我國玻化微珠無機保溫砂漿研究及應用現狀

戴傳彬 王朝強

摘要：闡述了玻化微珠無機保溫砂漿的定義、特性和施工流程，及目前我國對玻化微珠無機保溫砂漿研究和應用現狀。對玻化微珠無機保溫砂漿所存在的問題提出建議。

關鍵詞：玻化微珠；保溫砂漿；研究現狀；建議

中圖分類號：TQ437+.1 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2014）01-0085-03

1 前言

保溫砂漿具有良好的建筑節能效果；其種類也較多，而玻化微珠無機保溫砂漿因其熱導率低、無毒、無污染、防火、成本低、施工簡便等特點，已廣泛應用于新舊建筑物墻體保溫工程，有效改善室內熱環境；隨著我國建筑節能技術的發展，玻化微珠無機保溫砂漿在圍護結構內外保溫上的應用迅速增加。

2 玻化微珠保溫砂漿定義、主要特性及施工流程

2.1 定義

玻化微珠無機保溫砂漿是以玻化微珠為輕骨料、水泥為膠凝材料、有機添加劑為改性材料，并摻入其他外加劑，經過充分攪拌混合而成的單組分干混砂漿[1]。

2.2 主要特性

（1）防火阻燃性能優良。因玻化微珠顆粒是經瞬間高溫熔化而成，理化性能非常穩定，不易燃燒，可提高建筑物的防火阻燃性能。

（2）防水性能好。玻化微珠內部為空心結構，這種表面玻化的閉合結構具有良好的防水性能。

（3）輕質透氣性良好。玻化微珠容重較低，透氣性能好，可減輕結構自重和保持室內恒溫恒濕。

（4）保溫隔熱性能好。玻化微珠是一種多孔絕熱材料，空氣在孔隙中很難產生對流傳熱。

（5）抗裂性能優良。在砂漿中添加一些纖維，使砂漿在硬化初期不易因干縮等因素而形成微裂紋，墻面上不會出現空鼓、開裂、剝落等缺陷。

（6）減震性能好。由于其多孔性結構，密度小、質量輕、彈性模量低，震動波的傳遞速度比普通混凝土結構慢很多，具有優異的減震效果。

（7）強度較高。砂漿粘接強度高，不易產生空鼓及裂縫等質量通病。

（8）耐久性好。與普通砂漿相比，具有較好的抗凍融性及抗硫酸鹽腐蝕性。

（9）施工簡單快捷，早期強度發展快，不需要界面劑，與水泥砂漿找平層相同，可直接抹在墻面上。

（10）適用范圍廣。可用于外墻、內墻、地面、屋頂等保溫隔熱層。

（11）綠色環保、無毒、無污染、無放射性。

2.3 施工流程

材料準備→（保溫墻面基層清理）→配制基層界面砂漿（基層墻體噴、涂拉毛或刮界面砂漿，吊直，套方找規矩，彈控制線，預埋分隔槽）→配制無機保溫砂漿（用無機保溫砂漿抹灰餅，沖筋）→配制抗裂砂漿（抹抗裂砂漿并壓入網格布）→裝飾（抹裝飾層）。

3 我國玻化微珠無機保溫砂漿研究及應用現狀

3.1 研究現狀

3.1.1 原材料種類及配合比對砂漿性能的影響

李珠[2]等采用正交試驗的方法，通過對玻化微珠保溫砂漿各主要成分摻量的變化，獲得熱導率和壓縮強度的變化規律，并進行了機理分析。實驗表明，影響熱導率和壓縮強度的首要因素是玻化微珠摻量，其次是水泥用量。方明輝[3]等測試了2種不同玻化微珠無機輕集料保溫砂漿的性能，并通過線性回歸擬合，研究了不同玻化微珠對保溫砂漿干密度與熱導率、壓縮強度之間相關性。結果表明，堆積密度、筒壓強度、熱導率較大、顆粒粒徑較小的玻化微珠保溫砂漿具有更好的力學性能及保溫隔熱性能；同一種玻化微珠配制的保溫砂漿，干密度與壓縮強度、熱導率間有較好的相關性。張雪松[4]等針對玻化微珠保溫砂漿普遍存在的干密度較大、保溫效果較差等問題，分析了影響保溫砂漿力學性能的因素，進行正交試驗優化了保溫砂漿的組成。試驗表明，對砂漿保溫性能和28 d壓縮強度影響最大的因素均依次為骨料、聚丙烯纖維、粉煤灰和乳膠粉。

3.1.2 摻合料及外加劑等對砂漿性能的影響

邵濱[5]等結合目前聚苯板、聚苯顆粒等有機保溫材料在耐久、防火及安全性能方面存在的缺陷，介紹了以玻化微珠輕骨料為主要原料，加入無機膠凝材料和多種聚合物外加劑，通過預混合干拌制成了玻化微珠無機保溫砂漿，確定了基本組成并在建筑外墻外保溫中應用。賀智敏[6]等通過在玻化微珠保溫砂漿中摻入粉煤灰和引氣劑，研究了粉煤灰和引氣劑對玻化微珠保溫砂漿稠度、濕表觀密度、干表觀密度、壓縮強度、熱導率、線性收縮率的影響。結果表明，在單摻粉煤灰時，保溫砂漿的稠度先增大后降低，而濕表觀密度、干表觀密度、壓縮強度和熱導率均為先降低后增大，同時對砂漿收縮有一定的抑制作用。在粉煤灰和引氣劑共摻時，摻入20 kg/m3粉煤灰和0.1%引氣劑的保溫砂漿具有較好的性能。徐迅[7]等研究了可再分散乳膠粉、纖維素醚、木質纖維、憎水劑和引氣劑對玻化微珠保溫砂漿性能的影響。結果表明，可再分散乳膠粉增強了無機膠凝材料與玻化微珠之間的結合力，提高了拉伸粘接強度；纖維素醚有效改善了保溫砂漿的工作性；木質纖維在玻化砂漿中形成三維網狀結構，提高了砂漿的內聚力、抗裂性和力學性能；憎水劑降低了玻化微珠保溫砂漿的吸水性，提高了軟化系數；引氣劑顯著降低了保溫砂漿的干密度。

3.1.3 改性玻化微珠對砂漿性能的影響

江飛飛[8]以吸水性較小、不燃的玻化微珠代替易燃的膨脹聚苯乙烯，分別以脫硫石膏和水泥作為膠凝材料，用可再分散乳膠粉、纖維素醚、聚丙烯纖維等聚合物和粉煤灰等摻合料改性，以解決傳統保溫砂漿易開裂、防火性差的缺陷。任鵬[9]等針對濕熱地區潮濕氣候作用下建筑保溫砂漿受潮的規律，采用稱量法對玻化微珠保溫砂漿進行了自然狀態吸放濕實驗，并采用熱濕氣候風洞實驗法對其質量平衡含濕率進行測定，進而采用平板法對其熱導率進行測試分析。結果表明，在南方地區潮濕氣候條件下玻化微珠保溫砂漿質量平衡含濕率約為3.55%；濕平衡狀態下保溫砂漿熱導率修正系數為1.04～1.11，考慮受潮現象的復雜性，建議在實際建筑工程節能設計時，該修正系數取1.10。

3.1.4 纖維對砂漿性能的影響

胡亮[10]等研究了玄武巖短纖維對玻化微珠保溫砂漿的稠度、分層度、干濕表觀密度、抗壓抗折強度、粘接強度、軟化系數的影響。結果表明，玄武巖短纖維能降低保溫砂漿的稠度和分層度，改善砂漿的保水性，提高保溫砂漿的強度和軟化系數。當摻量為2%時，壓縮強度、彎曲強度、粘接強度分別提高24.5%、31.2%、22.7%，軟化系數提高7%。李文超[11]等研究海泡石纖維對玻化微珠保溫材料的分散性、稠度、分層度、干濕表觀密度等性能的影響。結果表明，海泡石纖維有助于玻化微珠保溫材料干混料中水泥與玻化微珠的分散，降低漿料的稠度和分層度，改善泌水、離析現象，在熱導率基本不變時，提高抗壓抗折強度。當海泡石纖維摻量為6%時，保溫材料28 d 壓縮強度提高18.2%、彎曲強度提高62.3%，明顯改善了保溫材料的抗裂性。

3.1.5 工業廢棄物基砂漿

唐楷[12]等開發了一種以工業副產石膏為復合膠凝材料，玻化微珠為保溫料的保溫砂漿。即以脫硫石膏、磷石膏和粉煤灰為膠凝料，及其他外摻料與玻化微珠復配，產品性能指標可達到GB/T 20473—2006《建筑保溫砂漿》要求。王堅[13]等以玻化微珠為輕骨料配制而成磷石膏玻化微珠保溫砂漿。其保溫隔熱性能和抗裂性優良，施工和易性好并節能，可用于建筑內墻保溫。組成材料主要為：磷石膏、玻化微珠、可再分散乳膠粉、玻纖網格布等。

3.2 工程應用

戴曉強[14]等在杭州市秋濤苑小區工程中應用了玻化微珠砂漿。在玻化微珠聚合物保溫砂漿的施工中，對界面劑施工工藝、保溫層分層抹灰、防水防潮層的施工和錨栓孔預設等過程嚴格控制質量，對提高工程質量有明顯作用。桑明輝[15]等將玻化微珠保溫砂漿技術應用到中鐵三局迎賓苑高層住宅小區保溫工程中。實踐證明，玻化微珠保溫砂漿處理墻面不僅施工簡單方便，而且降低了成本、節約了工期，節能效果明顯。張晶[16]等以山西省陵川縣怡楓苑住宅樓為例，檢測玻化微珠保溫砂漿的保溫性能。郭秀華[17]等針對寒區隧道的凍害防治技術之一——保溫隔熱材料防凍措施，提出用玻化微珠保溫砂漿隔熱層代替原來的有機保溫材料隔熱層，通過保溫砂漿試驗研究與隔熱層結構設計計算，達到了隧道保溫防凍的技術要求。

4 目前玻化微珠無機保溫砂漿存在的問題

（1）國內一些玻化微珠生產廠家，因生產設備簡陋，工藝落后，產品質量難以保證；

（2）有很多保溫墻面層易出現裂紋，主要是由于面層的干燥收縮引起的，故在施工前一定要做好基層的清理，抹砂漿層應多次分層涂抹，并要加強后期養護；

（3）玻化微珠無機保溫砂漿的性能測試方法和標準不規范，沒有相關國家標準，缺少定量測試技術；

（4）應加強玻化微珠無機保溫砂漿的施工監管，保證工程質量；可利用磷石膏、固硫灰渣、煤矸石等工業固廢物來制備玻化微珠無機保溫砂漿，既節能又利廢。

5 結語

鑒于建筑物能耗在全國總能耗中占有很大的比例，建筑物節能越來越受到重視。無機保溫砂漿具有許多優于其他保溫建材的優點，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

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