改性发泡水泥保温材料研发与产业化

胡岛蜻

摘要：近年来，全国重大、特大系列火灾事故造成的人员伤亡及财产损失惨重，早就引起了国务院、公安部、住建部等高度重视，有关文件精神要求在塑料泡沫外保温中，设置防火隔离带，并尽量采用A级防火材料，在重庆市政府的高度重视下，重庆市胡特建材有限公司研发出一种优良配方，生产出一种新型的无机保温隔热、吸声隔音、防水防潮、轻质高强、A级防火建筑材料，这种材料称之为改性发泡水泥保温材料。笔者结合本项目以及产业化进行如下探讨。

关键词：改性发泡水泥保温板：A级防火：性能特点：硅酸盐水泥：重庆市：产业化

引言

我国所使用的保温材料有无机和有机之分。其中，有机材料自身容易开裂、老化、强度低、燃点低、且燃烧时产生有毒气体及粉尘污染，与建筑基层粘结力差、易空鼓、易变形、易渗透。这样的缺点、缺陷限制了有机材料在建筑保温领域的进一步应用，其工程质量难以保证。无机材料则是比其更为理想的保温材料，而发泡水泥这种代表性无机保温材料，不仅质轻强高、耐火阻燃、低弹减震、保温隔热、防水防潮、吸声隔音，而具有极佳的温度稳定性和化学稳定性、耐酸碱、耐腐蚀、无毒无害，并与建筑基层相容性好、其使用寿命比其有机材料和一般无机材料长久得多，可与建筑同寿。面对当前工程实际状况，重庆市建委针对发泡水泥行业，颁发了《重庆市工程建设标准》。规定了生产企业节能备案条件，要求改性发泡水泥保温行业走进规范的工厂化、成品化、板材化，有利于进一步推进建筑市场的产业化与功能化建设。

1.改性发泡水泥保温材料的研发

1.1研发内容

主要针对发泡水泥保温材料进行改性和替代应用，以及设备工艺方面的技术改进，目的是提高产品抗压强度、降低产品导热系数、减少产品吸水率，解决行业关键核心技术问题。

1.2技术原理及方案

发泡水泥保温板材料是由普通硅酸盐水泥为胶凝材料，与掺合料、轻集料、外加剂、改性剂和水制成的浆料，通过专业设备混合搅拌、经化学发泡、浇筑成型、自然养护、机械切割、塑料包装等生产工艺流程制作的一种轻质多孔发泡水泥保温防火板材。我们研发的改性发泡水泥保温材料课题与普通的发泡水泥保温材料，包括硅酸盐水泥的性能指标相比：因产品气孔独立封闭、没有串孔、没有裂纹、孔壁光滑坚硬如陶瓷一样坚硬，提高了产品抗压强度、降低了产品导热系数、减少了产品吸水率、增强了防火能力，产品质量得到了大幅度的改善和提升，

材料改性：在硅酸盐水泥这种普通胶凝材料中添加了硅灰与粉煤灰，优化了水泥的水化性能，加快了水泥的凝结速度与强化速度，有效提高了胶凝材料的凝结性能：而聚合物乳液和纤维的添加，则是提高了新型材料的韧性与稳定性：憎水组分的添加和密闭气孔的设计，则是提高了材料的防水性能。

1.3改性发泡水泥保温材料的特点

基于重庆市工程建设标准（DBJ50/T-185-2014），胡特公司研制的一种新型建筑保温防火材料——改性发泡水泥。

1.3.1设备工艺高端

全套生产设备系微电脑全程监控、自动化程度高、精准度高，规格尺寸能满足各种建筑施工所需，改性发泡水泥材料不仅可以制成保温板、防火板、地暖板、门芯板、装饰板，还能制作保温砌块、防火隔离带砌块。

1.3.2具有极佳的温度稳定性和化学稳定性

经过改性的材料及保温系统，系纯无机材料制成，耐酸碱、耐腐蚀、不开裂、不老化，塑封包装置于室内养护28日，使制品水化充分，强度发展合适，收缩在出厂前已趋于稳定。

1.3.3保温隔热性能优良

经过改性的材料内部含有不计其数的细小气孔，每一个气孔的直径均不超过3mm，闭孔率≥95%。这些参数使得改性发泡水泥具有热阻大、重量轻、强度高的优点，可以有效发挥出板材的保温隔热效果。

1.3.4防火性能佳

改陛发泡水泥的主料为硅酸盐水泥，是一种完全不燃的无机物，其燃烧等级为《建筑材料燃烧性能分级》中所定义的A级。

1.3.5隔音降噪效果极好

改性发泡水泥虽为多孔结构。但其内控均处于密闭状态，形成了不计其数的独立气泡，可以有效吸收音波，具有降低噪音的突出优势。

1.3.6防水防潮效果突出

在无机材料为主体的基础上，于生产过程中添加了有机添加剂，实现了材料的改性，内孔增加了憎水性，大大避免了传统发泡水泥所具有的渗水问题。由于其闭孔率i>95%，单位体积下的吸水比例将低于10%，故该材料可以发挥出非常优秀的防水防潮作用。

1.3.7寿命长

改性发泡水泥的主材为硅酸盐水泥，其材质与建筑的墙体基质是相同的，两者之间有非常好的相容性；其二、改性发泡水泥材料通过切割后的表面是蜂窝麻面。粘结力增强；其三、材料本身稳定的性能和对当地气候的高耐受性，使得这种材料的寿命与建筑物相同。

1.4改性发泡水泥保温材料研发结果

1.4.1研发依据

根据重庆市工程建设标准（DBJ50/T-185-2014）规定，改性发泡水泥保温板建筑保温系统应用技术规程分成I、II两种类型。见表1：

1.4.2研发成果

为了提高产品质量，胡特公司在改性发泡水泥保温材料性能方面进行了科技创新。通过设备工艺的改造，使得产品制备时间明显缩短，大大提升了劳动生产效率：通过原材料改性和原材料替代，科学地简化了原材料组分，不仅科学地发挥出各组分的特殊作用，也实现了能源的节约与成本的有效降低：结果使得产品在导热系数、抗压强度、防火保温性能以及吸水率上都得到了优化，产品质量得到了明显的改善和提升。见表2：

注：按每十组的平均值计算百分比。

1.4.3研发成果与地方标准相比（DBJ50/T-185-2014）

以地方标准为对比标杆，改性发泡水泥保温材料与其对比的结果，见表3：

注：表中‘-代表性能比地方标准降低：‘+代表性能高于地方标准，由此可见胡特公司所研发的项目成果，其各项主要性能指标均优于地方标准，对提高建筑工程整体质量更有保障。

2.改性发泡水泥保温材料的应用

根据《重庆市工程建设标准》，改性发泡水泥保温板建筑保温系统（DBJ50/T-185-2014）技术规程，改性发泡水泥保温材料可广泛适用于新建、扩建、改建工业与民用建筑物的内外墙、屋面、地面、楼地面保温隔热、防水防潮、防火、隔音，以及特殊的防火隔离带工程，

因为改性发泡水泥保温材料具有：质轻强高、耐火阻燃、低弹减震、稳定性好、保温隔热性能优良、防火陛能强、隔音降噪效果好、防水防潮性能突出、耐酸碱、耐腐蚀、无毒无害、成本低、施工方便，并与建筑基层相容性好，可与建筑同寿。

改性发泡水泥保温板建筑保温系统技术规程要求：

（1）根据本地气候环境及材料特性规定≤36m2设置伸缩缝，规避了墙体与保温板的热胀冷缩问题，伸缩缝使用密封胶、密封条、护角线条、盖口条等防止了雨水渗透现象。

（2）DBJ50/T-185-2014严格规定了施工要点及工艺流程、明确了主控项目及一般项目验收标准，

（3）通过胶粘剂、界面砂浆、抹面胶浆与保温板采取满粘式紧密结合、使用与墙体基层大于25mm的锚固件且每平米不少于5-7颗、再用耐碱玻纤网或热镀锌电焊网加固、以及支撑托架的稳固，使其保温板与墙体粘结更加牢固、更加安全。

3.产业化发展

3.1推进产业化的原因

3.1.1经济效益

改性发泡水泥保温材料研发的技术成果，可以取得非常明显的经济效益，若企业的年生产力达到2万立方，那么在成本降低或增加效益上，企业可以获利85万元左右。在本企业中实行即可获得如此成果，若能够在整个重庆市甚至全国范围内推广，那么将会获得更高的经济效益。

3.1.2社会效益

通过发泡水泥保温材料的改性和替代应用以及设备改造，可以有效地提高其保温隔热防水性能，尤其是完全能够达到A级的防火需要，用其制作的保温板、防火板、地暖板、防潮板、隔音板、门芯板、装饰板、保温砌块以及防火隔离带砌块，既可以有效地保温隔热、防火防潮，也具有高效的隔音作用。改性发泡水泥材料应用于建筑工程，对进一步推进建筑市场的产业化与功能化建设更具社会效益。

3.1.3生态效益

传统的保温材料以及普通的发泡水泥材料与其相比，改性材料不再有“三废”被排放到环境之中。其生产所用的水量均经过严格计算使用，没有废水排放：发泡过程是在模具之中静置发泡，不会产生废气；其切割制作成品所产生的固体废弃物，通过粉碎加工后可以再次利用，杜绝了废渣的产生：所使用的设备精确度极高，技术含量非常高端。所产生的噪音远远低于国家制定的标准；并且，改性发泡水泥保温材料在生产过程中所采用的一切原材料均为无毒、无放射的环保材料，改性发泡水泥保温材料可以说是具有无与伦比的生态效益。

3.2举措

3.2.1推进主营业务的专业化及产业链的发展

为了推进改性发泡水泥保温材料的产业化发展，应将主营业务集中于这一种新型保温材料的研发、生产与经营以及产业链的发展。因此，胡特公司生产的产品不仅局限于保温板、防火板、隔音板、防潮板、门芯板、装饰板等板材方向。还应向其他方向发展，如地暖保温板、保温砌块以及防火隔离带砌块等。改性发泡水泥保温行业在重庆市委、市政府、市建委的大力推动下将其全力应用于建筑物地面、楼地面、外墙、屋面等各个工程部位，最大化地发挥出改性发泡水泥保温材料的所有功能性及优越性。

3.2.2扩大研发生产规模

企业应基于之前生产普通发泡水泥保温材料的生产规模，将其有计划地扩大，力争将生产线增加到2条，以此保证年产量至少达到4.5万方：若条件允许，则再配套一条干混砂浆的生产线，力争年产量达到5.0万吨，以提高企业受益。

综上所述，改性发泡水泥保温材料的研发与产业化发展，符合我国建筑保温、建筑防火发展的方向、符合我国节能减排的需要、符合我国环保事业发展的需要、符合我国工程建设质量高标准、严要求的需要。

4.结语

目前，改性发泡水泥保温材料的研发已经取得了令人可喜的成果，将其用于建筑业所需可以获得非常高的经济、社会及生态效益。虽然仍然存在一定的问题，但是随着产业化的推进，这些问题将会逐步被解决，改性发泡水泥保温材料将会得到更加广泛的应用。