前言
建筑節能，不僅可以降低能源消耗、減少環(huán)境污染，還能提高建筑工程的整體質(zhì)量和裝飾裝修水平，因此，建筑保溫節能是一個(gè)專(zhuān)業(yè)性強、涉及面廣、系統性強、科學(xué)嚴謹的行業(yè)。
我國的建筑外墻保溫節能技術(shù)在推廣與應用方面，已經(jīng)取得了成效，但在工程實(shí)踐中，外墻外保溫系統包括材料體系、工藝體系、標準體系、應用技術(shù)等科學(xué)研究方面，還存在不少需要解決的問(wèn)題，如材料科學(xué)技術(shù)、保溫節能效率、工藝技術(shù)水平、質(zhì)量保障與保溫層的壽命問(wèn)題、保溫層的安全與承重問(wèn)題、生態(tài)環(huán)保問(wèn)題、以及標準體系問(wèn)題等。
本文理論與實(shí)際相結合，重在實(shí)際應用，對外保溫的技術(shù)現狀，存在的問(wèn)題，解決問(wèn)題的方法、今后發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行探討。
保溫材料與保溫層結構
建筑保溫節能系統，無(wú)論是內保溫、還是外保溫，其保溫節能效率，主要取決于保溫材料本身的保溫隔熱性能和保溫層的厚度，這也是能否達到保溫節能的關(guān)鍵因素。保溫材料又分有機保溫材料和無(wú)機保溫材料，有機類(lèi)保溫材料如發(fā)泡聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)、噴涂聚氨酯(SPU)、聚苯顆粒等，無(wú)機類(lèi)保溫材料如中空�；⒅�、膨脹珍珠巖、閉孔珍珠巖、復合型無(wú)機保溫隔熱材料等。
保溫隔熱層與墻基層和外墻裝飾是融為一體的，保溫層下面是建筑主體外墻壁，中間是保溫層，保溫層上面是抗裂砂漿、加強網(wǎng)、外墻抗裂膩子、外墻涂料或飾面磚。
北方寒冷地區以發(fā)泡聚苯板、擠塑聚苯板等為主，氣候相對暖和的南方地區以聚苯顆粒、膨脹珍珠巖、閉孔珍珠巖、復合型無(wú)機保溫隔熱材料等顆粒類(lèi)保溫漿料為主。
輔助材料與施工工藝
輔助材料是聚合物粘結砂漿、界面處理劑或界面砂漿、專(zhuān)用膨脹螺釘、耐堿玻纖網(wǎng)或鍍鋅鋼絲網(wǎng)、抹面砂漿、裝飾面磚等。
保溫層采用板材(聚苯板、擠塑板)的施工工藝一般是先粘后釘、貼網(wǎng)、界面處理或專(zhuān)用處理劑、抹面砂漿、貼飾面磚或刮膩子、刷涂料;如保溫層采用顆粒類(lèi)漿料(聚合物砂漿與聚苯顆粒、中空�；⒅�、膨脹珍珠巖、閉孔珍珠巖等的混合物)，其施工工藝一般是先作基層處理、抹界面砂漿、保溫漿料、再貼玻纖網(wǎng)格布、抹抗裂砂漿、粘貼飾面磚或刮抗裂膩子、經(jīng)打磨平整后刷涂料。
保溫材料與技術(shù)工藝研究
保溫系統的首要問(wèn)題是其保溫隔熱效率和使用壽命兩個(gè)方面，其防火、生態(tài)環(huán)保、成本等也很重要。保溫隔熱效率主要靠?jì)?yōu)質(zhì)高效安全的保溫材料來(lái)實(shí)現，用科學(xué)嚴謹、合理、過(guò)硬的工藝技術(shù)來(lái)確保建筑保溫層的安全穩固性，使保溫層與建筑物的使用壽命同步，達到最佳化，因此，保溫材料和工藝技術(shù)水平是關(guān)系我國建筑節能事業(yè)成敗的關(guān)鍵。
❶保溫材料
有機保溫材料質(zhì)輕、致密性高、保溫隔熱性好、但缺點(diǎn)是：不耐老化、變形系數大、穩定性差、安全穩固性差、易燃燒、生態(tài)環(huán)保性很差、施工難度大、成本較高;而無(wú)機保溫材料比有機保溫材料容重稍差、致密性和可加工性較差、保溫隔熱性稍差，但防火阻燃、變形系數小、抗老化、性能穩定、生態(tài)環(huán)保性好、與墻基層和抹面層結合較好、安全穩固性好、使用壽命長(cháng)、施工難度小、成本較低。
筆者認為，有機保溫材料其安全穩固性差、壽命短暫，不如多使用無(wú)機保溫材料，如果使用聚苯板、聚氨酯等一切與塑料有關(guān)的保溫材料做的保溫層，遇到火災或幾年后、十幾年后意外脫落，再或幾十年后保溫層被廢棄，不僅難以回收利用，造成極大的資源浪費，使我們付出極大的經(jīng)濟代價(jià)，而且會(huì )嚴重污染環(huán)境。
而無(wú)機保溫材料雖然保溫效率稍差，但可以通過(guò)增加保溫層厚度的辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，由于無(wú)機保溫材料與基層和抹面層的粘附力、相容性較好，保溫層的強度、安全穩固性也是很可靠的，其長(cháng)期使用壽命是完全可以達到與建筑物的使用壽命相一致。
在保溫業(yè)界，無(wú)機保溫材料在建筑保溫上的應用從未停止過(guò)，在北京、天津、河北、上海、江蘇，經(jīng)過(guò)一些有識之士不懈努力，在研究與應用上取得了一些成果，但這還遠遠不夠。一個(gè)好的保溫材料，不僅需要有較高的保溫節能效率，而且還需要在生態(tài)資源、環(huán)境保護、節約成本、工藝技術(shù)水平等方面具有可比性和較強的實(shí)用價(jià)值。
因此，開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)高效、低成本的無(wú)機保溫材料，特別是以粉灰煤為主的復合型的低成本、高效保溫材料，實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，來(lái)替代現有保溫系統，提高建筑保溫節能效率和工藝技術(shù)水平、確保工程質(zhì)量、降低成本和保護生態(tài)環(huán)境，是今后保溫建材研究與發(fā)展的趨勢，這一研究領(lǐng)域如能取得成功，將會(huì )產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，前景十分看好。
❷聚合物砂漿
聚合物干混砂漿，是建筑外保溫系統是重要的輔助材料之一，不僅可以增加保溫層的強度、穩固性，具有保護保溫層的作用，而且對于外墻裝飾質(zhì)量、裝飾效果也是至關(guān)重要。
保溫工程與外墻裝飾工程是連為一體的，相互間的影響極大，無(wú)論是粘結砂漿還是抹面砂漿，有人認為水泥砂漿粘結強度不高，往里面加些乳膠粉、建筑乳液、107膠，來(lái)提高水泥砂漿的強度，保水不好，往砂漿中加些纖維素，以此來(lái)提高水泥砂漿的粘結強度和防止砂漿干縮而產(chǎn)生裂縫，這些認為是技術(shù)上的誤解，真正意義上的聚合物砂漿在性能和應用上并不只這么簡(jiǎn)單，如何正確認識和理解聚合物砂漿的材料性質(zhì)、作用機理、相關(guān)應用技術(shù)問(wèn)題等。
筆者認為，首先要了解水泥，充分去認識水與水泥的關(guān)系，其次要了解水泥的微細孔的作用，水泥的微細孔具有獨特的生態(tài)功能，它不僅對生態(tài)環(huán)境有很大的益處，而且對于砂漿本身也具有重要的養護作用，是砂漿后期質(zhì)量穩定的關(guān)鍵。
水泥在建筑上的應用有很長(cháng)的歷史，應用十分廣泛。水泥屬于無(wú)機水硬性膠凝材料，本身具有很高的粘結強度，抗壓強度(水泥就是很堅硬的人造石)，幾十年、上百年，粘結性能很穩定，并具有相當強的適應能力，能適應各種復雜的自然環(huán)境(地上、地下、空中、水下)和各種氣候條件(日曬、高溫、低溫、雨露、冰雪、風(fēng)吹、酸雨、紫外線(xiàn)等)，其經(jīng)濟實(shí)用性，施工性也很好。
水泥的強度是通過(guò)水來(lái)實(shí)現的，即先水化、后凝結，而且水化、凝結是一個(gè)連續過(guò)程，水泥的凝結和最終強度如何，要取決于水化條件、水養護條件，水化越充分、水養護越好、水養護時(shí)間越長(cháng)，水泥的強度越高。換言之，水泥的最佳強度只能是靠水的作用，而不是靠其它的粘性很強的膠粘劑，水泥的微細孔具有生態(tài)環(huán)保功能，對于生態(tài)環(huán)境、墻體結構、特別是對于砂漿本身有很多的益處，墻體材料大多呈堿性，其微細孔有助于墻體吸收利用環(huán)境中的水氣(如雨、露、潮濕空氣等)進(jìn)行自我保養(養生)，而墻體中多余的水份與潮氣也可通過(guò)微細孔向外界釋放，在釋放水份與潮氣的同時(shí)，還可將從墻體中水解、氧化出來(lái)的鹽堿類(lèi)物質(zhì)通過(guò)微細孔晰出，能吸能放，自動(dòng)平衡，研究表明凡能自動(dòng)養生的建筑，會(huì )更加結實(shí)牢固、經(jīng)久耐用。
此外，建筑物砂漿的淺表微細孔具有吸收一定量雨水的能力，對于補充城市空氣中水氣、凈化空氣和改善生態(tài)環(huán)境都有很大的作用。而現代建筑材料，特別是化學(xué)合成材料，如溶劑類(lèi)油漆、乳膠類(lèi)涂料、乳膠類(lèi)和聚乙烯醇類(lèi)膠粘劑等，在建筑裝飾工程上廣泛應用，因這些材料成膜后膜質(zhì)較密實(shí)，具有很強的封閉性，能完全封閉水泥砂漿的微細孔，容易使墻體中水氣生成結露，建筑物喪失了上述生態(tài)功能，還會(huì )使砂漿層形成“硬殼”，加劇水泥的干縮性，與基層形成強度差，使抹面砂漿層因張力過(guò)大而產(chǎn)生較大的變形系數，導致產(chǎn)生大量的建筑質(zhì)量通病(如抹灰層產(chǎn)生裂縫、裂紋、空鼓、起皮、脫落等)。對砂漿的后期質(zhì)量，乃至建筑物的使用壽命有很大影響。
另外，關(guān)于建筑防水問(wèn)題，其實(shí)，水泥砂漿的微細孔根本不會(huì )引起建筑物發(fā)生滲漏水的，發(fā)生滲漏水的直接原因一般都是跟建筑物產(chǎn)生的裂紋、裂縫和建筑物的排水不暢有關(guān)。因此，建筑墻體材料的微細孔對于墻體本身乃至整個(gè)生態(tài)環(huán)境的益處，是不容忽視的，應該得到我們的足夠重視。
聚合物產(chǎn)品究竟在水泥砂漿中應該起什么樣的作用，水泥砂漿需要什么類(lèi)型的聚合物產(chǎn)品來(lái)確保水泥砂漿具有優(yōu)良的品質(zhì)和長(cháng)期穩定的效果?在這一方面，北京環(huán)益美高分子聚合物研究所作為專(zhuān)業(yè)研究機構，對于聚合物產(chǎn)品、干混砂漿、保溫材料及保溫系統的理論與應用技術(shù)研究上，獨樹(shù)一幟，其新產(chǎn)品――多聚膠粉及其系列研究成果，經(jīng)過(guò)多年在建筑工程上的廣泛應用，已經(jīng)得到保溫業(yè)界越來(lái)越多的認同。
該膠粉屬于樹(shù)脂類(lèi)、功能性、可再分散的新型共聚物，只要粘結砂漿、抹面砂漿、顆粒類(lèi)保溫漿料等產(chǎn)品使用了多聚膠粉，就完全可以不再使用羥丙基甲基纖維素、可再分散乳膠粉、木纖維、甲酸鈣、無(wú)水硫酸鈉等其它產(chǎn)品。
多聚膠粉可以有效改善聚合物干混砂漿的綜合性能，降低產(chǎn)品原材料成本，它的主要性能和特點(diǎn)有：可再分散性好、水溶解快、成膜快、保水性好(其保水能力比纖維素類(lèi)產(chǎn)品更強、持久、更科學(xué);砂漿遇水到初凝時(shí)，多聚膠粉可完全封閉砂漿微細孔約12~48小時(shí)，阻止砂漿中水份過(guò)快散發(fā)，有利水泥砂漿充分水化，提高初粘力和后期強度，在砂漿表干、表硬以后，其膜由強變弱，砂漿微細孔便處于半封閉狀態(tài)，此后多聚膠粉中的有效成份便可幫助水泥砂漿吸、放和平衡內部水份，并利用自然生態(tài)環(huán)境條件(如雨水、露等)，進(jìn)行良性養護、防護，低溫穩定性好(按技術(shù)要求，在不加任何防凍劑的情況下，5 ℃至-5 ℃氣候條件，可進(jìn)行有效外墻施工)。
研究與試驗表明，多聚膠粉具有一定的蓄集水份能力，可較長(cháng)時(shí)間向砂漿提供自養護所需要的水氣，幫助水泥砂漿適應和有效地利用自然生態(tài)環(huán)境條件、控制和降低干縮性、減少干縮引起的變型系數，抗裂、防裂等，其有效作用會(huì )一直保持到它完全被自然降解，在其作用過(guò)程和被降解后，不會(huì )產(chǎn)生任何不良生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
多聚膠粉對于水泥砂漿的水化、凝結、后期穩定、后期強度提高、以及改善施工容易性、打磨容易性等諸多方面，具有很強的技術(shù)優(yōu)勢，已引起國內外同行的廣泛關(guān)注。作為干混砂漿、外墻膩子、保溫建材等專(zhuān)用優(yōu)質(zhì)高效聚合物產(chǎn)品，多聚膠粉共有三種類(lèi)型：多聚膠粉(粘結砂漿專(zhuān)用)、多聚膠粉(抹面砂漿專(zhuān)用)、多聚膠粉(顆粒類(lèi)保溫漿料專(zhuān)用)。
❸材料與工藝技術(shù)分析
保溫層采用板材類(lèi)(聚苯板、擠塑板)的施工工藝，一般是：泡沬板下面是粘結砂漿，面層是抹面砂漿，中間是泡沬板保溫層。從材料性質(zhì)和實(shí)際狀況表明：粘結砂漿與水泥墻或紅磚墻的粘結不會(huì )有任何粘結不牢固或大面積空鼓和脫落問(wèn)題，抹面砂漿與鍍鋅鋼絲網(wǎng)、瓷磚、水泥基的外墻抗裂膩子的粘結也不會(huì )出現粘結不穩固的現象發(fā)生，多個(gè)工程質(zhì)量案例分析表明：無(wú)論是保溫層結構發(fā)生空鼓、變形、脫落，都是發(fā)生在泡沫板正反兩面的表面與砂漿的界面上，這一點(diǎn)是無(wú)一例外的。
從材料性質(zhì)上分析，塑料板材屬于油性材料，具有重量輕、強度低、易彎曲變形、易降解和難以粘附牢固，即使粘住了，其本身強度和耐久性也會(huì )有問(wèn)題。砂漿主要是以水泥為主要粘結材料，砂漿本身屬于無(wú)機粘結材料，用它粘結石材類(lèi)，無(wú)論是瓷磚、地磚、甚至是石頭、磚頭等無(wú)機材料，只要砂漿水化充分、養護條件良好，都會(huì )是粘結的非常牢固;而用砂漿來(lái)粘貼塑料類(lèi)等有機油性材料，還要保證長(cháng)久的效果，這就是個(gè)難題。眾所周知，水泥砂漿與木質(zhì)類(lèi)、紙質(zhì)類(lèi)、塑料類(lèi)是不易粘牢的，更何況是低強度的發(fā)泡塑料，即使是全用乳膠類(lèi)聚合物，也是難以用冷粘的辦法長(cháng)久、牢固地粘牢塑料類(lèi)物質(zhì)，關(guān)于這一點(diǎn)，北京保溫業(yè)同行們最有切身體會(huì )的。
如果只用粘的辦法來(lái)保證外保溫層質(zhì)量達到數年、數十年不脫落，沒(méi)有足夠把握的，即使采用先粘后釘的“雙保險做法”也不能確保萬(wàn)無(wú)一失，都還是心里沒(méi)有底。因為墻體材料與結構的因素，從泡沬板往里打釘孔，由于磚縫或基層強度較差，如空心磚、陶粒磚、輕質(zhì)墻板等，很難確保每一個(gè)墻釘都發(fā)揮應有的作用;此外，外保溫層的承重能力也是一個(gè)很重要的問(wèn)題，抹面砂漿層、抗裂膩子、涂料、甚至是瓷磚和粘結砂漿，所有的重量都承受在泡沫板上面，而且是下墜的重量，泡沫板屬于輕質(zhì)的低強度材料，本身就存在冷熱橋、變形、氧化、降解等問(wèn)題，而鉚釘加固，只起增加撥拉強度，對于承重并不起多大作用。
對于塑料類(lèi)有機發(fā)泡材料保溫層的施工技術(shù)工藝和標準體系問(wèn)題，從其材料和工藝技術(shù)水平上，塑料類(lèi)有機發(fā)泡材料保溫層是很難達到與建筑物的使用壽命相一致，要解決這類(lèi)保溫系統的穩固性和使用壽命問(wèn)題，我認為只有先將泡沫板粘牢并用鉚釘加固，再將鋼絲網(wǎng)牢牢地固定在建筑主體上，讓粘結砂漿和瓷磚下垂的重量全部承受在鋼絲網(wǎng)上，才會(huì )更安全和持久。
但這又要取決于鋼絲網(wǎng)的強度、承重力和與建筑主體的固定情況，因此，要選擇鋼絲直徑大一些的、質(zhì)量好的鋼絲網(wǎng)，在與外主體墻的固定技術(shù)上，要從上至下，即從最上端做起，上半部的固定接觸點(diǎn)要盡量多于下半部。這樣，只要鋼絲網(wǎng)發(fā)揮有效作用，鋼絲網(wǎng)不脫落，保溫板、砂漿層、瓷磚也不會(huì )脫落。最好在建筑設計時(shí)考慮到這個(gè)問(wèn)題，在外墻砌筑或澆鑄時(shí)，預留好固定鋼絲網(wǎng)的螺紋鋼筋。
只有在保溫層設計的承重能力大于保溫層的實(shí)際重量的情況下，塑料類(lèi)有機發(fā)泡材料保溫層才會(huì )更安全可靠。美國的哥倫比亞號航天飛機發(fā)生大爆炸，其爆炸原因，根據攝像資料上顯示，從該機在升空過(guò)程中從機上掉下一塊板狀物，后經(jīng)專(zhuān)家多方分析，結論是飛機上的一塊保溫隔熱層從機體上脫落后，釀成此嚴重事故，問(wèn)題的起因是該航天飛機的保溫隔熱層所設計的承受風(fēng)阻能力，大大低于實(shí)際所能承受風(fēng)阻能力，飛機升空后，由于風(fēng)速加大、阻力增加，保溫隔熱材料層承受不住便很快掉了下來(lái)。
同樣的道理，建筑保溫層所承受的實(shí)際重量，一旦大于其本身所能承重的能力，也會(huì )不可避免地出現解體、脫落等質(zhì)量問(wèn)題與安全事故。特別是高層建筑的外保溫工程，一旦保溫層從上至下整體突發(fā)性脫落，極易造成人身安全事故，其責任重大�，F有相關(guān)的標準體系和技術(shù)規程對保溫層的承重標準并沒(méi)有明確的規定。
顆粒類(lèi)保溫漿料的材料與技術(shù)工藝問(wèn)題，與塑料類(lèi)有機發(fā)泡材料，其保溫效率稍差，但技術(shù)工藝要簡(jiǎn)單很多，安全穩固性和使用壽命均較好。但主要的技術(shù)上矛盾是：保溫層的強度和漿料中顆粒類(lèi)保溫材料的含量與保溫效果。
漿料中保溫顆粒料含量越多，砂漿料含量越少，施工性越差，保溫層的強度越低，而保溫效果就越好;如漿料中保溫顆粒料含量越少，砂漿含量就越多，保溫層的強度就越高，施工性越好，而保溫效果就越差，因此，選擇好的原材料、掌握好配料比例是關(guān)鍵。在施工工藝方面，施工前應視基層情況，做相應技術(shù)處理：如果基層強度差，應用聚合物砂漿加固增強，如果基層特別干燥且吸水性很強(如紅磚墻、石膏墻、砂灰墻)，應先噴水將墻體淺表潤濕，以此辦法來(lái)減弱基層吸水能力，再抹一層界面砂漿(厚度為1 mm左右)，這樣可以有效防止保溫漿料層出現空鼓、脫落和降低干縮引起的變形系數。
綜 述
建筑節能技術(shù)的推廣，不僅要有政策法規上強有力的支持，而且要有過(guò)硬的產(chǎn)品和技術(shù)，要有遠見(jiàn)，科學(xué)、嚴謹和規范。從發(fā)展趨勢，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效無(wú)機保溫材料，又特別是以粉煤灰為主的復合型的優(yōu)質(zhì)高效保溫隔熱材料，符合節約能源、節約工程成本、保護生態(tài)環(huán)境和可持續發(fā)展的戰略，為我國的經(jīng)濟建設和保護生態(tài)環(huán)境做出貢獻。
來(lái)源：砂漿與保溫
