泡沫混凝土有望成為保溫材料首選

　　近年來(lái)，以聚苯板為主材的建筑保溫體系存在的火災(zāi)隱患、脫落隱患、耐久性、服役期后產(chǎn)生巨量垃圾等問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，業(yè)界呼吁淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有機(jī)保溫材料的聲浪日高。央視北配樓特大火災(zāi)之后，這一呼吁聲浪更掀高潮。大多數(shù)專業(yè)人士基本形成了共識(shí)，在建筑節(jié)能中以無(wú)機(jī)保溫取代有機(jī)保溫，只是時(shí)間問(wèn)題。行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)此已給予重視并開(kāi)展工作，建筑保溫材料的基本走向?qū)⑦M(jìn)一步明確。

　　以無(wú)機(jī)保溫材料取代有機(jī)保溫材料在建筑節(jié)能中已是大勢(shì)所趨，方向基本確定，那么淘汰聚苯泡沫、聚氨酯泡沫等有機(jī)保溫材料，以何種無(wú)機(jī)保溫材料取代，能否取代，技術(shù)上有無(wú)把握等，就成為業(yè)界乃至全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　筆者從事泡沫混凝土研究和實(shí)踐數(shù)十年，看到泡沫混凝土在我國(guó)得到應(yīng)用，建筑保溫步伐越來(lái)越快，專業(yè)隊(duì)伍日益壯大。由此認(rèn)為，泡沫混凝土應(yīng)該是有機(jī)泡沫保溫材料在建筑節(jié)能中的最佳取代者，而且在技術(shù)上也是基本成熟、有把握的。在未來(lái)的建筑節(jié)能中，泡沫混凝土很有可能會(huì)成為最大宗的主導(dǎo)材料。筆者對(duì)此充滿信心。

　　泡沫混凝土與有機(jī)保溫材料相比的優(yōu)勢(shì)

　　有機(jī)保溫材料本文是指以聚苯泡沫、聚氨酯泡沫為代表的，已在建筑中廣泛應(yīng)用的那些泡沫塑料。泡沫混凝土與這些材料相比，在建筑保溫中有很大優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)決定了以泡沫混凝土取代有機(jī)保溫材料是必須的，也是合適的。

　　1.防火

　　泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等其他有機(jī)保溫材料，都具有易燃性，且轟然性強(qiáng)，火勢(shì)兇猛，難以撲救。即使是阻燃型有機(jī)泡沫材料，也仍然避免不了火災(zāi)。我國(guó)最近的一些特大火災(zāi)，其工程使用的均是阻燃泡沫塑料。另外，泡沫塑料燃燒煙霧大，毒性大，彌漫起來(lái)可達(dá)幾公里。

　　泡沫混凝土以水泥為主料，為安全不燃材料，耐火級(jí)大于2小時(shí)，可達(dá)A級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)，完全可以滿足任何建筑的防火要求。以泡沫混凝土進(jìn)行建筑保溫，完全不會(huì)引發(fā)火災(zāi)。

　　更大的優(yōu)勢(shì)是，我們研發(fā)的現(xiàn)澆泡沫混凝土保溫墻體，可以將鋼結(jié)構(gòu)完全包覆在泡沫混凝土中，將鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)起來(lái)，即使發(fā)生火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)也不易變形倒塌、解決了鋼結(jié)構(gòu)的防火問(wèn)題，起到雙重防火的作用。

　　2.耐久

　　建筑的設(shè)計(jì)壽命一般為50~100年。有機(jī)保溫材料都有一個(gè)不耐老化問(wèn)題，難以和建筑同壽命。目前，建筑保溫相關(guān)規(guī)范對(duì)有機(jī)保溫材料的設(shè)計(jì)壽命大多為20~25年。這就意味著保溫層與建筑不能同壽命。一幢建筑至少要進(jìn)行2~4次保溫施工。這種對(duì)建筑的反復(fù)折騰，縮短了建筑的使用期，因?yàn)槊看问┕ざ家獙?duì)建筑造成損害。

　　泡沫混凝土耐久性大于50年，可與建筑同壽命，一次保溫施工可使建筑終身保溫，避免了多次保溫施工的不足。我國(guó)黑龍江等地的泡沫混凝土屋面保溫層，為上世紀(jì)50年代初期前蘇聯(lián)專家指導(dǎo)施工的工程，至今近60年依然完好無(wú)損，仍在使用。這充分證明了泡沫混凝土的耐久性。在規(guī)范施工的前提下，優(yōu)質(zhì)泡沫混凝土的服役期限完全可達(dá)100年，對(duì)重點(diǎn)建筑工程也是適用的。

　　另外，由于有機(jī)外墻外保溫和墻體結(jié)合不好，往往引發(fā)開(kāi)裂、脫落等工程事故，不但使工程的耐久性無(wú)法保證，脫落物下落也對(duì)人造成嚴(yán)重威脅。

　　泡沫混凝土大部分為墻體自保溫，不存在外保溫層脫落問(wèn)題。少部分采取外墻外保溫，大多為錨固或干掛，不易脫落，極少數(shù)采用粘貼。由于泡沫混凝土與墻體為同性材料，粘結(jié)十分牢固，也不易脫落。

　　3.隔聲

　　泡沫聚苯板等有機(jī)保溫材料的隔聲性較差。以50mm厚芯層的泡沫聚苯墻體為例，墻體兩邊的說(shuō)話聲清晰可聞，而50mm厚芯層的泡沫混凝土墻體，墻體兩邊的說(shuō)話聲則基本聽(tīng)不到。泡沫聚苯夾芯墻體敲打時(shí)嘭嘭響，發(fā)空，而泡沫混凝土夾芯墻體敲擊時(shí)卻沒(méi)有那么響，也沒(méi)有發(fā)空的感覺(jué)。

　　泡沫混凝土在閉孔率大于90%時(shí)成為優(yōu)異的隔聲材料，西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家用泡沫混凝土生產(chǎn)隔聲板。去年，我們已對(duì)外提供泡沫混凝土隔聲板生產(chǎn)技術(shù)，其產(chǎn)品全部出口美國(guó)。

　　4.無(wú)毒無(wú)害

　　泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有機(jī)保溫材料，在生產(chǎn)時(shí)釋放大量的有害氣體，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)氣味嗆人，對(duì)空氣污染嚴(yán)重，危害操作人員健康。其在使用前期仍有殘余氣味，在使用后期，其老化分解過(guò)程仍將釋放有害物質(zhì)。所以，其生產(chǎn)與使用均是不環(huán)保的。這還沒(méi)有考慮其容易造成的其他污染。

　　泡沫混凝土基本以無(wú)機(jī)材料為主體，生產(chǎn)時(shí)無(wú)有害物質(zhì)產(chǎn)生，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)任何異味。其在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生分解物，綠色環(huán)保。從建筑綠色化角度講，也應(yīng)該是建筑保溫的最佳選擇。

　　5.不會(huì)大量消耗石油資源

　　建筑節(jié)能除了減排的意義之外，還有降低我國(guó)能源消耗、保護(hù)國(guó)家能源安全的意義。而泡沫聚苯等有機(jī)保溫材料，大多以石油為起始原料，大量消耗石油資源，其應(yīng)用將加劇能源危機(jī)。它的使用雖可使建筑節(jié)能，但原料卻耗能，使節(jié)能與耗能相沖突，失去了節(jié)能的意義。

　　泡沫混凝土的原料為水泥，不以能源為原料。水泥的生產(chǎn)雖也有能耗，但畢竟低于泡沫聚苯的原料耗能及生產(chǎn)耗能總量。

　　與其他無(wú)機(jī)保溫材料相比的優(yōu)勢(shì)

　　可取代有機(jī)保溫材料的無(wú)機(jī)保溫材料主要是泡沫混凝土、加氣混凝土、泡沫玻璃、礦棉巖棉、?；⒅椤⑻樟５?。這些無(wú)機(jī)材料在未來(lái)的建筑保溫市場(chǎng)上，都將占有一定的比例，實(shí)現(xiàn)各種無(wú)機(jī)材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但泡沫混凝土的優(yōu)勢(shì)更多，憑借其優(yōu)勢(shì)，將在這些無(wú)機(jī)保溫材料中脫穎而出，占有建筑保溫的主體地位。

　　1.與加氣混凝土相比的優(yōu)勢(shì)

　　加氣混凝土與泡沫混凝土比較，其明顯的優(yōu)勢(shì)是強(qiáng)度比泡沫混凝土高，水泥用量少。加氣混凝土的水泥用量?jī)H5%~10%,而泡沫混凝土大多100%為水泥，至少也要50%以上的水泥。[Page]

　　但泡沫混凝土的綜合優(yōu)勢(shì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于加氣混凝土，使它在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有更大的市場(chǎng)份額。泡沫混凝土的最大優(yōu)勢(shì)有五個(gè)：

　　1）可以現(xiàn)澆施工

　　加氣混凝土因需蒸壓，無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)施工。泡沫混凝土一輛汽車就可把全套設(shè)備拉到現(xiàn)場(chǎng)，7個(gè)人一天可現(xiàn)澆100~200m3.現(xiàn)澆屋面保溫層、現(xiàn)澆地暖保溫層、現(xiàn)澆各種自保溫墻體、現(xiàn)澆外墻外保溫墻面、現(xiàn)澆樓地面墊層、現(xiàn)澆灌芯立柱，都是泡沫混凝土的強(qiáng)項(xiàng)，且將在未來(lái)的建筑保溫中大顯身手?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，將來(lái)建筑保溫應(yīng)用量最大的，可能是現(xiàn)澆泡沫混凝土。

　　泡沫混凝土雖然材料成本高，但由于它可以現(xiàn)澆，省去了大量的生產(chǎn)能耗與制品加工成本，且密度低，生產(chǎn)原材料總用量少。就把總成本降了下來(lái)，化解了它的劣勢(shì)，成本反而低于加氣混凝土。以自保溫墻體為例，每立方米加氣混凝土北京價(jià)格約為200元，加上砌筑費(fèi)及運(yùn)費(fèi)，總成本應(yīng)不會(huì)低于300元。而墻體現(xiàn)澆泡沫混凝土總成本僅130元/m3,如考慮由于其密度低（加氣混凝土600~700kg/m3,現(xiàn)澆泡沫混凝土300~400kg/m3），可減薄墻體，降低了保溫材料用量，則現(xiàn)澆泡沫混凝土的墻體造價(jià)還要更低，顯示出現(xiàn)澆保溫的優(yōu)勢(shì)。

　　2）低吸水率

　　加氣混凝土的吸水率高達(dá)45%以上，這一直是它的一大劣勢(shì)。這一劣勢(shì)使之粉刷難，須使用界面劑。即使用上界面劑，也經(jīng)常出現(xiàn)粉刷層的空鼓、脫皮、裂紋等工程事故。

　　泡沫混凝土卻可以通過(guò)調(diào)整它的閉孔率來(lái)自由控制吸水率，其一般吸水率約20%~25%,低吸水率產(chǎn)品約為8%~12%,超低吸水率產(chǎn)品則可達(dá)2%~5%.這種低吸水率的優(yōu)勢(shì)，不但避免了加氣混凝土的上述弊端，而且還填補(bǔ)了加強(qiáng)哦混凝土在高寒地帶不能應(yīng)用的空白。目前，我們已在黑龍江生產(chǎn)應(yīng)用了陶粒泡沫混凝土砌塊。這些地方最需要保溫，加氣混凝土都因高吸水率而不能應(yīng)用?？梢灶A(yù)測(cè)，在東北、內(nèi)蒙古、青海、新疆、西藏等至今加氣混凝土無(wú)法使用的地區(qū)，泡沫混凝土將大有作為。

　　3）低密度超輕

　　加氣混凝土密度大，一般多為500~800kg/m3,低于500kg/m3的產(chǎn)品很少，不能穩(wěn)定生產(chǎn)，低于300kg/m3的產(chǎn)品幾乎沒(méi)有。由于工藝技術(shù)的制約，加氣混凝土難以生產(chǎn)400kg/m3以下的超輕產(chǎn)品。而目前的建筑節(jié)能，最需要400kg/m3以下的超輕產(chǎn)品，因?yàn)槠浔匦阅芨鼉?yōu)異，更有利于建筑輕型化。

　　目前，廣泛應(yīng)用的泡沫混凝土，密度一般為200~450kg/m3,正好彌補(bǔ)了加氣混凝土性能上的不足，二者形成了市場(chǎng)互補(bǔ)和錯(cuò)位。

　　加氣混凝土主導(dǎo)產(chǎn)品B05~B07級(jí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.14~0.18w/m.k,而泡沫混凝土主導(dǎo)產(chǎn)品B02~B04級(jí)的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.065~0.10w/m.k,只相當(dāng)于加氣混凝土的一半。這意味著，使用泡沫混凝土達(dá)到了建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，墻體可比加氣混凝土減薄近一倍，這可以大量節(jié)約材料并增加使用面積。

　　4）工藝靈活、品種多

　　由于受蒸壓工藝和設(shè)備的限制，加氣混凝土基本以砌塊和條板兩大產(chǎn)品為主，其他種類的產(chǎn)品還沒(méi)有，這在一定程度上縮小了它的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)份額。

　　泡沫混凝土既可以進(jìn)行各種現(xiàn)澆施工，也可采用不同工藝生產(chǎn)制品。目前，泡沫混凝土保溫產(chǎn)品已有10多種，將來(lái)會(huì)達(dá)到幾十種。泡沫混凝土對(duì)市場(chǎng)需求反應(yīng)快，適應(yīng)性強(qiáng)。當(dāng)市場(chǎng)需求某種產(chǎn)品時(shí)，它可以很快生產(chǎn)出來(lái)，甚至變換一種模具，就變化出一種新產(chǎn)品。加氣混凝土就無(wú)法如此。例如，泡沫混凝土可生產(chǎn)大規(guī)格夾芯屋面、墻體保溫板，目前最大規(guī)格已達(dá)3000x6000mm,加氣混凝土就不能；再如，泡沫混凝土可方便地生產(chǎn)出輕質(zhì)灌芯產(chǎn)品、夾芯產(chǎn)品，加氣混凝土卻不能；另外，泡沫混凝土很容易生產(chǎn)出陶粒增強(qiáng)制品、彩色制品、異型制品等，加氣混凝土則不能。這就決定了泡沫混凝土?xí)云渖a(chǎn)的靈活性占有更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　5）投資小，易于普及

　　中國(guó)現(xiàn)階段的國(guó)情，決定了建筑保溫材料的生產(chǎn)企業(yè)以中小型為主，動(dòng)輒幾千萬(wàn)元的投資，他們是無(wú)法承擔(dān)的。而加氣混凝土的投資一般也要千萬(wàn)元以上，對(duì)中小企業(yè)的實(shí)施是有難度的。

　　泡沫混凝土投資很小，一套現(xiàn)澆設(shè)備不超過(guò)10萬(wàn)元，就可以方便施工。制品生產(chǎn)線一般也在幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)元之間，與加氣混凝土相比，要小的多。這非常有利于泡沫混凝土的推廣和實(shí)施，對(duì)其在建筑保溫中的普及應(yīng)用創(chuàng)造了有利的條件。

　　綜上所述 ,可以得出以下結(jié)論：加氣混凝土與泡沫混凝土作為同類型保溫材料，各有優(yōu)勢(shì)，但泡沫混凝土的優(yōu)勢(shì)要更多一些。在B06~B07密度等級(jí)范圍，加氣混凝土由于強(qiáng)度好，會(huì)占有優(yōu)勢(shì)。而在現(xiàn)澆及B05以下密度等級(jí)范圍，泡沫混凝土?xí)加袃?yōu)勢(shì)。二者可實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。從應(yīng)用總量來(lái)看，泡沫混凝土在3~5年后肯定要超過(guò)加氣混凝土。[Page]

　　2.與無(wú)機(jī)纖維保溫材料相比的優(yōu)勢(shì)

　　人造無(wú)機(jī)纖維保溫材料包括巖礦棉、玻璃棉、硅酸鋁纖維等。

　　目前，在建筑保溫中應(yīng)用量較大的主要是巖礦棉。泡沫混凝土和這類材料相比，優(yōu)勢(shì)更明顯。雖然這類纖維材料在建筑保溫中會(huì)有一定的應(yīng)用，但不可能成為主導(dǎo)產(chǎn)品。

　　1）低價(jià)格

　　無(wú)機(jī)纖維材料的價(jià)格遠(yuǎn)高于泡沫混凝土，提高了保溫的造價(jià)。目前，纖維棉主要應(yīng)用于吸聲產(chǎn)品，在建筑保溫中由于價(jià)格高，在競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。泡沫混凝土以130~300元/m3的低價(jià)無(wú)疑比無(wú)機(jī)纖維棉更有優(yōu)勢(shì)。

　　2）無(wú)害化

　　人造無(wú)機(jī)纖維棉雖然不能與石棉劃等號(hào)，但它在生產(chǎn)及使用過(guò)程中仍會(huì)產(chǎn)生纖維粉塵污染。泡沫混凝土則完全無(wú)害。

　　3）使用方便

　　人造纖維棉大多為散狀材料，不易使用。加工為板狀、粒狀的產(chǎn)品，雖好用一些，但使用的方便性遠(yuǎn)不如泡沫混凝土。泡沫混凝土可方便地現(xiàn)澆或生產(chǎn)成各種制品，無(wú)機(jī)纖維棉則不能。

　　4）低碳

　　人造纖維棉是巖石或礦渣等經(jīng)高溫（1300~1500°c）熱熔后，經(jīng)離心或噴吹使其纖維化而成的，能耗很高，不符合我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的原則。從降低碳排量的基本經(jīng)濟(jì)走向看，國(guó)家肯定不會(huì)大力發(fā)展高能耗巖礦棉，這就決定了巖礦棉不可能成為建筑保溫的主體材料。泡沫混凝土的能耗較低，符合低碳經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向，對(duì)巖礦棉等無(wú)機(jī)纖維就有了競(jìng)爭(zhēng)力。

　　3.與其他無(wú)機(jī)多孔材料相比的優(yōu)勢(shì)

　　其他無(wú)機(jī)多孔材料包括塊狀的泡沫玻璃、泡沫陶瓷、微孔硅酸鈣等產(chǎn)品，以及粒狀的玻化微珠、膨脹珍珠巖等。這些保溫產(chǎn)品在未來(lái)建筑保溫領(lǐng)域都會(huì)有一定應(yīng)用，但卻無(wú)法和泡沫混凝土的普及性應(yīng)用相比。

　　1）泡沫玻璃等塊狀材料價(jià)高

　　在這類材料中，泡沫陶瓷、泡沫鋁由于產(chǎn)量低且價(jià)格很高，不可能在建筑保溫領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，不需細(xì)講。泡沫玻璃已用于外墻外保溫，但量很小。目前它用于建筑保溫的價(jià)格約在每立方米1000元左右。普通建筑考慮到保溫造價(jià)，很難選用。預(yù)計(jì)將來(lái)在高檔建筑的外保溫中，可能會(huì)有少量的應(yīng)用。加之泡沫玻璃生產(chǎn)的高能耗也不符合低碳經(jīng)濟(jì)原則。因此，雖然它的強(qiáng)度、耐候性等性能優(yōu)于泡沫混凝土，性價(jià)比決定了它不會(huì)成為未來(lái)建筑保溫的主導(dǎo)材料。

　　微孔硅酸鈣是以硅藻土和石灰為主要原料，加入石棉纖維增強(qiáng)，經(jīng)高溫蒸壓而成的微孔板材。這種材料具有密度低（大多為100~250kg/m3）、抗壓強(qiáng)度高（0.5~1.0MPa）、保溫性好（常溫導(dǎo)熱系數(shù)0.035~0.06w/m.k）、耐火性好（使用溫度650°c~1000°c）等一系列優(yōu)異性能，但以下幾個(gè)缺陷將大大限制它的廣泛應(yīng)用：

　　一是以硅藻土為主料，其資源有限且不廣，難以普及；

　　二是以石棉增強(qiáng)，對(duì)人有害；

　　三是用于建筑保溫的只有板材，品種單一，用量有限；

　　四是價(jià)格較高，一般建筑使用不起；

　　五是高溫蒸壓，投資大，不宜推廣。因此，它也不能成為未來(lái)建筑保溫的主體，只能在鋼結(jié)構(gòu)防火覆蓋及其他墻面覆蓋中會(huì)有少量應(yīng)用。

　　2）散粒狀保溫材料不普及

　　散粒狀保溫材料目前已用于建筑保溫的，主要是?；⒅?、玻璃微珠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、超輕陶粒等。

　　在上述幾種材料中，?；⒅楹筒Ａ⒅榭赡軙?huì)成為用量較大的保溫材料。目前它們已被開(kāi)發(fā)為保溫涂料、保溫砂漿、保溫制品等建筑保溫材料。最近，山西省開(kāi)發(fā)的“窯洞式保溫建筑”,即是采用?；⒅楸厣皾{及混凝土建成的。未來(lái)它肯定會(huì)成為一種建筑保溫體系，這是不容置疑的。但是，由于?；⒅榈脑鲜钦渲閹r，玻璃微珠是以廢玻璃為原料熔融噴吹而成，產(chǎn)量有限，且價(jià)格較高，同時(shí)，其吸水率高達(dá)40%~84%,也有嚴(yán)重的性能缺陷。因此，這兩種材料雖會(huì)較廣應(yīng)用，但不可能達(dá)到泡沫混凝土的普及程度。

　　膨脹珍珠巖由于吸水率高達(dá)300%,制品抗凍融性差，這幾年已被淘汰，逐漸被?；⒅槿〈?。玻化微珠實(shí)質(zhì)就是球形閉孔膨脹珍珠巖。膨脹蛭石由于產(chǎn)量較低，資源不廣，且吸水率高，雖會(huì)在建筑保溫中有少量應(yīng)用但不會(huì)廣泛。

　　超輕陶粒原用于生產(chǎn)空芯砌塊，有一定的產(chǎn)量，但應(yīng)用不廣。近幾年，我們將其與泡沫混凝土相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出陶粒泡沫混凝土砌塊及板材，效果良好。二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在將來(lái)會(huì)獲得一定的應(yīng)用。