新型节能墙体材料的地位、分类及应用分析

新型节能墙体材料的地位、分类及应用分析

　　摘要：随着社会经济的不断发展，建筑节能墙体材料在建筑节能中的地位日益突出，节能降耗面临严峻局面。针对我国目前节能建设现状，介绍了环保节能墙体材料的分类和应用，并对环保节能墙体材料的前景进行了分析和瞩望。

　　关键词：新型材料;节能;墙体材料

　　1、建筑节能材料在建筑节能中的地位

　　1.1节能降耗是全社会面临的重要任务

　　建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40%～50%，墙体材料在房屋建材中约占70%，是建筑材料的重要组成部分，建筑物能量的损耗约50%来自墙体。“十二五”期间，中国城镇将新建40～50亿平方米建筑，在全国范围内执行65%的节能标准。

　　1.2节能建筑材料是建筑节能的根本途径

　　节能建筑材料作为节能建筑的重要物质基础，是建筑节能的根本途径。在建筑中使用各种节能新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和节约能源，既要符合国家产业政策要求，又要能改善建筑物的使用功能，同时坚持“综合利废、因地制宜、市场引导”的原则。

　　2、新型建筑墙体材料的分类

　　就其品种而言，新型墙体材料主要包括砖、块、板等，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。

　　2.1空心黏土砖

　　在我国开展墙改工作初期，墙体材料主要为实心黏土砖，为了打破这一局面，所以用空心黏土砖逐步替代实心黏土砖的使用，以有效控制实心黏土砖的生产与使用。

　　2.2混凝土制品

　　主要有混凝土砖及混凝土砌块。该类产品充分各地现有资源，通过加入较高含量的粉煤灰等工业废渣，或以陶粒做骨料生产非承重墙体制品。

　　普通混凝土砖：以水泥为胶结料，石粉、碎石末、砂、废渣或轻集料、粉煤灰等为粗、细集料，经搅拌压制成型，自然养护而成。产品规格为240×115×53mm，密度等级为500-1200七个等级。承重混凝土砖抗压强度为Mu10-30，吸水率为6-10%;非承重混凝土砖抗压强度为Mu3.5、Mu5.0、Mu7.0，吸水率为10-18%。容重与黏土砖相近、施工方便，与砌筑和粉刷砂浆粘结强度高。

　　普通混凝土小型空心砌块：属于空心薄壁材料，单排孔容重在1200 kg/m3左右，双排孔容重在1400 kg/m3左右，传热系数2.97W/(m2・K)。一般用于承重结构内、外墙体。强度为Mu5-25，相对含水率应控制在40%左右，干缩率应控制在0.045%。

　　砼多孔砖：以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料(也可利用工业废渣)，以水搅拌成型，经养护而制成的多排小孔砼砖。主要规格240×115×90mm，空洞率大于30%。

　　砼空心砖：水泥为胶结料，砂、石或轻集料为主要集料，粉煤灰为掺合料，加水搅拌成型，自然养护而制成的用于非承重墙体，空洞率不低于40%的砼空心砖。有二、三、四排孔，容重等级800-1400 kg/m3;相对吸水率不大于40%;干燥收缩率小于0.060%。对于利用废渣集料的砼空心砖，要求碳化系数不低于0.8，软化系数不低于0.75。

　　轻集料砼小型空心砌块：以人造轻集料(烧结粉煤灰、粘土、页岩陶粒和非烧结粉煤灰轻骨料)或天然轻集料(浮石、火山岩、沸石)或利废材料(炉渣、页岩渣、煤矸石)为轻粗骨料，以砂或轻细材料(陶砂、膨胀珍珠岩、炉渣)为细集料，水泥为胶结料，经加水混合、搅拌、成型、养护而成。其容重小于1400 kg/m3，作为承重构造体系时，相对含水率应控制在40%左右，干缩率应控制在0.045%;非承重时干缩率可到0.060%。

　　2.3煤矸石烧结制品

　　以煤矸石为主要原料，经破碎、均化、搅拌成型，煅烧而成。该产品与普通粘土砖规格相同，性能接近，可按普通粘土砖设计、施工、验收。

　　2.4粉煤灰制品

　　粉煤灰是燃煤发电场的废弃物，由于其具有轻质多孔的特点和潜在的水硬性，可以作为多种建材的生产原料。开发粉煤灰建材不仅可以解决能源和资源问题，同时解决了这种工业废弃物造成的污染问题。今后在粉煤灰综合利用方面，需要重点开发研究的有：大掺量粉煤灰制品;各种免烧结、免蒸养自然养护工艺的粉煤灰砖制品和粉煤灰陶粒等。

　　以粉煤灰、水泥、各种轻重集料、水为主要组分拌合制成混凝土砌块或砖。粉煤灰利用率不低于原材料总量的20%，水泥掺入量不低于原材料总量的10%。主要用作填充墙体材料，产品干缩率控制在0.060%，碳化系数不低于0.7。

　　2.5自保温砌块

　　自保温墙体材料可选择导热系数低、热阻值大、容重低、强度合适的材料，如轻质砼砌块、加气混凝土。也可利用墙体产品自身空洞，通过对产品保温的二次加工或墙体施工过程的保温处理，达到提高墙体热工性能的目标，如在空洞内置EPS块、玻化微珠、蛭石颗粒、膨胀珍珠岩等。

　　2.6 轻质内墙隔条板

　　GRC轻质多孔隔墙条板以膨胀珍珠岩为主材，低碱或快硬硫酸铝酸盐为胶结材料和低碱玻纤涂塑网格布，经挤压成型、自然养护而成。石膏条板以石膏为主材，加入普通水泥、膨胀珍珠岩和中碱涂塑网格布挤压成型经自然养护而成。轻质混凝土条板采用普通硅酸盐水泥为胶结料，工业废渣或陶粒，可掺入粉煤灰，根据需要可加筋增强(低碳冷拔钢丝)，经挤压成型养护而成。植物维条板(FCC板)采用轻烧镁粉、秸秆(细度60-80目)、玻纤为中碱熟丝或无碱拌合，挤压成型养护而成。粉煤灰泡沫水泥条板(ASA板)采用粉煤灰、轻烧镁粉、低碱或快硬硫酸铝酸盐为胶结材料，耐碱玻纤涂塑网格布等，经均化、发泡、成型、养护而成。硅镁加气水泥隔墙板(GM板)采用铝酸盐水泥、轻烧镁粉、粉煤灰、维尼纶纤维等材料，均化、发泡、高温、高压养护而成。

　　2.7复合墙板

　　复合墙板具有轻质、高强、保温隔热性能优良，集围护、装饰、保温隔热为一体的多功能新型板状墙体材料。一般有三种形式：保温层在两层中间、保温层设置在复合板两侧、保温层设置在复合板一侧。根据保温隔热层所用的材料，分为有机和无机两大类;按面层所用的材料可分为金属和非金属两大类。

　　聚苯乙烯夹芯复合板(金属面EPS板)，具有轻质、高强，集承重、隔热、防水、装饰于一体，耐腐蚀，便于施工。导热系数0.034 -0.037W/(m・K)。类似的板材有：铝塑聚苯乙烯夹芯复合板、塑钢聚苯乙烯夹芯复合板。聚氨酯夹芯复合板，一般以彩色镀锌钢板为面材，经辊压成为压型板，然后与液体聚氨酯复合发泡而成。导热系数0.017 -0.023W/(m・K)。适用于工业与民用建筑保温外墙和屋面保温。

　　混凝土岩棉复合外墙板是以混凝土饰面层、岩棉保温层和钢筋混凝土结构层三层连成的具有保温、隔热、隔声、防水等多功能的复合外墙板。有承重和非承重之分。由150mm厚钢筋混凝土结构层、50mm岩棉保温层和50mm混凝土饰面层组成的承重混凝土岩棉复合外墙板，自重为500-512Kg/m2，平均热阻值为0.99，传热系数1.01。由50mm厚钢筋混凝土结构层、80mm岩棉保温层和30mm混凝土饰面层组成的非承重薄壁混凝土岩棉复合外墙板，自重为176-256Kg/m2，平均热阻值为1.70，传热系数0.59。

　　2.8蒸压轻质加气混凝土制品

　　2.8.1轻质加气混凝土

　　轻质加气混凝土(Autoclaved Lightweight Concrete)，简称ALC。是以硅砂、水泥、石灰为主要原料，采用防锈处理的钢筋增强，经过高温、高压、蒸汽养护而成的多空混凝土制品。该技术于1934年诞生于瑞典，六十年代初传入日本。ALC制品内部由互不连通的微小气孔组成，导热系数为0.13W/(m・K)，保温隔热性能优于普通混凝土10倍。该产品为不燃硅酸盐物料，体积热稳定性好，热迁移慢，具有很好的耐火性。立方体抗压强度可达4MPa。无放射性，无有害物质。

　　2.8.2泡沫混凝土

　　泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注型、养护而成的一种多孔混凝土材料。泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙，所以具有良好的物理力学性能。

　　泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫，在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料，常用的外加剂与普通混凝土一样，为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。

　　泡沫混凝土的密度小，密度等级一般为300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3，近年来，密度为160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。

　　由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/(m・K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。

　　泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，防水能力强，冲击能量吸收性能好，可大量利用工业废渣，价格低廉等优点。

　　2.9陶粒增强加气砌块

　　该产品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管桩厂的离心余浆为主要原料经过轻质陶粒和引气浆体制备、混合、浇模、静养、自动切割、蒸汽养护等工艺制备而成。砌块干体积密度450-750 kg/m3，导热系数0.11-0.18W/(m・K)之间，是黏土砖的五分之一，混凝土的八分之一。强度可达3.5-7.5MPa，可直接用于建筑外围护结构。使用的原材料为不燃无机物，不产生有害气体。且有极强的抗渗性。陶粒切割面含有大量开口孔，与砂浆的粘结强度大于0.9MPa。

　　2.10免烧砖

　　①灰砂砖：以砂、生石灰、少量水泥为主要原料，经成型、蒸汽养护制成。强度高于Mu10，干密度1700-1900Kg/m3，传热系数1.1W/(m2・K)。主要用于多层承重构造墙体。按制作工艺不同可分为彩色灰砂砖、灰砂空心砖、碳化灰砂砖、免烧灰砂砖。②蒸压粉煤灰砖：以粉煤灰为主要原料、水泥(或掺入适量石灰、石膏、外加剂)为胶凝材料，加入部分破碎煤矸石(或石粉、砂)作骨料，经混合、碾压、搅拌、成型，通过高压或常压蒸汽养护而制成。强度等级Mu10-30，碳化系数不小于0.8。③煤矸石自养砖：以煤矸石(或掺炉渣)为主要原料，水泥(或掺入适量石灰、石膏)为胶凝材料，经拌合、搅拌、压制成型，自然养护而制成。一般强度在Mu10左右，抗折强度在2.5MPa左右。

　　3、结语

　　3.1注重资源节约

　　发展资源节约型节能建筑材料首先要通过建材企业对现有产品实行节省资源的措施，如降低单位产品原材料消耗，提高产品成品率和产品质量等。其次要充分利用回收资源，目前我国正处于大建设时期，要充分利用建筑垃圾，我国工业废渣和生活垃圾年产量约320亿吨，回收利用，替代原材料生产新型建材，不仅可减少环境污染和资源浪费，更重要的是可实现经济、环境的可持续性发展。

　　3.2注重能源节约

　　发展能源节约型建材就是要发展节能型新型材料，产品在生产和使用过程中都应考虑节能问题。如太阳能发电材料、高性能保温隔热材料等。

　　3.3注重环境友好

　　发展环境友好型建材就是要求建材产品不产生建筑垃圾，不污染生活环境，不影响人体健康，在生产过程中最大限度地减少对自然环境的破坏。随着物质水平的提高、消费观念的更新，人们的环保意识在不断增强，对建筑材料的环保要求不断提高。环境污染严重，对人体健康危害大的建材产品已逐渐被市场所淘汰，绿色环保型建材产品成为市场的销售热点。

　　3.4注重多功能化

　　随着社会经济的发展，人们消费观念的转变，建筑物不仅仅是遮风避雨的场所，还要满足安全、环保、舒适、方便和私密，旧有的建材已远不能满足人们的需要，开发和应用新型多功能材料成为人们追求的新目标。同时还要重视新技术、新产品的开发与应用，如将纳米技术与建筑材料结合，可开发出具有光催化性、抗菌、除臭、消毒等功能的生态建筑材料，从而改善人们的生活环境，提高人们的生活质量。

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