盛源
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,對(duì)于保溫材料的研究和發(fā)展也不斷進(jìn)步,而隨著人們生活水平的提高,對(duì)于建筑的保溫要求也逐步提高,大幅提升材料的保溫性能,并降低保溫材料的成本,并發(fā)展環(huán)保復(fù)合材料成為建筑保溫材料的研究和探索的方向。在建筑中采用保溫材料,不僅可以降低制冷供暖用電的運(yùn)行成本,還會(huì)降低設(shè)備冷熱件的初始安裝固定成本。大多數(shù)保溫建筑材料由保溫材料、填料和其他添加劑制成。
關(guān)鍵詞:高分子材料;環(huán)保;建筑隔熱
1 廢塑料
廢塑料主要來源于工業(yè)固體廢棄物和城市固體垃圾。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)約資源及環(huán)境保護(hù)的需要,對(duì)廢塑料再利用的研究不斷取得新的進(jìn)展,以廢塑料為原材料生產(chǎn)綠色建材將已成為新的產(chǎn)業(yè)。目前,外墻保溫系統(tǒng)中的高分子保溫材料主要是聚苯板和聚氨酯等有機(jī)保溫材料。隨著廢塑料再利用技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用,聚苯乙烯泡沫塑料轉(zhuǎn)向了具備更大應(yīng)用需求的建筑保溫材料領(lǐng)域。例如,將廢聚苯乙烯經(jīng)消泡后,重新加熱熔融可制成保溫隔熱板材。另外,將聚苯乙烯泡沫塑料經(jīng)過消泡以后,再加入一定比例的改性劑、催化劑和穩(wěn)定劑等,通過加熱等方式可在模具中制得硬質(zhì)的聚苯乙烯泡沫塑料板。該聚苯乙烯塑料板既可以與陶?;炷列纬蓪訝罡叻肿訌?fù)合材料,外側(cè)再用薄鋁板包敷可以制成鋁塑板。用廢聚苯乙烯泡沫塑料制成的鋁塑板密度比較低,減輕了建筑物的結(jié)構(gòu)載荷,提高了建筑物的抗震性;同時(shí)與泡沫混凝土、瀝青玻璃棉氈等建材比較,用廢聚苯乙烯泡沫塑料制成的鋁塑板的保溫性高,經(jīng)實(shí)際檢測(cè),冬天不會(huì)出現(xiàn)反霜、結(jié)露現(xiàn)象;此外,用廢聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)的鋁塑板成本低,具有易操作且低損耗的特點(diǎn),尤其在我國北方地區(qū)擁有良好的市場(chǎng)前景。
2 廢橡膠
隨著全球橡膠工業(yè)的發(fā)展,以及汽車的大量使用和輪胎損耗,產(chǎn)生了大量廢橡膠。廢橡膠具有不易降解,填埋處理難、焚燒處理難等特點(diǎn)。大量的廢橡膠產(chǎn)生及堆積已造成了嚴(yán)重的“黑色污染”,因此,廢橡膠的處置已成為一個(gè)全球性的問題。目前廢膠料主要用于制成再生膠、膠粒或膠粉。廢橡膠粉是由廢輪胎破碎而成的交聯(lián)聚合物,具有一定的彈性、強(qiáng)度、絕熱性、耐磨性。另外,廢橡膠粉還具有粒度均勻、能耗低、成本低的特點(diǎn)。如果將橡膠應(yīng)用到建筑物的墻體材料中,能夠增強(qiáng)建筑物的隔熱保溫性能,使得廢橡膠的利用在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的同時(shí),還為建筑保溫材料的發(fā)展提供一種新的機(jī)遇。經(jīng)研究表明,在合理的配合比下,廢橡膠粉與輕骨料混凝土制成的保溫磚的各項(xiàng)性能均能滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。與常規(guī)的混凝土實(shí)心磚相比,廢橡膠粉輕骨料混凝實(shí)心磚具有強(qiáng)度較高、重量輕、較好的保溫性能性能,并可以建筑減輕建筑物重量、降低成本,應(yīng)用前景十分廣闊
3 建筑垃圾
隨著我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,每年產(chǎn)生15億噸建筑垃圾,而在建筑垃圾回用過程中會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)粉,若不對(duì)此進(jìn)行研究利用,不僅會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi),還造成環(huán)境的損害。建筑垃圾再生細(xì)粉的特點(diǎn)有:表面粗糙、比表面積大、孔隙率高、含水率低、與水泥的粘結(jié)性好、含少量的活性成分。聚苯顆粒保溫砂漿與其他保溫材料相比,成本較低,保溫隔熱性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低、粘接力強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高、不易開裂空鼓、耐凍融、干燥收縮率及浸水線性變形率小、并能符合國家相關(guān)節(jié)能規(guī)范要求,并適用于建筑造型復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處理難度大的各種外墻保溫工程。 從建筑垃圾再生細(xì)粉和保溫材料的特點(diǎn)看,可以將建筑垃圾再生細(xì)粉應(yīng)用于聚苯顆粒保溫砂漿中。從研究結(jié)果看,建筑垃圾再生細(xì)粉摻入可以優(yōu)化聚苯顆粒保溫砂漿的內(nèi)部孔隙,在不提高砂漿干表觀密度情況下,改善砂漿的保溫性能,將建筑垃圾再生細(xì)粉應(yīng)用于聚苯顆粒保溫砂漿中,可以達(dá)到保溫砂漿標(biāo)準(zhǔn)( 抗壓強(qiáng)度0. 2MPa,軟化系數(shù)> 0. 5,導(dǎo)熱系數(shù) 0. 060W/( mK) ) 的要求。
4秸稈
我國每年產(chǎn)生的秸稈總量達(dá)到9億噸,但是利用率卻不足40%,大量秸稈資源被廢棄,或露天焚燒形成霧霾,造成空氣污染。因此開發(fā)利用秸稈資源在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,不僅能夠減少秸稈焚燒造成的一系列問題,而且可以替代部分高耗能的傳統(tǒng)建筑材料,對(duì)形成可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑具有非常積極的意義。研究表明厚度70 mm的秸稈復(fù)合板傳熱系數(shù)小于1. 46 W /( m2.K),隔熱性能顯著優(yōu)于燒結(jié)磚混凝土砌塊等常規(guī)建筑材料;附加了聚苯保溫板,雙層秸稈芯板的復(fù)合墻體,隔熱性能要顯著提高,厚度180 mm時(shí),可以符合對(duì)外墻實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能65%的保溫要求;內(nèi)部附加兩層20mm的聚氨酯保溫層,兩層秸稈芯板的復(fù)合秸稈墻板,厚度僅為220 mm,傳熱系數(shù)可以達(dá)到0. 32 W /( m2.K),符合對(duì)外墻實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能75%的保溫要求,隔熱性能非常突出。
5. 其他廢棄物
椰子外殼由30%的纖維和70%的木髓組成,其中纖維和木髓中都具有非常高含量的木質(zhì)素和酚類物質(zhì),并且研究表明以椰子作為原材料制成的糠皮木質(zhì)素可作為板材生產(chǎn)中的天然樹脂;棉絨和紡織灰渣可用于制造具有良好隔熱性能的磚塊、墻板及天花板,并且在調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度方面優(yōu)于混凝土磚房。使用棉屑、粉煤灰和環(huán)氧樹脂生產(chǎn)具有不同導(dǎo)熱率的保溫板;使用廢棄的報(bào)紙為基礎(chǔ)材料混合珍珠巖和灰泥等無機(jī)材料制成保溫材料。并對(duì)所生產(chǎn)的樣品進(jìn)行導(dǎo)熱率測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該材料導(dǎo)熱率在0.063~0.15 W/(m·K)的范圍內(nèi),說明保溫性較好。使用工業(yè)石膏板生產(chǎn)中的石膏廢料可以100%代替建筑用石膏,并且無須額外進(jìn)行任何熱處理,即可以保持良好的性能。并且通過這種廢物利用,石膏的密度、機(jī)械性能和導(dǎo)熱性得到了輕微的改善,其最佳導(dǎo)熱系數(shù)為0.187W/(m·K)。
6 結(jié)束語
目前,使用工業(yè)廢棄物和生活廢棄物制作建筑保溫材料成為一種主流的研究方向,在保證材料的機(jī)械性能的同時(shí),提升材料的保溫性能是研究的關(guān)鍵所在。研究人員從農(nóng)業(yè)和工業(yè)廢棄物為原材料,通過廢物利用來解決廢棄物的處置難題。不同的廢棄物如廢橡膠、紡織廢料、廢塑料、建筑垃圾、秸桿等與其他材料結(jié)合制成保溫材料。由廢棄物制成的保溫材料具有成本低、保溫效果好的特點(diǎn),具有取代現(xiàn)階段常用保溫材料的應(yīng)用前景。
綜上所述,可以得出結(jié)論,現(xiàn)階段使用廢棄物生產(chǎn)保溫材料的工藝已經(jīng)較為成熟,但是仍然存在一些問題。需要以后的技術(shù)發(fā)展解決其缺陷,滿足使用需求。
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