建筑垃圾变废为宝 制出低碳环保防火保温材料
在上海火灾过后,越来越多的人开始关注建筑保温材料的防火性能。,用混凝土废弃物加工成的新型建筑材料可以完全杜绝保温材料的火灾隐患。这也意味着,潍坊每年产生的六七百万立方米的混凝土废弃物有了新用途。
堆积如山的混凝土废弃物正经过特殊设备进行粉碎转化,然后经过计量、搅拌、成型、蒸养、码垛五道程序,最后变成可以重新使用的建筑用砌块。在该公司院内,还有一些用这样的砌块垒起来的样板墙。该公司总经理赵仁会介绍,他们公司用废弃混凝土制成的建筑材料,已达到国家或行业标准,相比普通的建筑材料来说,质量和硬度都要高,而且使用这种材料还能减少建筑用钢量,降低工程成本。
废弃混凝土加工流水线市民在观看采用夹心保温技术的样板墙
在现场,被叫做“夹心外墙装饰样板墙”的展示墙体引起了大家的兴趣。赵仁会介绍,传统的楼房建筑,是利用外墙保温聚氨酯泡沫板,外层刷防水涂料的方式来达到保温效果的,但是防水涂料每隔3一5年就要重新刷一次。如果发生火灾,这样的保温材料会导致大火的迅速蔓延。而废弃混凝土制成的保温砌块,采用夹心保温的方式,把聚氨酯泡沫板夹在混凝土保温砌块中间,这种“两边混凝土中间泡沫板”的建筑方式能够把泡沫板跟火源完全隔绝开,同时可以使得保温材料的使用寿命与建筑基本一样长,不用重新刷防水涂料,寿命可达100年以上。
保温材料
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保温材料一般是指导热系数小于或等于0.12的材料。保温材料发展很快,在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料,往往可以起到事半功倍的效果。建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一吨石油。
传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率,降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高,必须要有较厚的覆层;而型材类无机保温材料要进行拼装施工,存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此,人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。
上世纪90年代,美国国家航空航天局(NASA)的科研人员为解决航天飞行器传热控制问题而研发采用的一种新型太空绝热反射瓷层(Therma-Cover),该材料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成的,它具有高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能,具有卓越的隔热反射功能。这种高科技材料在国外由航天领域推广应用到民,用于建筑和工业设施中,并已出口到我国,用于一些大型工业设施中。但美中不足的是,该材料20美元/kg的昂贵售价实在令国内许多行业望物兴叹,难以承受。由此,国内悄然掀起一股研发隔热保温新材料的热潮,且已率先在国内同行中研制成功具有高效、薄层、隔热节能、装饰防水于一体的新型太空反射绝热涂料。该涂料选用了具有优异耐热、耐候性、耐腐蚀和防水性能的硅丙乳液和水性氟碳乳液为成膜物质,采用被誉为空间时代材料的极细中空陶瓷颗粒为填料,由中空陶粒多组合排列制得的涂膜构成的,它对400~1800nm范围的可见光和近红外区的太阳热进行高反射,同时在涂膜中引入导热系数极低的空气微孔层来隔绝热能的传递。这样通过强化反射太阳热和对流传递的显着阻抗性,能有效地降低辐射传热和对流传热,从而降低物体表面的热平衡温度,可使屋面温度最高降低20℃,室内温度降低5~10℃。产品绝热等级达到R-33.3, 热反射率为89%,导热系数为0.030W/m.K。
发展趋势
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建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40%,绝大部分是采暖和空调的能耗,故建筑节能意义重大。而且由于该隔热保温涂料以水为稀释介质,不含挥发性有机溶剂,对人体及环境无危害;其生产成本仅约为国外同类产品的1/5,而它作为一种新型隔热保温涂料,有着良好的经济效益、节能环保、隔热效果和施工简便等优点而越来越受到人们的关注与青睐。且这种太空绝热反射涂料正经历着一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的方向转变,由厚层向薄层隔热保温的技术转变,这也是今后隔热保温材料主要的发展方向之一。太空反射绝热涂料通过应用陶瓷球型颗粒中空材料在涂层中形成的真空腔体层,构筑有效的热屏障,不仅自身热阻大,导热系数低,而且热反射率高,减少建筑物对太阳辐射热的吸收,降低被覆表面和内部空间温度,因此它被行家一致公认为有发展前景的高效节能材料之一。
当今,全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展,在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时,更强调有针对性使用保温绝热材料,按标准规范设计及施工,努力提高保温效率及降低成本。国内外纷纷展开薄层隔热保温涂料的研究,美国已有多家公司生产这种绝热瓷层涂料,如美国的SPM Thermo-Shield、Thermal Protective Systems推出的Ceramic-Cover、J.H.International的Therma-Cover等产品。这种太空绝热瓷层是根据美国航空和航天宇宙航行局NASA控制航天飞机热传导的工作原理研制而成的,适用于高压喷涂、无污染,具有良好的抗热辐射、薄层隔热、防水防腐蚀等性能。该材料已转向一般工业及民用隔热保温。而国内也有多家企业在研发该类材料,如薄层隔热反射涂料、太阳热反射隔热涂料、水性反射隔热涂料、隔热防晒涂料、陶瓷绝热涂料等等。主要是采用耐候性好、耐水性强、耐老化性强、有较强粘结力和弹性的、且能与保温填料、反射填料相溶性好的成膜材料,选择质轻中空、耐高温、热阻大、并具有良好反射性和辐射性的填料,折光系数高、表面光洁度高、热反射率及辐射率高的超细粉料适合作为反射填料,与成膜基料一起构成低辐射传热层,可有效隔断热量的传递。这种薄层隔热反射涂料与多孔材料复合使用可用于建筑物、车船、石化油罐设备、粮库、冷库、集装箱、管道等不同场所涂装。
特点
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保温材料工业设备和管道的保温,采用绝热措施和材料气凝胶最早应用于美国国家航天局研制的太空服隔热衬里上。具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。其常温导热系数0.018W/(K·m)且绝对防水,保温性能是传统材料3~8倍。 [1-2]
隔热衬里上具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。
重量轻,一般10-96kg/m3,20kg/m3以下为毡,24-48kg/m3为中硬板,48-96kg/m3为硬板,其中48kg/m3可做天花板,软化点为500°C左右,保温300°C,美国用量较大,k=0.9。
硅酸钙绝热制品国内70年代研制成功,具有抗压强度高,导热系数小,施工方便,可反复使用的特点,在电力系统应用较为广泛。
国内大部分普遍为小作坊式生产,之后相继从美国引进四条生产线,工艺技术先进,速溶速甩成纤、干法针刺毡,质量稳定,可耐温800-1250°C。
特点:酸度导数2.0以上,耐高温,一般化工管道1000°C多,必须用这种材料。溶温在2000°C左右。
主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料,但建筑领域应用存在问题。多用于钢丝网夹芯板材,彩色钢板复合夹心板材,虽然有一定限制,但发展较快,随着建筑防火对材料要求越来越严格,对该材料应用提出了新课题。
保温材料可收集多余热量,适时平稳释放,梯度变化小,有效降低损耗量,室温可趋、冬季保温均可起到平衡作用。在新楼装饰和旧楼改造中,克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病;而且安全可靠与基底整体粘结,随意性好,无空腔,避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应形成化合物,渗入主墙微孔隙中,形成共同体,确保干态粘结性,并改善湿态粘结保值率,具有极好粘结性。选用漂珠、水镁石纤维(管状纤维)等原材料,其结构中形成封闭的憎水性微孔隙空腔结构,作为相变材料载体,可确保相变材料长期实用性。
主要分类
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按材料成份分类
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1、有机隔热保温材料
2、无机隔热保温材料
3、金属类隔热保温材料
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按材料形状分类
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1、松散隔热保温材料
2、板状隔热保温材料
3、整体保温隔热材料
按材料成份分类
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有机材料
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1、有机类保温材料主要有聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等。
2、有机保温材料具有重量轻、可加工性好、致密性高、保温隔热效果好,但缺点是:不耐老化、变形系数大、稳定性差、安全性差、易燃烧、生态环保性很差、施工难度大、工程成本较高,其资源有限,且难以循环再利用。
3、传统的聚苯板、无机保温板具有的优异保温效果,在中国的墙体保温材料市场中广泛使用,但是不具备安全的防火性能,尤其是燃烧时产生毒气,其实此类材料的使用在发达国家早已经被限制在极小的应用领域。中国建筑物因大面积使用聚苯板保温材料所引发的火灾事故频发,造成了巨大的经济损失和人身伤亡。
4、经济性:综合造价低。
自国务院颁发的《国务院关于加强和改造消费工作的意见》(国发[2011]46号文以后,聚氨酯(简称PU)保温材料在国内建筑市场上出现了上升势头。而公安部消防局2012年第350号公布,正式取消执行65号文以来,国内保温材料市场已出现明显变化:A级无机保温材料市场急剧下降,有机保温材料明显上升,PU建筑保温材料产能、产量和市场均出现了空前增长势头。B1级聚氨酯喷涂保温材料、PU无机复合板材和结构阻燃型PU保温材料等将有巨大发展空间。
PU建筑保温材料应不断加强质量稳定,不断提升技术,不断坚持行业自律,使其保持持续、稳定、健康发展势头。本文对我国PU保温材料在建筑节能领域中的应用现状及其发展趋势做一下介绍,供同行参考。
国家和地方2012年颁布的政策为PU建筑保温材料推广应用铺平了道路。
1.65号文为PU保温材料推广应用解除枷锁
2012年12月3日,公安部消防局发布了《关于民用建筑外保温材料消防监督管理有关事项的通知》,即公安部消防局2012年第350公告,决定从即日起不再执行2011年3月14日颁布的65号文。
65号文颁布后,在政策上限制了PU外墙保温材料在建筑节能市场上的应用,对PU建筑保温材料推广极为不利。65号文终止执行表明,对建筑外墙保温必须使用防火级别达到A级材料的规定正式予以撤销。350号文则意味着从防火安全政策层面上,明确了PU外墙保温材料未来允许用于建筑外墙保温系统,从而给PU保温材料迎来了来之不易的发展契机。
2012年3月3日,北京市公安局、北京市住房和城乡建委、北京市规划委联合颁布了关于加强老旧小区综合改造工程外保温材料使用与消防安全管理工作
橡塑保温板外形美观整洁,环保,施工也比较方便,而且隔音,绝热效果也相当好。因为它有独立的细密的气室,能有效的隔音,可以用于需要安静的环境中或者要求降噪的工程项目,用它隔音,既不会刺激人体的皮肤,也不会危害身体健康。另外它海岸有隔热效果,它的独立的细密的起泡结构,形不成空气对流,导热系数很小,并且还有防腐蚀的功效,是一种优质的隔热材料。
因为橡塑保温板有很强的隔热,隔音的效果,隔离性很强,导热系数<0,0.325W/MK,像暖壶一样,不容易将热量散播出去,外部环境的温度很难对内部的温度造成影响,内部的温度不会被吸收,从而保留了里面的温度。
基于上述特性本品被广泛中央空调冷冻机房、建筑、船舶、车辆等行业的各类水汽管道的保温、隔热。并获得了理想的使用效果。由于本材料的柔软、耐屈绕等特点,可加工制作健身器材、医疗器械、日用品的把套、扩套。安装简易快捷,本品材质柔软,施工安装方便。对于管道的安装,可随管道及安装进度套上后一起安装,也可以将管材剖开后,再用专业胶水粘合而成。对于阀门、弯头、三通等复杂形状,将板材及管材按实际要求切割,再依据不同形状选型包上,粘合即可。
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