本文對(duì)研發(fā)出的隔熱抗裂無機(jī)玻化微珠保溫砂漿進(jìn)行燃燒性能（A1級(jí)）、煙氣毒性、導(dǎo)熱系數(shù)等各項(xiàng)性能測(cè)試，同時(shí)根據(jù)傳統(tǒng)墻體保溫系統(tǒng)的施工工藝進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)和耐候性、抗風(fēng)壓值、抗沖擊性等各項(xiàng)系統(tǒng)性能測(cè)試，各項(xiàng)性能測(cè)試符合要求。
關(guān)鍵詞：節(jié)能保溫；抗裂；?；⒅?；A級(jí)防火
隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{的研究技術(shù)路線是在傳統(tǒng)保溫砂漿的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)改性，通過“原材料選用”和“配比優(yōu)化”，再結(jié)合進(jìn)行“性能測(cè)試”的技術(shù)路線，得到導(dǎo)熱系數(shù)低，憎水率、強(qiáng)度和韌性高同時(shí)具有A1級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)的玻化微珠保溫砂漿。
使用玻化微珠保溫砂漿材料構(gòu)成建筑保溫節(jié)能系統(tǒng)，克服了普通膨脹珍珠巖(不經(jīng)表面?；呐蛎浾渲閹r)砂漿吸水性大、易粉化、在料漿攪拌中體積收縮率大、易造成建筑工程產(chǎn)品后期保溫性能降低和空鼓開裂等難題，同時(shí)，?；⒅楸厣皾{自身具有抗老化、防火性強(qiáng)、無毒、強(qiáng)度高、黏結(jié)性能好等特點(diǎn)，而且施工工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，比無機(jī)保溫材料中的普通膨脹珍珠巖保溫砂漿也有明顯的優(yōu)越性，可以肯定地說，隨著我國建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，?；⒅楸厣皾{在建筑保溫節(jié)能工程中的應(yīng)用范圍益廣泛。
隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{是以?；⒅轭w粒為細(xì)骨料，水泥或粉煤灰等為膠凝材料，并加入各種外加劑加水拌合而成的具有良好保溫效果的砂漿，主要用于外墻外保溫系統(tǒng)的多層砂漿復(fù)合系統(tǒng)中。
1)玻化微珠原料選擇
?；⒅槭且环N酸性玻璃質(zhì)溶巖礦物質(zhì)(松脂巖礦砂)，經(jīng)過特種技術(shù)處理和生產(chǎn)工藝加工形成內(nèi)部多孔、表面?；忾]，呈球狀體細(xì)徑顆粒，是一種具有高性能的新型無機(jī)輕質(zhì)絕熱材料。由于表面玻化形成一定的顆粒強(qiáng)度，物理化學(xué)性能十分穩(wěn)定，耐老化、耐候性強(qiáng)，具有優(yōu)異的絕熱、防火、吸音性能，在建材行業(yè)中，用?；⒅樽鳛檩p質(zhì)骨料，可提高砂漿的流動(dòng)性和自抗強(qiáng)度，減少材性收縮率，提高產(chǎn)品綜合性能，降低綜合生產(chǎn)成本。在輕質(zhì)干混砂漿（保溫型、砌筑型、抹面型）應(yīng)用中，用?；⒅樘娲鷤鹘y(tǒng)的普通膨脹珍珠巖和聚苯顆粒作干混保溫砂漿輕質(zhì)骨料，提高完善了保溫砂漿的綜合性能和施工性能。
隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{選用中等粒徑的玻化微珠（粒度在104-123μm的大于85%）為骨料，平均密度為80Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)0.036-0.045W/（m·K），其原料?；⒅榈哪突鸲?200℃。
玻化微珠材料按不同粒徑，分為大粒徑：123-840μm，中等粒徑：104-123μm和小粒徑：74-104μm，并對(duì)應(yīng)不同密度和導(dǎo)熱系數(shù)，一般來講，?；⒅榱皆酱螅芏仍叫。瑢?dǎo)熱系數(shù)越低，抗壓和抗折強(qiáng)度越小，反之亦然，為得到?；⒅槊芏扰c力學(xué)性能的關(guān)系，我們進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)：
（1）試樣制備
試驗(yàn)中選用了具有代表性的小粒徑、中粒徑和大粒徑三種不同粒徑的?；⒅樯⒘蠟楣橇?，對(duì)應(yīng)的密度分別為30Kg/m3、80Kg/m3、150Kg/m3。將一定配比的膠凝材料、?；⒅橐约捌渌饧觿┫阮A(yù)拌后，再加入水繼續(xù)攪拌，直至漿料均勻并且無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象為止。用固定混合料重量法（或體積法）和固定試樣的厚度來預(yù)設(shè)?；⒅楸厣皾{制品試樣的密度。試樣的規(guī)格為160mm*40mm*40mm。
（2）性能測(cè)試
① 抗折強(qiáng)度
試驗(yàn)在WD-5型萬能材料試驗(yàn)機(jī) 進(jìn)行，采用“三點(diǎn)法”對(duì)試樣加載?？缇酁?00mm，加載速度為1mm/min。抗折強(qiáng)度取平均值。
② 抗壓強(qiáng)度
為保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，加壓時(shí)試件的高度保持40mm，受壓面積為40mm*40mm。試驗(yàn)結(jié)果取平均值。
（3）試驗(yàn)結(jié)果和分析
密度是影響隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{制品力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。?；⒅榻ㄖ夭牧系拿芏扰c其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的關(guān)系分別見圖1與圖2。
圖1、三種不同粒徑（密度）?；⒅榕c其制品抗壓強(qiáng)度的關(guān)系
□—密度為150Kg/m3的大粒徑玻化微珠在其不同密度制品下的抗壓強(qiáng)度
△—密度為80Kg/m3的中粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目箟簭?qiáng)度
◇—密度為30Kg/m3的小粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目箟簭?qiáng)度
圖2、三種不同粒徑（密度）?；⒅榕c其制品抗折強(qiáng)度的關(guān)系
□—密度為150Kg/m3的大粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目拐蹚?qiáng)度
△—密度為80Kg/m3的中粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目拐蹚?qiáng)度
◇—密度為30Kg/m3的小粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目拐蹚?qiáng)度
經(jīng)線性回歸分析表明，密度與強(qiáng)度（包括抗壓與抗折）呈線性關(guān)系，即隨密度的增大，抗壓、抗折強(qiáng)度線性上升。?；⒅槊芏炔煌娜M試樣均表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。分別比較圖1與圖2上的三條曲線，發(fā)現(xiàn)在玻化微珠制品試樣密度相同的情況下，玻化微珠的密度直接影響到試樣強(qiáng)度的絕對(duì)值。?；⒅榈拿芏葹?0Kg/m3的試樣的強(qiáng)度均明顯高于由密度為30Kg/m3和150Kg/m3的?；⒅橹谱鞯脑嚇訌?qiáng)度。綜合研究發(fā)現(xiàn)，在固定試樣密度的前提下，玻化微珠的密度只有在合適的范圍內(nèi)，才能保證復(fù)合材料的密度與強(qiáng)度和保溫性能的統(tǒng)一。圖3為試樣的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度比值與密度的關(guān)系。
圖3、三種不同粒徑（密度）玻化微珠與其制品抗壓/抗折的關(guān)系
□—密度為150Kg/m3的大粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目箟嚎拐郾?/p>
△—密度為80Kg/m3的中粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目箟嚎拐郾?/p>
◇—密度為30Kg/m3的小粒徑?；⒅樵谄洳煌芏戎破废碌目箟嚎拐郾?/p>
與普通混凝土相比，顯然該材料的抗壓/抗折強(qiáng)度值范圍較小，且玻化微珠的密度直接影響此比值的大小及樣品密度增加時(shí)此比值增大的速率。如?；⒅槊芏葹?0Kg/m3、80Kg/m3和150Kg/m3時(shí)三種?；⒅閺?fù)合材料的比值在1.2-2.6之間；隨樣品密度的增加，抗壓強(qiáng)度/抗折強(qiáng)度值增大。但?；⒅槊芏葹?0Kg/m3和150Kg/m3的樣品，壓折比增大的幅度要小。
經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以中粒徑的?；⒅樯⒘献鳛楸厣皾{的骨料，可以使玻化微珠保溫砂漿制品的各項(xiàng)性能得到較好發(fā)揮。
2)纖維素醚選用及特點(diǎn)
在保溫砂漿中，纖維素醚的添加量是很低的，但是能顯著改善砂漿的性能，是影響砂漿施工性能的一種主要的添加劑。因?yàn)樵谑袌?chǎng)上甲基纖維素醚較為常用，且產(chǎn)品性能較為穩(wěn)定，所以本課題采用的是非離子型的甲基纖維素醚(MC)。
保水性是甲基纖維素醚的一個(gè)重要指標(biāo)，也是國內(nèi)很多保溫砂漿廠家所關(guān)注的性能。影響砂漿保水效果因素包括甲基纖維素醚的添加量、甲基纖維素醚的粘度、顆粒的細(xì)度及使用環(huán)境的溫度等等。在一般情況下，保溫砂漿保水性隨著MC添加量的提高而提高；隨著MC的黏度的增加而增加；細(xì)度小的MC比粗的保水性能好，MC的保水性還隨著使用溫度的上升而降低。為得到纖維素醚的最佳摻量配比，做如下實(shí)驗(yàn)：
（1）保溫制品試件的制作
利用?；⒅橘|(zhì)輕、環(huán)保和廉價(jià)的特點(diǎn)，加入膠粘材料和其它功能助劑，先將各粉料混合均勻后，加水?dāng)嚢杈鶆?，一次性注入到模具中。并且根?jù)檢測(cè)性能的不同分別注入不同的模具中，按照保溫砂漿的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試樣的相關(guān)制作。
（2）試驗(yàn)結(jié)果分析
保溫砂漿保水性差，容易分層離析，由于保溫墻體的吸水率高，砂漿涂抹在保溫墻體表面上會(huì)發(fā)生嚴(yán)重失水，不但影響到砂漿的正常硬化，而且會(huì)影響砂漿與墻面的粘結(jié)程度，導(dǎo)致墻面開裂，脫落。因此在砂漿中摻加纖維素醚，作為一種保水劑，它可以增加新拌砂漿的稠度，防止砂漿分層離析，并獲得良好的可塑性。它還能保住砂漿中的自由水，使水泥充分水化，強(qiáng)度提高。甲基纖維素醚摻量0～0.2%進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)砂漿稠度控制在6cm～8cm,試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
表1不同纖維素醚摻量對(duì)保溫砂漿性能的影響
圖4纖維素醚摻量對(duì)保溫砂漿干表觀密度的影響
圖5纖維素醚摻量對(duì)保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)的影響
圖6纖維素醚摻量對(duì)保溫砂漿抗壓強(qiáng)的影響
由表1和圖4、圖5、圖6可以看出：
①甲基纖維素醚摻量對(duì)砂漿干表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度有小幅度減小。這是因?yàn)榧谆w維素醚具有一定的引氣作用，在砂漿內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，使砂漿干表觀密度減小。熱傳遞過程的加長，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)降低。由于有少量氣泡的存在，砂漿內(nèi)部產(chǎn)生了應(yīng)力集中，使得抗壓強(qiáng)度降低。
②甲基纖維素醚摻量對(duì)保溫砂漿施工性能影響較大。由于甲基纖維素醚具有保水、發(fā)泡、及增稠的作用。在砂漿中摻入0.1%甲基纖維素醚，可改善砂漿的保水性，防止砂漿起砂、起粉，使得砂漿的抗流掛性能變強(qiáng)，在砂漿上墻時(shí)，不易掉落。但是甲基纖維素醚摻量超過0.1%時(shí)，會(huì)使砂漿變得過稠，施工性能降低。
③經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，甲基纖維素醚的摻量在0.1%時(shí)施工性最好，并且其它性能也是最佳。
3)憎水劑對(duì)制品吸水性、吸濕性的影響
隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{采用與?；⒅橄嗳菪暂^好，且憎水效果良好的無毒害、環(huán)保型無機(jī)類憎水劑。?；⒅榈奈瘦^高，吸水后導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)增大，保溫效果隨之下降，因此，需對(duì)材料進(jìn)行改性，使其具備防水功能。通過添加無機(jī)類憎水劑能夠大大降低?；⒅榈奈?，可在玻化微珠表面形成堅(jiān)固的防水層，在保證不影響?；⒅楦黜?xiàng)性能的同時(shí)，起到良好的防水效果。
表2無機(jī)類憎水劑典型物理性質(zhì)
對(duì)于隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{，嚴(yán)重阻礙其優(yōu)秀使用性能的主要原因在于玻化微珠本身的強(qiáng)吸水能力。因此降低吸水能力，對(duì)于提高玻化微珠保溫制品的綜合性能尤為重要。通過試驗(yàn)對(duì)比可知不同比例的憎水劑對(duì)?；⒅橹破肺实奈鼭衤实挠绊?，試驗(yàn)結(jié)果證明采用的玻化微珠保溫砂漿在一定量憎水劑的作用下，?；⒅橹破返奈屎臀鼭衤视羞M(jìn)一步明顯的下降，見表3和圖7。
表3不同憎水劑加入量對(duì)玻化微珠制品吸濕率影響
圖7不同憎水劑摻量對(duì)?；⒅橹破肺视绊?/p>
由上圖可以看出，加入一定量的憎水劑后，?；⒅橹破返娘柡臀蕪?20%降到8%左右，起到了明顯的降低效果。由表3也可以看出，加入憎水劑后，制品的72h吸濕能力減少了約30%。?；⒅闉橛H水性開口微孔結(jié)構(gòu)體，為了降低吸水能力，本試驗(yàn)從兩方面進(jìn)行處理：一方面，采用無機(jī)膠黏劑與?；⒅槌浞只旌?，并且膠凝材料包裹住?；⒅轭w粒，改變其開孔性，形成封閉的顆?？捉Y(jié)構(gòu)，降低吸水能力；另一方面，通過加入憎水劑，使?；⒅轭w粒表面由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ脑魉?，憎水劑和膠結(jié)材料共同作用，阻塞顆粒大間隙，隔斷連通結(jié)構(gòu)，保持制品的整體緊密封閉結(jié)構(gòu)，降低吸水能力。通過以上圖表分析，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，憎水劑的摻量為8%時(shí)，即可滿足需求。
1)首先對(duì)?；⒅檫@一原材料中不同粒徑和密度的骨料制品進(jìn)行研究，分析其對(duì)制品強(qiáng)度的影響，進(jìn)而選用最有利保證制品強(qiáng)度較高要求的中骨料?；⒅樽鳛楸厣皾{的原材料。
2)在原材料?；⒅楹湍z凝材料選用范圍確定的情況下，為提升隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{的保水性和強(qiáng)度，添加纖維素醚，并進(jìn)行配比優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，并分析得出當(dāng)纖維素醚摻量為0.2%（占膠凝材料）時(shí)效果最好。
3)為提升隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{的憎水性，向保溫砂漿中加入憎水劑，并進(jìn)行配比優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，分析得出憎水劑的最佳比例為8%，也就是占膠凝材料的8%時(shí)各方面性能最佳。
按以上試驗(yàn)所得到的配比進(jìn)行隔熱抗裂無機(jī)玻化微珠保溫砂漿的生產(chǎn)，并對(duì)研發(fā)出的隔熱抗裂無機(jī)?；⒅楸厣皾{進(jìn)行燃燒性能（A1級(jí)）、煙氣毒性、導(dǎo)熱系數(shù)等各項(xiàng)性能測(cè)試，同時(shí)根據(jù)傳統(tǒng)墻體保溫系統(tǒng)的施工工藝進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)和耐候性、抗風(fēng)壓值、抗沖擊性等各項(xiàng)系統(tǒng)性能測(cè)試，各項(xiàng)性能測(cè)試合格后進(jìn)行工程實(shí)例應(yīng)用，同時(shí)編制和完善企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程等相關(guān)資料。
[1] GB 50176-2003 《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》
[2] JGJ 134-2001 《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
[3] DB 32/478-2001 《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
[4] GB 8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》
[5] JGJ 253-2011《無機(jī)輕集料保溫砂漿系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》
[6] 張明良.?；⒅楸厣皾{配方的優(yōu)化.瓦克化學(xué)，2006（10）
[7] 楊航飛，胡水江，徐軍，徐利軍.?；⒅楸厣皾{性能探索.福建建材，2011（3）