珍珠巖,這種由火山噴發(fā)在特定條件下形成的酸性玻璃質(zhì)熔巖,具有獨特的物理特性。在高溫環(huán)境下,其內(nèi)部的結(jié)晶水會發(fā)生汽化,從而產(chǎn)生巨大的膨脹力,使得熔融狀態(tài)的珍珠巖礦砂顆粒能夠瞬間膨脹。經(jīng)過冷卻后,這些顆粒便形成了多孔、輕質(zhì)且色澤潔白的珍珠巖,展現(xiàn)出的穩(wěn)定性。此外,它還具備出色的絕熱和防火性能,成為一種廣泛適用于冶金、化工、制冷、建材等眾多領(lǐng)域的無機輕質(zhì)絕熱材料。
1924年,德國科學(xué)家在實驗室中首次發(fā)現(xiàn)珍珠巖在高溫環(huán)境下具有顯著的膨脹特性。隨后,1940年美國內(nèi)華達州開始工業(yè)化生產(chǎn)膨脹珍珠巖,作為砂漿骨料使用。到了1969年,我國珍珠巖工業(yè)開始走上規(guī)模化發(fā)展之路,得益于我國豐富的珍珠巖資源和廣泛的分布,短短不到20年,全國珍珠巖礦企業(yè)數(shù)量已激增至千余家。
在國外,外墻保溫工程中常用的技術(shù)包括發(fā)泡聚苯板薄板抹面外保溫系統(tǒng)、玻璃棉外保溫系統(tǒng)、巖棉外保溫系統(tǒng)、聚氨酯外保溫系統(tǒng)以及珍珠巖保溫系統(tǒng)等。而在我國,自上世紀(jì)80年代中期開始研究外保溫技術(shù)以來,已涌現(xiàn)出珍珠巖、復(fù)合硅酸鹽、海泡石或有機硅復(fù)合等多種外墻保溫砂漿,并于90年代初在北方寒冷地區(qū)節(jié)能建筑中得以應(yīng)用。
盡管膨脹珍珠巖作為一種傳統(tǒng)的建筑保溫材料曾廣泛應(yīng)用于上個世紀(jì),但因其吸水率較高,在墻體溫度變化時易產(chǎn)生鼓泡開裂現(xiàn)象,從而影響了其保溫性能。同時,珍珠巖保溫材料中珍珠巖與水泥的結(jié)合體也面臨強度與導(dǎo)熱系數(shù)的矛盾問題,這在一定程度上限制了其作為建筑保溫材料的應(yīng)用。
近年來,隨著國家對循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)約型社會發(fā)展的高度重視,我國大力推廣節(jié)能省地型住宅和節(jié)能技術(shù)。這推動了我國對保溫材料研究的力度加大,珍珠巖的保溫性能研究也取得了重大突破??蒲腥藛T經(jīng)過多年的努力,成功研制出閉孔珍珠巖和?;⒅榈刃滦彤a(chǎn)品。
閉孔珍珠巖的加工工藝采用電爐加熱方式,通過梯度加熱和滯空時間的控制,使產(chǎn)品表面溶融,氣孔封閉,同時保持內(nèi)部蜂窩狀結(jié)構(gòu)不變。這一創(chuàng)新使得閉孔珍珠巖在克服了傳統(tǒng)膨脹珍珠巖吸水率大、強度低和流動性差等缺點的同時,也拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域,并實現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)。
?;⒅?,這一無機玻璃質(zhì)礦物材料,經(jīng)過獨特的生產(chǎn)工藝加工而成,呈現(xiàn)出不規(guī)則的球狀體顆粒形態(tài)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為多孔空腔,表面則經(jīng)過玻化封閉處理,光澤平滑且理化性能穩(wěn)定。這種材料不僅質(zhì)輕、絕熱、防火,還具備耐高低溫、抗老化以及小吸水率等優(yōu)異特性。因此,它可廣泛應(yīng)用于不同制品中,替代諸如粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨脹珍珠巖和聚苯顆粒等傳統(tǒng)輕質(zhì)骨料,成為一種環(huán)保型高性能的新型無機輕質(zhì)絕熱材料。
閉孔珍珠巖與?;⒅樵诶^承珍珠巖的輕質(zhì)、穩(wěn)定、防火及綠色環(huán)保等特性基礎(chǔ)上,成功克服了普通珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)高的不足。這使得它們成為外墻保溫系統(tǒng)的理想輕質(zhì)骨料。
針對膨脹珍珠巖內(nèi)外墻保溫砂漿的多年研究,我國已開發(fā)出新型膨脹珍珠巖外墻外保溫系統(tǒng),并在北京、上海、武漢等地的建筑工程中得到了應(yīng)用。該系統(tǒng)由保溫界面層、珍珠巖骨料層和表面抗裂層三層結(jié)構(gòu)組成。其中,保溫界面層采用無機材料和有機添加劑合成,通過噴槍在基礎(chǔ)墻體上噴涂1cm,與墻體形成一體,并具有一定的彈性,以保持與墻體的穩(wěn)定性。珍珠巖骨料層則由閉孔珍珠巖或?;⒅榕c無機材料和有機添加劑混合制成,通過人工披涂在中間層。后,再噴涂外層抗裂層。
這種新型珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)不僅具有較高的附著力、粘合力和柔韌性,還能適應(yīng)基礎(chǔ)墻體內(nèi)應(yīng)力的變化,有效避免因溫差變化或鼓脹開裂導(dǎo)致的保溫系統(tǒng)脫落等事故。同時,它還能提高外墻外保溫系統(tǒng)的抗風(fēng)能力,減少大風(fēng)對高層建筑外墻外保溫系統(tǒng)的破壞。
由于珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)采用無機復(fù)合材料與有機添加劑作為漿料載體,其本身具有一定的彈性,而經(jīng)過物理釉化處理的閉孔珍珠巖或?;⒅椴粌H強度適宜,還具備一定的柔韌性,因此能夠有效防止龜裂和空鼓現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外,該系統(tǒng)在傳統(tǒng)膨脹珍珠巖的基礎(chǔ)上進行了改進,通過降低導(dǎo)熱系數(shù)、采用低密度無機材料和有機添加劑,以及閉孔珍珠巖和?;⒅榈妮p質(zhì)、低吸水率和不易粉化特性,顯著提高了新型珍珠巖保溫系統(tǒng)的保溫性能。同時,產(chǎn)品物性穩(wěn)定,避免了如聚苯顆粒等有機材料在高溫下產(chǎn)生有害氣體、抗老化耐候性差及施工中反彈性大等弊端。因此,新型珍珠巖骨料層不僅保溫性能優(yōu)越,而且穩(wěn)定性強。
另外,珍珠巖骨料經(jīng)過1200℃高溫膨脹形成,天生具備防火性能,無需額外添加防火劑,確保了高層建筑外保溫層的性。此外,膨脹珍珠巖作為酸性火山玻璃質(zhì)熔巖,其獨特結(jié)構(gòu)和特征使其成為天然綠色環(huán)保材料。其物性穩(wěn)定,即便在高溫環(huán)境下也不會排放有害氣體,不會出現(xiàn)老化及耐候性差的問題,從而避免了城市空氣污染,滿足了現(xiàn)代人對家居環(huán)保的需求,也契合了綠色消費和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的理念。因此,新型珍珠巖外墻保溫系統(tǒng)不僅具有顯著的經(jīng)濟價值,更帶來了深遠的社會效益。