工业固体废弃物开发建筑节能保温材料的应用研究 2007.pdf

中国环 境科学 学会学 术年会 优秀论 文集 的工 业固体废弃物开发建筑节能保温材料的应用研究杨 飞 华北京 建 筑材 料 科 学研 究 总院孙摘要本文简 要论述 了建筑 节能 的研究 现状与 意义对当前 保温材 料的种 类与特 点进行 了简 要的分析在此 基础上 阐述 了采用工 业酚 醛树脂 泡沫聚氨酷 等废弃 物开发 建筑节 能保温 材料的 研究 思路和产 品特点表 明其在 当前国家 建筑 节能的 大环境 中具有 重要的 意义关 健词工业废 弃物保温材 料应用研 究一建 筑 节 能 的 研 究 现状 及 意 义年世 界石 油 危机 爆 发促 使 发 达 国家 采 取 各种 措 施 节 约 能源建 筑节 能 被 提 上 议事日程与 此 同时 提 出 了建 筑 节能 的 概 念目 前建 筑 耗 能伴 随 着 当前 我 国建 筑 总量 的 不 断攀 升 和居住舒 适 度 的提 升呈急 剧 增 长趋 势由于 建 筑节 能 存在 着 巨 大的 空 间 和潜 力因此 建筑 节 能 成为政府 当 前 关注 的 重 点领 域建筑 节 能是 贯 彻 我国 经 济可 持 续 发展 和 科教 兴 国 战略 的 重要 方 面是住宅 建 设 发展 的 方 向是 节 约能 源保 护 环 境基 本 国策 的 组 成部 分是 改 善 人 民居 住环 境 和 大气环境 的 迫 切需 要也是 促 进 节能 保 温技 术 进 步的 重 要 内容人 口资 源 和 环境 已 成 为 当今 世界 三 大难 以 解 决 的问 题 其 中 资源能 源已 成 为世 界 各 国共同关 注 的 主题我 国人 口 众 多资 源 能源 紧 张因 此开 发 工 业固 体 废弃 物 建 筑节 能 技术对 实现国 民经 济 的可 持 续 发展具 有 良好 的社 会 经 济效 益 和环 境 效 益建 筑 节能 是 指 在建 设 项 目立 项 和建 筑 工程 及 配 套用 设 施 的设 计 建 设 与使 用 中执 行 建 筑节能标 准 和 政策采 取技 术 上 可行经济 上 合理环 境和 社 会 可以 承 受 的措 施建 造 节能 建 筑加强管 理减少 能 源 利用 过 程 中的 损 失浪 费 和对 环 境的 污 染使 之 能更 加 有效合 理利 用 能 源建 筑 节能 是 中 国经 济 改革 和 发 展 的迫 切要 求这是 不 以 人 的主 观 意 志 为转 移 的 客 观必 然 性是世 纪 我 国建 筑 事 业发 展 的 一个 重 点和 热 点随 着 节 约建 筑 的 广 泛采 用 保 温 隔热 材 料 新 型墙 体 材 料节 能 门 窗以 及 各种 节 约 型采 暖 供热 设 备 和监 测 控制 仪 表 可 以 减少 基 本 建筑 材 料 的用量减 轻 围 护结 构 的 重量提高 建 筑 施工 的 工业 化 程 度及 大 幅度 节 能 降耗这对 于 促 进我 国 工业 和建 筑 业 的 发展缓解 能 源 危机 以 及 提高 人 民 的居 住 水平 有 重要 意 义二建 筑节 能 保 温 材 料的 种 类 及 其 性 能 特 点保 温材 料 系 指不 易 传 热的对 热流 具 有显 著 阻抗 性 的 材料 或 材料 复 合 体是 用 于减 少 结构 与环 境 热 交换 的 一 种功 能 材 料导 热 系数 愈 小保 温隔 热性 能 愈 好保 温 材料 的 特点 是 轻 质疏松多 孔同 时 具有 一 定 的强 度有些 为 纤维 状保 温隔热 效 果好通 常所 指 的保 温 隔 热材 料是 指 密 度酬 耐导 热系 数的 材料保 温材 料 通 常是 多 孔材 料结构 上 的 基本 特 点是 具 有 高的 空 隙率材 料中 的 气孔 尺 寸 一般 在范 围 内气 孔 可 分为 封 闭 气孔 和 连通 气 孔 两种 类 型 一 般 具 有大 量 封 闭气 孔 的 材 料的 隔热 性 能 比具 有 大量 连 通 气孔 的 要 好一 些 保 温 材 料 的结 构 基本 上 可分 为 纤 维状 结 构 多孔 结 构 粒状 结 构 或层 状 结构具 有多 孔 结 构的 材 料 中的 孔 一般 为 近似 于 球 形的 封 闭孔而 纤维 状 结 构粒状 结 构 和层 状 结构 的 材 料 内部 的 孔通 常 是相 互 连 通 的目前建 筑节 能 保 温的 保 温 形式 虽 然 只有 屋 面保 温外 墙 外 保温 和 外墙 内 保 温三 种 但 建 筑节 能 保温 材 料 的种 类 较 多一 般 建 筑保 温 节 能 材 料按 材 质 主 要概 分 为 四 大类即 无 机质 保 温 材料有机 质 保 温材 料有 机 一 无 机复 合 型保 温 材 料和 金 属类 保 温材 料按节 能 保 温材 料 的物 理 形中国环 境科学 学会学 术年会 优秀论 文集剂外 加 剂增 强 施 工性 能研制 出 了 干粉 型 建筑 节 能 保温 材 料 它 既 保持 原 材 料的 隔 热性 能经工程 使 用 结果 表 明该 产 品 成本 低无热 桥施 工 方 便整 体 性能 稳 定可 应 用于 建 筑 墙体 的 内外墙 保 温 和屋 面 保 温因 此 在提 倡 保 护生 态 环 境节 约 能源 的 今 天该 项 目的 研 制成 功 具有 积 极 的现 实 意 义一原材 料 选 择胶 结 材料主 要 以无 机 质胶 凝 材 料为 主并加 入 适量 的 高 分子 材 料调 节 粘度 和 保 水性 能改 性 剂为 有 机 高分 子 材料 经 改 性后 产 品主 要 用于 调 节 产品 干 燥前 成 型 时 的和 易 性能有增 稠保 水 功能天 然 矿 物纤 维 材 料该 类材 料 在 保温 材 料 中起 抗 裂抗 折增 强保 温 材 料 整体 强 度 的 作用本 产品 采 用坡 缕 石海泡 石硅 酸 铝 纤维矿 物棉 等 纤维 材 料在 一 定 条件 下有 很 好 的分 散 性能且 悬 浮性 能 非 常 好所 以致 使 加 工工 艺 简 单闭 孔 珍 珠岩闭 孔珍 珠 岩 是采 用 一定 粒 径 的珍 珠 岩砂 在 电 加热 方 式 下达 到 一定 温 度后 由 内到 表面 均 匀 膨胀膨 胀颗 粒 表 面又 经 瞬 间高 温 熔融克服 表 面 张 力而 自 由闭 合经 降 温 后形 成 连续 玻质 化 的 颗粒 表 面而 内 部 保持 着 完整 的 多 孔中 空 空心 结 构具 有 纯度 高筒 压 强 度 高颗粒 均匀吸 水率 低易分 散 性 能容 重 约 为岁 耐具 有 好 的 保 温性 能导 热 系数 约 为左右为 工业 化 产 品常 温下 化 学 性能 稳 定防 火 性能 好且吸 水 率 低废 酚 醛 泡沫聚 氨醋 泡 沫 和脉 醛 树脂 泡 沫 塑料我们 采 用 的是目前 企业 的 固 体废 弃 物 主 要是 酚醛 泡 沫 塑料废 聚氨 酷 泡 沫塑 料 和脉 醛 树 脂泡 沫 塑 料 加工 成 型 材 时剩 下 大 量边 角 料 及 粉 料经 粉碎 处 理 便可 使 用板 材 的 容 重酬耐导 热 系数 为犯而 经粉 碎后 的 酚 醛泡 沫 塑 料其 空 重 更轻无 毒不 燃不 吸水抗 渗透不 凝结 油抗 溶 剂 及化 学 品腐 蚀具 有 良好 的 隔 热保 温 性 能二隔 热原 理我 们 知 道热 量 的 传递 有 三 种方 式即热 传导对 流和 辐 射建 筑 物维 护 的 结构 中 保 温层 的主 要意 义 在 于减 少 户 内外 热 量 的传 递冬季 主 要体 现 在保 温 性 能上传 热方 式 主 要是 热 传 递和 对流夏 季 主 要表 现 为 隔热 功 能传 热 方 式主 要 是辐 射 传热 和 热 传导对 建筑 物 而 言隔 绝热 量 的方 式本 质 上 是利 用 密 闭气 体 的 热 阻 标 准 状 况下空 气 的导 热 系 数 为但 是由 于通 常 状 况下空 气分 子 自 由移 动通过 相 互碰 撞 传递 热 量因而 要 想达 到 保 温 目的必须 尽可 能将 空 气 分子 封 闭 在微 小 的 空间 中这样空气 分 子 的碰 撞 机会 和 碰 撞强 度 将会 大 大 减弱随着 密 闭空 间 的减 小分子 就 越 不容 易 随 意移 动而 是 阻碍 热 量 的传 递从而 提 高 了材 料 的保 温 性能达 到 了 预期 的 保 温效 果由于 建 筑节 能 保 温材 料 是 以废 酚 醛 泡沫 粉 料粉 煤 灰废 聚氨 醋 泡 沫脉 醛树 脂 泡 沫 塑料 或闭 孔珍 珠 岩 等 为骨 料以坡 缕 石海 泡 石硅 酸铝 纤 维 或矿 物 棉等 非 金 属矿 物 为增 强 材 料 经 进一 步处 理 后采 用 一 定量 的 粘 结剂添 加剂经特 殊 工 艺加 工 而成 的 产 品它 既保 持 了 原材 料 的隔 热性 能又在 加 工 过程 中进一 步 增 加了 封 闭孔 隙降低 密 度产 品 于燥 后 呈一 种 多 孔 网状 结构从 而 使 导热 产 品 的导 热 系 数得 到 了 进一 步 的降 低因而 具 有 良好 的 隔热 保 温效 果三技 术关 健胶 粘材 料 的 选择保 温材 料 的配 比罩面 材 料 的配 比保 温材 料 生 产工 艺 参数 的 控 制保 温材 料 与 配套 罩 面材 料 的 防裂分 层空 鼓 控制四建 筑 节 能 保 温材 料 及 配 套 材 料性 能 特 点建筑 节 能保 温 材 料及 配 套 材料 产 品适 用 屋 面墙 体锅 炉 管道 等 保温其 配方 基 本相 同但第二 章十一 五 环 保科技 创新 与环境 污染 防治技 术研 究与开 发针对 用 途 特点 在 配 方上 做 相 应 的调 整落该 保 温材 料 采 用工 业 废 弃物 酚 醛 树脂 泡 沫聚 氨 酷脉醛 树 脂 泡 沫 塑料 等 为 主 要 保温 成 分在 结 合 当 前环 境 保 护矿 产 资源 合 理 利用 及 废 弃物 回 收 利用 政 策 的前 提 之 下 经 反 复 试验 研 究 和应用 而 制成 的 一 种 具有 轻 质多孔高强 的 保 温材 料该材 料 同 时具 有 强 度高成 型性 强施方 便 等 优点对 其 主要 性 能 特点 作 如 下小 结导 热 系 数较 低容 重轻适用 于 各 种 墙 面保 温 和 屋 面 保温与 其 它 同类 型 的 保 温 产 品 相比低 温度 变 化 对 其保 温 性 能基 本 没 有影 响因而 保 温 效果 好本 产 品 系不 燃 产 品具 有 良好 的 阻 燃性 能即使 是 高 温燃 烧 时也 不 产 生 烟雾生 产 原 料均 为 无 毒无 味无 污 染 的材 料生产 工 艺 简单投 资成 本 低本 产 品 可再 回 收对 周 围 环境 不 会 产生 污 染强 度 高不 开 裂不 空 鼓无 粉 尘 污染本 产 品 施工 工 艺 简单粘 结牢 固综合 造 价 低为 绿 色环 保 产 品建 筑节 能 保 温材 料 的 性 能指 标 如表所 示表建筑保 沮材料 的性 能指标率考卜建 筑节 能 保 温材 料 配 套 的罩 面 材料 性 能 指标 如 表所 示表革面 材料有 性能指 标薯袭龚有公五生 产 技术 路 线在参 考 国 内 外相 关 生 产工 艺 设 备的 基 础 上结 合该 材 料 自身 的 特 点研 究 开发 出 了 一 条生 产复 合 保 温材 料 的工 艺 生 产线其 生 产工 艺 流 程如 图所 示六结论据 统计现 在我 国 城 乡建 设 有 建筑 面 积亿 耐每 年新 增 竣 工建 筑 面 积近亿高 热高 寒 地 区 占全 国建 筑 总 量 的而 城 镇建 筑 占也 就 是 说有亿耐的城 镇 建 筑需 要 做节 能 保 温在 这亿 扩中中高 端 建筑 占亿低端 建 筑亿 衬目 前国 家 已 将建 筑 节能 墙 体保 温 纳 人 了建 筑 项 目的 强 制性 法 规长 扛 中 下游 以 及北 高 温 高 寒地 区 几 十亿 平 方 米的 建 筑要 进 行建 筑 保 温这 为 节能 保 温 产 品提 供 了广 阔 的 市场 前 景利用 工 业 废 料制 备 轻 质填 料具有 环 保价 值主要 原 料废 酚 醛 泡 沫聚 氨 酚泡 沫 和 腮醛 树 脂中国环境科学学会学术年会优秀论文集外外加剂原材料,称量混混合混混合检检测包装装原原材料酚酚酚酚酚酚醛泡沫、聚氨氨称称量量量酚泡沫、服醛树树脂脂脂脂脂脂袍沫塑料等废废料料处理理圈建筑节能保温材料生产工艺流程图泡沫塑料属工业废料,对我国城市的三废治理有一定的价值,同时变废为宝、保护环境,产品也为我们如何合理利用资源,提供了一条新思路,符合我国资源综合利用、发展经济、保护环境的重大经济政策,方向正确,产品的推出为我国保温提供了一种新的解决方法。同时该产品经施工后与面层材料有很好的相容性,产品成本低、施工周期短,同时产品的使用寿命可达到与墙体同步,有较强的市场竞争力,与常用保温材料加气混凝土渣、炉渣、保温砂浆等材料相比,在增强保温效果、降低荷重,提高施工性能等方面都具有较大的改进。本产品所用的原材料为我国常用生产材料,性能优良、施工方便、价格低廉,市场前景看好,能产生良好的经济效益和社会效益。