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  膨胀玻化微珠保温砂浆在节能工程中的应用  
发布者:admin 发布时间:2010-7-23 阅读:3912次 【字体:
 
膨胀玻化微珠保温砂浆在节能工程中的应用
 
[摘要]以无机材料玻化微珠为骨料的保温砂浆与传统的聚苯颗粒、普通珍珠岩相比,它克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化,在浆料搅拌中体积收缩率大,易造成产品后期强度低和空鼓开裂等现象。同时又弥补了聚苯颗粒有机材料易燃、防火性能差、和易性差、施工中反弹性大等缺陷。自身具有保温性、抗老化、耐侯性、防火性、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好,施工性好等特点。
[关键词]玻化微珠   保温砂浆   抗裂砂浆   干混砂浆   节能环保
 
 
21世纪前20年将是我国建筑业的鼎盛时期,目前我国每年以16亿~20亿m2的建筑速度在发展。然而不仅既有的近400亿m2建筑中99%为高耗能建筑,新建筑中95%以上仍属于高耗能建筑,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑3倍以上。目前我国空调负荷已达到4500万kw,相当于2.5个三峡电站满负荷发电。按照目前建筑能耗水平发展到2020年,我国建筑能耗将达到10.89亿tce(吨标准煤),超过2000年的3倍,空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷出力。所以建筑节能已成为国家的重大战略问题。因此到2010年我国的建筑节能目标是,全国各城市及城镇按照不同气候区域新建建筑将普遍分别实施节能率为50%的JGJ26-95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》、JGJ134-2001《夏热季冬冷地区居住建筑节能设计标准》、JGJ75-2003《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》以及《建筑照明节能标准》等标准要求。北京、天津等少数大城市率先实施节能率为65%的地方节能标准。 通过示范倡导,推动村镇居民建筑实施节能率50%的居住建筑节能标准。
我省建筑节能工作也在逐步开展。建筑节能主要包括墙体节能、门窗节能、屋面节能、地面节能等四个方面。墙体节能保温又是建筑节能的重要部分。我公司承揽的交通小区17#楼为一个15层的框架结构,该工程的外装饰施工中成功应用了由北京华伟佳科技有限公司提供的玻化微珠保温型干混砂浆作为实现墙体保温的材料,施工中体现出了其独特的性能优势。我们对该材料的全过程使用作了详细的总结,希望能对我省的建筑节能以及砂浆的应用起到推动作用。
1、材料介绍:
交通小区17#楼外墙抹灰施工中采用了玻化微珠保温型干混砂浆和抗裂型干混砂浆抹灰材料。干混砂浆是将干性颗粒粉状的建筑骨料、胶结料和多种改性添加剂根据使用要求和用途不同,按照一定比例在专业生产厂家进行优化配合并搅拌均匀,混合成一种颗粒干粉状的混合物,用袋装或散装形式运送到建筑工地,现场加水搅拌后直接用于施工使用的材料。
干混砂浆具备品质稳定、功效提高、质量优异、品种齐全、施工性能良好等多项优点,国外从上世纪50~60年代已经开始发展,我国从90年代开始出现,现在已经得到了国家相关部门的政策支持。
玻化微珠是一种经过特种高温工艺生产而成的球状玻璃质矿物质,是一种耐高温轻质绝热的无机材料,它容重轻、导热系数小,同时该种材料具有防火、保温、隔热等优良性能。由玻化微珠为骨料和改性干粉粘结剂均匀混和,形成的单组份干混砂浆,具有保温、抗老化、耐水、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好等诸多特点,同时具有优异的隔热性能和防虫蚁噬蚀。大大提高完善了干粉保温砂浆的综合性能和施工效率。
在玻化微珠保温层表面抹涂一层2mm厚的具有防水、抗渗、抗裂性能的抗裂砂浆,与玻化微珠保温层复合,形成一个集保温、隔热、抗裂、防火、抗渗于一体的完整体系。    
2、工艺特点:
2.1品质稳定:
采用工业化生产的玻化微珠保温砂浆对原材料和配合比进行了严格的控制,在施工现场仅需要加水搅拌,确保了砂浆质量的稳定性、可靠性。相对于我省工人的缺少经验、素质不一的实际情况,这一特点充分显示出了其优越性。
2.2工效提高:
大规模的商品化生产,节约现场的搅拌时间,而且材料柔性好、施工性能好,所以不仅提高了生产效率,施工效率也明显提高,本工程外墙抹灰近10000m2,仅用了10天的时间,而且观感很好。
2.3施工性能好:
玻化微珠保温型干混砂浆独特的配料技术使其和易性很好,产品易涂刮,保水性好,可免去基层预湿和后期淋水养护等工序,产品附着力强,抗流挂性好,所以砂浆在施工中不下垂,不流挂,大大节约了施工中的损耗。
2.4材料独特性:
采用无机材料玻化微珠为骨料的保温砂浆与传统的聚苯颗粒、普通珍珠岩相比,它克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化,在浆料搅拌中体积收缩率大,易造成产品后期强度低和空鼓开裂等现象。同时又弥补了聚苯颗粒有机材料易燃、防火性能差、和易性差、施工中反弹性大等缺陷。自身具有保温性、抗老化、耐侯性、防火性、防虫蚁噬蚀、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好等特点,而且施工工艺特别简单。
3、适用范围:
玻化微珠保温砂浆及其相应体系的抗裂砂浆适应于多层及高层建筑的钢筋混凝土、加气混凝土、砌块、烧结砖和非烧结砖等的内外保温抹灰工程及地下室、车库、楼梯走廊、消防通道等公共设施防火保温。对于当今各类旧建筑物的保温改造工程也很适用。
4、施工机具:
4.1   脚手架体系:可采用吊蓝脚手架,作业前务必经调试安全可靠以后方可运行。
4.2   350卧式砂浆搅拌机或手提电动搅拌机、垂直运输机械、水平运输机械。
4.3  常用抹灰工具:2.5m大杠、1.5m中杠、线坠、方尺、托灰板、铁抹子、木抹子、小压子、塑料抹子、阴阳角抹子。
4.4  常用检测工具:经纬仪、放线工具、2m靠尺板、八字靠尺、方口靠尺。
 
5、材料性能指标:
 
5.1  玻化微珠主要性能:
                                                                 化学成份                       表一
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MnO
72.00
0.09
12.31
0.54
0.8
0.06
MgO
CaO
K2O
Na2O
P2O5
烧矢量
0.14
1.00
4.67
3.29
0.04
4.94
                 
           
物理性能                    表二
性 能 名 称
材料指标
粒度(mm):
0.1~2.0
容重(kg/m3):
80~100
导热系数(w/m.k):
0.032~0.045
漂浮率:
≥98%
表面玻化率:
≥95%
吸水率(真空抽滤法测定的%):
20~50
筒压强1Mpa压力的体积损失率:
38%~46%
耐火度:
1280~1360℃
使用温度:
1000℃以下
 
 
5.2玻化微珠保温干砂浆:
表3  玻化微珠保温型干混砂浆性能           
序号
性 能 名 称
产品性能
1
干密度(kg/m3
≤300
2
料浆密度(kg/m3
≤660
3
导热系数[w/(m.k)]
≤0.07
4
抗压强度(kPa)
≥350
5
粘结强度(kPa)
≥100
6
抗拉强度(kPa)
≥200
7
线性收缩率(%)
≤0.3
8
软化系数
≥0.6
9
燃烧性能
A级
10
凝结
时间
初凝时间(h)
≥1.0
终凝时间(h)
≤2.0
 
5.3抗裂砂浆:
抗裂砂浆性能                 表四
项目
项    目
标准要求
本产品性能
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MPa
砂浆
-
聚苯板
常温常态
≥0.10或聚苯破坏
聚苯破坏
耐水
≥0.10或聚苯破坏
聚苯破坏
耐冻融
≥0.10或聚苯破坏
聚苯破坏
砂浆
-
砂浆
常温常态
≥0.70
0.9
耐水
≥0.50
0.7
耐温
≥0.50
0.7
耐冻融
≥0.50
0.7
柔韧性(28d压折比)
≤3
2.0
可操作时间,h
≥2
2
24h吸水量,g/m2
≤1000
580
抗裂性
5mm以下无裂纹
无裂纹
透水性(24h),ml
≤3
1
水蒸气透过湿流密度,g/m2•s
≥1.00
3.0
6、保温热工计算:
交通小区17#楼为框剪结构,外墙结构为200mm厚钢筋混凝土剪力墙和200mm厚的加气混凝土砌块填充墙。根据JGJ 26-95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》所规定要求,寒冷地区(华北地区,主要是满足冬季保温要求,部分地区兼顾夏季防热)的外墙保温墙体传热系数在0.82—1.16〔W/(m2·K)〕标准范围,所以我们采用了在外墙体抹40mm玻化微珠保温砂浆,其复合后墙体传热系数为:
(1)        混凝土墙体K1=1/(R1墙体热阻+R2(40mm)保温层热阻+R3水泥砂浆面饰层热阻+0.15)=1/(0.156+0.588+0.032+0.15)=1/0.926=1.08
(2)        加气混凝土墙体K2=1/(R1墙体热阻+R2(40mm)保温层热阻+R3水泥砂浆面饰层热阻+0.15)=1/(1.702+0.588+0.032+0.15)=1/2.470=0.40
注: 0.15是抹面感热阻和散热阻系数和。
由此可见满足节能50%的要求。
7、施工工艺
7.1工艺流程:
    基层墙面清理(混凝土墙面界面处理)    测量垂直度、套方、弹控制线      做灰饼、 冲筋、做口    抹保温砂浆    弹分格线、开分格槽、嵌贴滴槽       抹抗裂砂浆     刷底层胶     刮耐水腻子     面层装饰
7.2作业条件:
7.2.1  结构工程全部完成,并经有关部门验收合格。 
7.2.2  门窗框与墙体联结处的缝隙按规范规定嵌塞。
7.2.3  外墙表面的灰尘、污垢和油渍应清理干净。
7.2.4  样板已完成并验收合格。
7.2.5  脚手架搭设完成并验收合格。横竖杆与墙面、墙角的间距应能保证满足保温层厚度和满足施工要求。
7.2.6  施工环境温度不低于5℃。严禁雨天施工。
7.3 基层处理:
施工前清除墙面浮灰、油污、隔离剂及墙角杂物,保证施工作业面干净,混凝土墙面上因有不同的隔离剂,需做适当的界面处理。其他墙面只要剔除突出墙面大于10mm的异物保证干净即可,不需特殊处理。
7.4料浆配制:
7.3.1  按照料浆所需水灰比(0.85~1:1),先将水放入搅拌容器中,开动搅拌机,再将保温型干混砂浆慢慢放入加水后的搅拌容器中。
7.3.2  搅拌机搅拌3~5分钟,使料浆成均匀膏体状,即可使用。
7.3.3  砂浆必须即配即用,一小时内用完。
7.4抹灰工序:
7.4.1  当窗框安装完毕后将窗框四周分层填塞密实,保温层包裹窗框尺寸控制在10mm。
7.4.2贴饼冲筋
依据基层表面平整度、垂直度的实测结果和保温层的设计厚度来确定灰饼厚度,操作时先贴上部灰饼,后贴下部灰饼,下部灰饼依据上部灰饼吊垂直来确定。灰饼和冲筋的材料采用保温砂浆的同种材料,以免形成热桥,保温层最后一次抹灰时应达到冲筋厚度。
7.4.2  在清理干净的墙面上,用配好的保温料浆压抹第一层(厚度不低于10mm),使料浆均匀密实将墙面覆盖,稍待干燥后按设计要求抹至规定厚度,并用大杠搓平,门窗、洞口、垂直度平整度均达到了规范质量要求后,再在表面进行收平压实。
7.4.3  抹灰厚度大于3㎝时,可分二次抹涂,待第一次抹浆硬化后即可进行第二次抹浆,抹涂方法与普通砂浆相同。
7.4.4  保温砂浆硬化后在其表面涂刮抗裂砂浆罩面,涂刮厚度为1~2mm,使其具有很好的防渗抗裂性能。同时对后续装饰工程形成很好界面层,增强装饰装修效果。
7.5细部处理:
7.5.1色带:
设计要求用色带来体现立面效果时,在保温砂浆施工完毕后,弹出色带控制线,用壁纸刀开出设定的凹槽,深度约为10mm,处理时应做工精细,保证色带内表面和侧面的平整和光滑。抗裂砂浆施工时,色带和大面同时进行,色带部位用专用小型工具,作出阴阳角,并保持平整和顺直。
7.5.2滴水槽
根据设计要求弹出滴水槽控制线,然后用壁纸刀沿控制线划开设定的凹槽,用抗裂砂浆填满凹槽后将滴水槽嵌入凹槽,并与抗裂砂浆粘结牢固,然后将挤出的抗裂砂浆清理掉,确保粘结牢固。滴水槽的位置应处于同一水平面上,并距窗口外边缘距离相等。
7.6外装饰
保温砂浆属于柔性涂层,所以严禁在其表面进行刚性涂层施工。其外装饰可以按照设计要求进行涂料装饰、贴瓷砖、干挂石材等,但与其配套使用的涂料必须是弹性涂料和柔性耐水腻子,专用面砖粘结剂等,以保证施工效果。
8、注意事项:
8.1  保温型干混砂浆和抗裂砂浆为专业厂家严格按照专业配方配置好的袋装材料,现场施工只需按照要求加水搅拌,不需添加任何外加剂,配制好的砂浆要即时用完。
8.2  采用机械搅拌方式,搅拌时间确保3分钟,保证施工质量。
8.3  施工现场唯一需要加入的就是水,所以必须对水的计量严格控制,确保水灰比正确。
8.3  产品运到工地注意防水、防潮、贮存期不宜超过3个月。
8.4  施工完毕后应注意成品保护,墙面避免磕碰及水冲浸泡,并保持室内通风干燥,冬季施工注意防冻。
8.5  每次施工完毕后,要及时清洗干净施工工具和搅拌器材,以免影响下次使用。
9、保温砂浆应用推荐:
目前诸多地区的节能标准仍然为50%,本着大众化考虑,根据保温型干混砂浆的性能指标,结合不同基层材料的传热系数,得出了各种墙体满足节能要求的复合传热系数,所需保温砂浆的推荐厚度,以供参考。
 
不同地区节能50%实施标准    表五
分区名称
设计要求
使用标准
外墙传热系数限值
[W/(m2·k)]
体形系数<0.3
体形系数>0.3
严寒地区
必须充分满足冬季保温要求,一般可不考虑夏季防热
JGJ26—95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》
0.52—0.68
0.4—0.56
寒冷地区
满足冬季保温要求,部分地区兼顾夏季防热
1.16
0.82
夏热冬冷地区
必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温
JGJ134—2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》
D≥3
K≤1.5
D≥2.5
K≤1.0
夏热冬暖地区
必须充分满足夏季防热要求,北区兼顾冬季保温,南区可不考虑冬季保温
JGJ75—2003《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》
 
 不同地区、不同材料基墙上达到节能50%所需抹灰厚度     表六
 

传热系数        厚度
 
基层材料
夏热冬冷及夏热冬暖
地区
寒冷地区
 
2cm
3cm
4cm
外3内2
外3内3
16cm钢筋混凝土剪力墙
1.76
1.39
1.16
1.01
0.86
18cm钢筋混凝土剪力墙
1.72
1.37
1.14
0.98
0.85
20cm钢筋混凝土剪力墙
1.69
1.35
1.12
0.96
0.84
24普通粘土砖
1.29
1.08
0.93
0.82
0.73
24烧结多孔砖
1.20
1.02
0.89
0.78
0.70
20陶粒空心砌块
1.03
0.90
0.79
0.71
0.64
20承重空心砌块
1.34
1.123
0.96
0.84
0.75
20炉渣空心砌块
1.17
1
0.87
0.77
0.69
 
可见在我国夏热冬冷、夏热冬暧地区要求节能达到50%,采用保温型干混砂浆抹灰30mm~40mm厚,即可达到国家JGJ134—2001、JGJ75—2003标准所规定的节能50%要求,在我国寒冷地区建筑节能要求达到50%,可根据设计要求提高保温层厚度,其抹灰厚度大于50mm即可达到JGJ26—95标准所规定的节能50%要求,但为尽量减少单面增加保温厚度不利因素,拟采用墙体内、外复合保温。严寒地区则需要相应提高复合保温层的厚度,以解决冬长低温建筑节能要求。
10、结束语
通过对玻化微珠保温砂浆的应用,我们充分认识到了该产品的施工性能优越性。采用以玻化微珠为轻质绝热骨料的单组份保温型干混砂浆不仅在墙体保温要求上符合国家相关建筑节能标准,而且在现场施工性能上表现出其独特的优势。
(1)  该产品为单组份保温型干混砂浆,由专业生产厂家按照专业配方精确配置,保证了产品质量的稳定性,克服双组份或多组份保温砂浆在现场配合的质量不稳定性。
(2)  产品粘结强度高,早期强度提高快,明显优于聚苯颗粒和普通珍珠岩为轻质骨料的保温砂浆,产品一次操作成活,缩短了二次抹灰时间,且不需要贴网格布,提高了施工效率。
(3)  产品保水性和抗裂性好,在各种基材的墙体上不需浇水或界面处理,可直接干抹于墙面上,不空鼓、不开裂,大大提高了施工效率和综合性能,降低工程成本。特别是在夏热冬冷和夏热冬暧地区使用,具有优异的保温和热隔性能,将会产生极好的社会和经济效益。
此外,玻化微珠在其他领域的应用在国内外已经很快得到推广,优良的轻质、绝热、吸水率小和热电绝缘性能决定了产品具有广泛的用途:可代替河砂作骨料配制内外墙保温和砌筑抹面砂浆,可制作高档保温装饰板材,可作轻质耐火砖,轻质耐火浇筑料,搪瓷材料的主要配料,在耐火材料行业中,利用玻化微珠替代粉煤灰漂珠,生产轻质耐火保温砖和异型浇铸料,在化工行业中, 利用玻化微珠作为密实调节剂,在冶炼行业替代珠光砂等方面,均取得了很好的社会和经济效益。
实践证明玻化微珠确实是一种应用范围广泛,性能优异的材料,在当今提倡节能、环保的时代,我们将抓住这个历史性的机遇,在该领域有所发展,为我国发展新型节能环保材料作出贡献。

 
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