摘 要：保溫隔熱材料近年來發展迅速，在牆體方面得到大量應用。文章將分析我國保溫隔熱牆體材料的應用現狀，並以磷石膏基的幹混砂漿保溫材料爲例，展開了詳細研究。
關鍵詞：建築；保溫隔熱材料；磷石膏；應用
進入21世紀後，自然資源受到了大量的開發利用，導致能源緊缺，資源危機已越來越嚴重。建築節能是一種有效的節能方式，因此，保溫隔熱現已成爲社會大衆廣泛關注的話題之一，開發並應用高效的保溫隔熱牆體材料是保證建築節能的行之有效方法。
1 我國保溫隔熱牆體材料的應用現狀
磷石膏在建築製品（石膏板、石膏砌塊）、土壤改良、水泥工業等領域均有應用。其中，通過將磷石膏、其他膠凝材料（水泥、礦渣等）及輕質骨料複合製備綠色牆體保溫材料，不但可利用大量磷石膏工業廢渣，而且具有顯著的節能環保意義，逐漸成爲磷石膏資源有效利用的途徑之一。
2 以磷石膏基的幹混砂漿保溫材料製備工藝研究
2.1 原材料
本實驗磷石膏比表面積爲92m2/kg。磷石膏主要組成爲CaSO4以及少量的F、P等雜質。礦渣爲某鋼鐵集團生產的高爐礦渣，比表面積爲420m2/kg。水泥型號爲P.O42.5。膨脹珍珠岩，鬆堆密度爲55-65kg/m3，粒度爲0.2-2mm；聚羧酸減水劑，減水率爲28%；羥乙基纖維素醚，相對分子質量爲6萬；河沙，細度模數爲2.6，含泥量小於1%；聚丙烯腈纖維，密度爲0.91-0.98g/cm3，長度爲25-38cm，直徑爲0.8-1.1mm，抗拉強度≥350MPa，斷裂伸長率≤30%。
2.2 試驗方案
2.2.1 磷石膏預處理。磷石膏中還有F、P等雜質，會引起水泥的凝結時間異常，因此需要進行預處理。文章的預處理包括水洗、石灰中和、粉磨、烘乾等工藝。將一定量的水加入磷石膏，攪拌均勻，去掉表面雜質液體，靜置陳化一段時間，除去上層清液，加入生石灰（CaO），將泥漿倒入球磨機進行溼磨，再進行烘乾處理。
2.2.2 磷石膏基保溫砂漿的製備。通過對磷石膏基砂漿的`膠凝材料（水泥、磷石膏、礦渣）組成進行優化設計，研究膠凝材料組成、輕質骨料摻量、外加劑種類等因素對保溫砂漿性能的影響規律，確定大摻量磷石膏基保溫砂漿的配合比，其中砂的摻量固定爲膠凝材料總質量的30%。
2.3 磷石膏預處理工藝對砂漿性能的影響
2.3.1 CaO摻量對磷石膏基砂漿的影響。在磷石膏中添加磷石膏質量10%水泥、30%礦渣、15%細砂，水膠比爲0.5，組成磷石膏基砂漿，再在磷石膏基砂漿中添加磷石膏質量0、2%、4%、6%、8%的CaO進行試驗，試件尺寸爲40mm×40mm×160mm，成型後在標準條件下養護7d測其抗壓強度（試驗結果見圖1）。石灰對磷石膏基砂漿抗壓強度的影響規律相似。試驗結果表明，CaO的加入能夠中和磷石膏中的雜質（如磷、氟等），提高磷石膏砂漿的強度，但CaO過量，在磷石膏基砂漿中則有可能存在殘留的CaO，在後期與水形成Ca（OH）2，產生體積膨脹，會對試件的強度產生不利影響。
2.3.2 比表面積對磷石膏基砂漿的影響。對磷石膏進行粉磨處理，研究磷石膏的粉磨性能及比表面積與磷石膏基砂漿強度之間的關係。結果表明，隨粉磨時間延長，磷石膏比表面積增大，表現出較好的易磨性，當比表面積達到648m2/kg時，繼續增加粉磨時間比表面積提升不明顯；隨磷石膏比表面積提高，磷石膏基砂漿的抗壓強度逐漸提升，表明磷石膏的活性隨比表面積增加而提高。
3 磷石膏基保溫砂漿性能研究
磷石膏基保溫砂漿試驗結果見表1。加入水泥和礦渣後，其凝結時間略有提高，加入檸檬酸鈉後，凝結時間大幅提高，初凝時間達到了66min，終凝時間爲80min，具有較好的施工可操作性能。這是由於檸檬酸鈉與Ca2+反應，生成難溶的檸檬酸鈣，降低了體系中Ca2+的濃度，使更多的石膏溶解而不形成結晶，從而使凝結時間延長。加入水泥和礦渣粉後，相當於反應更爲迅速的半水石膏含量降低，因此凝結時間略有提高。加入纖維素醚和聚丙烯纖維後，磷石膏基保溫砂漿的均質性顯著提高，均質性指數從20.3%降低至3%左右。這是由於膨脹珍珠岩密度低，與磷石膏砂漿混合後，膨脹珍珠岩會漂浮於磷石膏砂漿的表面。膨脹珍珠岩在機械力作用下得到充分分散，纖維素醚和聚丙烯纖維的加入增加了漿體的黏度，對膨脹珍珠岩產生一個黏滯阻力，抵消了部分膨脹珍珠岩的浮力，因此，磷石膏基保溫砂漿的均質性大幅提高。
由於膨脹珍珠岩的強度較低，在荷載作用下，材料首先在膨脹珍珠岩及膨脹珍珠岩與膠凝材料的界面處發生破壞。配比製備的磷石膏基保溫砂漿的抗折強度達到2.1MPa，抗壓強度達到6.5MPa，導熱係數達到0.073W/（m·K），滿足保溫砂漿的使用要求。通過勻質性研究，避免了由於膨脹珍珠岩上浮而導致的材料離析，在導熱係數相同的情況下，提高了磷石膏基保溫砂漿的強度。
4 以磷石膏基的幹混砂漿保溫牆體材料在建築工程中的應用發展
我國已有以磷石膏爲主料生產建築石膏板、石膏粉和水泥緩凝劑等的成熟技術和工藝，但由於生產工藝複雜、產品質量不達標、經濟附加值不高，導致企業的積極性不大，而石膏基砌塊在全框架結構建築上使用極其廣泛，是最常用的建築單元結構材料之一，特別是高強度石膏基砌塊屬國家亟待發展的產品之一，具有很好的市場前景，同時石膏建材具有的阻燃性，也被建築界看好。磷石膏和天然石膏一樣，由於結晶水的存在，遇高溫後釋放出來，可起到降溫阻燃的作用，並且還可藉助於特殊工藝，獲得高性能石膏基建築材料。現在石膏砌塊技術在不斷的完善之中，隨着時間的推移，將逐漸被市場認可，必將成爲磷石膏資源化利用的一個重要的轉折點和發展方向。
5 結語
爲了更好地實現建築節能，作爲建築工程的技術人員，要加強新型建築保溫材料的應用，例如以磷石膏基的幹混砂漿保溫牆體材料，其均質性和保溫隔熱性都較強，能夠很好的實現牆體保溫，保證建築工程的節能施工。
參考文獻
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