珍珠巖,這種由火山噴發在特定條件下形成的酸性玻璃質熔巖,具有獨特的物理特性。在高溫環境下,其內部的結晶水會發生汽化,從而產生巨大的膨脹力,使得熔融狀態的珍珠巖礦砂顆粒能夠瞬間膨脹。經過冷卻后,這些顆粒便形成了多孔、輕質且色澤潔白的珍珠巖,展現出的穩定性。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、建材等眾多領域的無機輕質絕熱材料。
1924年,德國科學家在實驗室中首次發現珍珠巖在高溫環境下具有顯著的膨脹特性。隨后,1940年美國內華達州開始工業化生產膨脹珍珠巖,作為砂漿骨料使用。到了1969年,我國珍珠巖工業開始走上規?;l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,全國珍珠巖礦企業數量已激增至千余家。
在國外,外墻保溫工程中常用的技術包括發泡聚苯板薄板抹面外保溫系統、玻璃棉外保溫系統、巖棉外保溫系統、聚氨酯外保溫系統以及珍珠巖保溫系統等。而在我國,自上世紀80年代中期開始研究外保溫技術以來,已涌現出珍珠巖、復合硅酸鹽、海泡石或有機硅復合等多種外墻保溫砂漿,并于90年代初在北方寒冷地區節能建筑中得以應用。
盡管膨脹珍珠巖作為一種傳統的建筑保溫材料曾廣泛應用于上個世紀,但因其吸水率較高,在墻體溫度變化時易產生鼓泡開裂現象,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合體也面臨強度與導熱系數的矛盾問題,這在一定程度上限制了其作為建筑保溫材料的應用。
近年來,隨著國家對循環經濟和節約型社會發展的高度重視,我國大力推廣節能省地型住宅和節能技術。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經過多年的努力,成功研制出閉孔珍珠巖和?;⒅榈刃滦彤a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,使產品表面溶融,氣孔封閉,同時保持內部蜂窩狀結構不變。這一創新使得閉孔珍珠巖在克服了傳統膨脹珍珠巖吸水率大、強度低和流動性差等缺點的同時,也拓展了其應用領域,并實現了規模化生產。
玻化微珠,這一無機玻璃質礦物材料,經過獨特的生產工藝加工而成,呈現出不規則的球狀體顆粒形態。其內部結構為多孔空腔,表面則經過?;忾]處理,光澤平滑且理化性能穩定。這種材料不僅質輕、絕熱、防火,還具備耐高低溫、抗老化以及小吸水率等優異特性。因此,它可廣泛應用于不同制品中,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輕質骨料,成為一種環保型高性能的新型無機輕質絕熱材料。
閉孔珍珠巖與玻化微珠在繼承珍珠巖的輕質、穩定、防火及綠色環保等特性基礎上,成功克服了普通珍珠巖導熱系數高的不足。這使得它們成為外墻保溫系統的理想輕質骨料。
針對膨脹珍珠巖內外墻保溫砂漿的多年研究,我國已開發出新型膨脹珍珠巖外墻外保溫系統,并在北京、上海、武漢等地的建筑工程中得到了應用。該系統由保溫界面層、珍珠巖骨料層和表面抗裂層三層結構組成。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不僅具有較高的附著力、粘合力和柔韌性,還能適應基礎墻體內應力的變化,有效避免因溫差變化或鼓脹開裂導致的保溫系統脫落等事故。同時,它還能提高外墻外保溫系統的抗風能力,減少大風對高層建筑外墻外保溫系統的破壞。
由于珍珠巖外墻保溫系統采用無機復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象的出現。此外,該系統在傳統膨脹珍珠巖的基礎上進行了改進,通過降低導熱系數、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、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的保溫性能。同時,產品物性穩定,避免了如聚苯顆粒等有機材料在高溫下產生有害氣體、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越,而且穩定性強。
另外,珍珠巖骨料經過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熔巖,其獨特結構和特征使其成為天然綠色環保材料。其物性穩定,即便在高溫環境下也不會排放有害氣體,不會出現老化及耐候性差的問題,從而避免了城市空氣污染,滿足了現代人對家居環保的需求,也契合了綠色消費和循環經濟發展的理念。因此,新型珍珠巖外墻保溫系統不僅具有顯著的經濟價值,更帶來了深遠的社會效益。
