会高，保温材料的厚度会增加，聚苯板的优势会愈来愈大，但是新型膨胀珍珠岩保温砂浆的生命力在于它不是用来取代现有保温系统，而是一种合理的补充，在一些高层轻质填充墙的内部或外部代替传统找平砂浆，可明显增加墙体的热阻，降低围护结构的传热系数，在夏热冬冷地区或夏热冬暖地区有广泛的应用前景。在新农村住宅的建设中，由于其和传统砂浆一样简便的施工工艺，比较会受到大家的接受，另外相对低廉的价格，出色的防火性能，和建筑物一样的寿命，都是非常明显的特点。但是，这种保温砂浆也有自己的局限性，施工厚度不能太大，自然干燥比较慢，对墙体传热系数的降低有一定的局限，不可能单用一种保温形式就可以达到节能65％以上的要求等。
任何材料都是随着时代的进步而发展的，我国现代精细化工行业的发展给建筑砂浆带来新的外加剂产品。相信随着科技的不断发展，新型膨胀珍珠岩保温砂浆的应用的前景会更广阔。