新型節能建材的化學特性及應用

閆 麗

（山西衡宇招標代理有限公司，山西 太原 030006）

隨著經濟的發展和人們物質水平的提高，我國的城市建筑行業正在以每年平均20億m2左右的速度快速發展，建筑行業的能耗也占到了社會總能耗的一半左右。我國政府已經制定了長期的節能規劃，建材行業因為能源消耗高、污染嚴重等被列為重點節能環保行業。因此，拓展新型節能建筑材料的應用成為建筑材料未來的主要發展趨勢，對于建設資源節約社會具有非常重要的意義。

1 新型節能建筑材料應用的意義

節能建筑材料的應用是節約建筑工程成本的最直接有效的方法。在建筑工程中使用各種節能建材，一方面，可以很好地改善使用者的環境和生活；另一方面，可以增強建筑物的保溫隔熱效果，達到降低空調采暖能源損耗的目的［1］。因此，要構建節能環保社會、降低能耗、節約能源、保護生態環境持續發展，必須積極開發并廣泛利用各種高性能的節能材料，這是經濟和節約社會發展的趨勢，符合當代社會發展的進步需求，并且可以使建筑物提高使用面積，加強抗震能力和施工效率。目前，隨著我國建筑業規模的不斷擴大，對于板材和建筑材料的需求越來越多，這為新型節能建筑材料的發展提供了良好的前提條件。

2 新型節能建筑材料的性能和應用

2.1 無機礦物質聚合材料

無機礦物質聚合材料主要是以天然鋁硅酸鹽礦物或者工業固體廢料為主要原料，與含鋁質的黏土和一定量比的堿硅酸鹽融合之后，在20℃～110℃的溫度條件下硬化成型的材料。聚合材料是一種新型的凝膠材料，是由鋁硅酸鹽黏結的化學陶瓷材料，性能與水泥類似。實踐證明，無機礦物質聚合材料具有膠凝材料的基本性能，其主要原材料是工業廢渣，原料的價格較低，儲備資源豐富，制作時不需要像水泥那樣高溫燒制，工藝比較簡單，消耗的能源少，生產污染較少，已成為一種廣泛使用且具有發展前景的新型節能建筑材料。

我國對于無機礦物質聚合材料的研究起步較晚，目前，主要有華南理工大學、中國地質大學、東南大學、北京科技大學、清華大學及蘇州混凝土水泥研究院等機構進行研究。雖然我們對無機礦物質聚合材料的研究才剛剛起步，但是也取得了一些成果。無機礦物質聚合材料的基體呈現出非晶質品相，物理形態上是網格狀結構，化學組成上為無定形的鋁硅酸鹽化合物，和沸石的組成類似。國際學者認為，一般無機礦物質聚合材料的聚合過程是，首先，鋁硅酸鹽礦物之中的鋁顆粒和硅顆粒在堿性溶液中溶解，形成的堿硅酸鹽溶液與鋁硅配合物之間產生聚合作用；接著，堿性溶液中的鋁氧鍵和硅氧鍵被斷開，在斷開之后又重新聚合，這樣就形成了新的水化產物；最后，在凝結硬化成型過程中，凝膠逐漸排除水分，固化成無機礦物質聚合材料的塊體［2］。

表1中列出了無機礦物質聚合材料在力學性能上與其他材料的對比。從表1可看出，無機礦物質聚合材料在力學性能上好于其他普通硅酸鹽水泥，可以達到甚至超過玻璃的力學性能，并且能夠與鋁合金、陶瓷、鋼的力學性能相近。無機礦物質聚合材料在硬度、抗壓強度和抗折強度上也滿足了作為建筑材料使用性能的要求。

表1 無機礦物質聚合材料和其他材料力學性能對比

2.2 空心磚

混凝土空心磚的主要原材料是水泥，以砂、石為主要集料，粉煤灰作摻和料，加水攪拌，成型后用于非承重墻體的空心磚。混凝土空心轉的主要特點有質量輕、保溫、隔音、抗震、防火、抗滲、耐久等，可以有多種規格適應各類建筑工程的需求，也可以制作成設計要求的低容量輕質墻材。混凝土空心磚的孔洞可以采用交錯式的排列方式，能夠延長熱流路線，提高隔熱功能。這些特點符合綠色環保建材的要求，已經是新型墻材的重要類型，有很好的應用空間和發展前景［3］。

2.3 加氣混凝土砌塊

加氣混凝土砌塊是以硅砂或粉煤灰為主要原材料，用水泥作膠結料，經過發泡成型，再由高溫蒸壓和切割，經自然養護成型的一種材料。加氣混凝土的材料來源比較廣泛，材質也很穩定，應用強度比較高，質量輕又容易加工，對于施工來說很方便，而且具有造價低廉、隔熱、保溫、隔音、耐火等特點，是目前既能滿足節能又能滿足承重要求的理想材料。此外，加氣混凝土砌塊的生產能耗比較低，節約土地資源，是符合國家綠色環保、可持續發展要求的新型建筑材料。加氣混凝土砌塊的導熱系數是灰砂磚和粒土磚的1/5～1/4，是實心黏土磚的1/5左右。實際應用證明，20cm厚的加氣混凝土砌塊的墻體，其隔熱的性能高于24cm的磚墻體，保溫效果與49cm厚黏土磚墻體的保溫效果相同。這樣，在實際應用中減少了墻體厚度，減輕了建筑物的自身質量。

2.4 節能玻璃

現階段，在國內外研究并廣泛使用的節能玻璃主要有低輻射玻璃、真空玻璃和中空玻璃等。低輻射玻璃也叫LOW-E玻璃。這種玻璃應用真空磁控濺射的方法在玻璃表面覆蓋1層或2層銀層膜，它能將溫度高一面的80%以上遠紅外熱反射出去，避免了因自身溫度過高而產生的再次熱傳遞。低輻射玻璃的有效控制，可以使它能夠反射大部分的太陽能輻射，同時降低室內外熱輻射的傳遞，這樣就形成了一面具有隔離輻射功能的窗戶［4］。

2.5 新型隔熱保溫材料

建筑中的墻體傳熱，尤其是外墻部分的傳熱，占建筑總體傳熱的比例最大，應該采用保溫隔熱節能的墻體材料。我國常用的外墻保溫技術是巖棉聚苯顆粒技術。巖棉是用輝綠巖或玄武巖為主要原材料，加一定的補助料，通過高溫溶解吹制成的無機纖維。這種巖棉制品具有很好的耐熱、吸聲、不燃、隔熱、保溫等性能，并且具有良好的穩定性，不僅可以應用在新建筑工程的保溫隔熱，而且可以應用于現有建筑的改造。這種材料可以減小墻體的傳熱系數，夏天降低太陽輻射，冬天減少建筑熱損失，有效地均衡室內溫度和墻體表面溫度。

3 結束語

建筑能耗已經成為我國的第一大能耗，要達到降低建筑能耗的目的，必須推廣使用節能建筑材料。隨著低碳環保理念深入人心，節能建材也受到了消費者和開發商的歡迎，市場的開拓和發展使節能環保建材的價格也開始降低，這為未來發展節能建材的市場提供了更好的條件。新型節能建筑材料具有低能耗、多功能、少污染、可以循環利用等特點，具有非常顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。因此，我國建筑業應該大力推廣并廣泛應用新型節能環保建筑材料，以促進我國建筑業的持續健康發展。

［1］ 尚銀磊，徐保坤.新型節能建筑材料的性能及應用［J］.大江周刊：論壇，2012（9）：56-56.

［2］ 趙維天.試論新型節能建筑材料的性能及應用［J］.建材與裝飾，2012（22）：62-63.

［3］ 夏仁魁.淺談新型建筑材料的發展趨勢［J］.經濟研究導刊，2014（2）：42-43.

［4］ 王晴，吳梟，吳昌鵬，等.新型節能無機礦物聚合建筑材料研究概況［J］.建筑節能，2006，34（6）：41-43.