谈陶粒泡沫混凝土发展迫切性及潜力*

何飞飞 潘云峰, 蒋亚清

(1.河海大学淮安研究院,江苏 淮安 223005; 2.河海大学,江苏 南京 210098)

0 引言

能源作为当今社会前进的不竭动力，其日益紧张的状态不断困扰着人们生产生活的各个方面。对此，国家制定、出台了一系列相关法律法规文件：从2000年国家颁布的《关于发展新型建材若干意见》到2001年实施的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》再到2005年的《公共建筑节能设计标准》的颁布、实施、同年，建设部又发布了第143号部长令《民用建筑节能管理规定》；2008年国家再次重磅出击，颁布了《中华人民共和国节约能源法》。这一系列的法律法规的颁布、实施，意味着国家已经将建筑节能、墙材革新提升到法律的高度。由此可见，国家对建筑节能、墙材革新这一板块相当重视，建筑节能俨然发展成为我国的一项新国策。

1 背景及意义

社会总能耗主要包括：建筑能耗、交通运输能耗和工业能耗。据统计，我国在建筑方面的能源消耗占社会总能源消耗的比例现已接近30%，当前，国家还处在建设、开发黄金时期，所以未来一段时间里，建筑方面的能源消耗占社会总能耗的比例会逐渐增加，最终走向为建筑能耗很可能会超过其他方面的能耗，成为社会各行各业能耗最大的部分[1-3]。

衣、食、住、行是人们日常生活的组成部分，住是其中很重要的一个环节，住的发展离不开建筑行业的支持。建筑行业的发展对社会稳定、发展起到了很大的促进作用。但是，在目前的建筑行业施工过程中，所采用的原材料大多还是来自形成周期很长的自然资源，且目前节能建筑在我国推广应用范围依旧非常小，现阶段，建筑业的发展态势显然对我国的可持续发展是不利的。在所有建筑的能量损耗方面，最不容忽视的就是通过墙体与外界环境发生的热交换所造成的能量损耗，所以，想要从根本上降低建筑能量损耗、提高能量利用率，就需要解决因墙体热交换所造成的能耗，技术开发人员研究生产的保温墙板，就可以大大提高建筑物的保温性能[4-8]。

考虑到陶粒的质轻、保温、抗冻、耐火、抗震等众多优点，考虑用陶粒部分取代骨料应用到混凝土当中，再通过适当的方式发泡，制备陶粒泡沫混凝土，也可以将其制作成夹芯板应用在墙体保温系统中。

目前市场范围来看，陶粒泡沫混凝土在墙体保温方面使用的较多，科研机构投入的开发力量较大，发展潜力较大。

2 墙体保温系统分类

现阶段，墙体保温系统一般分为三种：外墙外保温、外墙内保温和外墙自保温[9]。

外墙外保温顾名思义就是将保温层放在主体墙体外面的保温做法，一般有聚苯板(XPS，EPS)外墙外保温材料、水泥基发泡材料、无机混凝土类外墙外保温材料、膨胀珍珠岩、页岩等外墙外保温材料以及无机活性墙体保温隔热材料外墙外保温。这些外墙外保温采用的材料多为有机材料，其耐火性、耐塑性差，易引起空鼓、开裂，甚至脱落。

外墙内保温体系具有较长的应用历史，因其工程造价成本低、自身实际操作比较简单，目前在欧美一些国家使用较多，但是，有一个明显的不足之处，这种墙体保温系统在出现热桥问题时，处理起来一般比较繁琐。

作为近几年兴起、快速发展的自保温系统，就有效的克服了前两种保温体系的不足，加之其施工操作工序比较简单，一次性施工到位，无需二次施工，这就大大降低了因第二次装修对自保温材料造成的破坏；而且对外墙的装饰材料要求不高，大大降低由于复杂工序和原材料所带来的污染问题。

3 陶粒泡沫混凝土在墙体保温系统应用

目前市场上使用较为广泛的墙体材料是具有质轻、保温、防火、抗渗等一系列优点的轻集料混凝土。但是轻集料属于有限的自然资源，不能够满足我们的持续性生产要求，加上国家、行业等对建筑节能的殷切希望，提出的要求，制定的标准也越来高，加之一系列的环境要素的影响，这就对我们技术开发人员提出了新的要求，要求我们寻找、开发新的可代替骨料。目前市场采用的轻骨料主要有淤泥、粉煤灰、膨胀珍珠岩、页岩等。这些不仅可以解决墙体材料的紧缺还可以变废为宝，改善土壤、大气环境，实现人类社会发展与自然环境保护相协调。

陶粒泡沫混凝土是指以水泥基胶凝材料、水、发泡剂、陶粒(体积分数≥20%)为主要组成材料，按照一定比例，通过发气剂发气、再经过搅拌、浇筑、养护切割等一系列工序，最终生产出来的包含大量孔结构的、质轻的、防火等多重安全性能的新型自保温材料。

陶粒泡沫混凝土开发初期，我们将其应用在部分墙体、墙面等部位，随着技术的不断完善与日臻成熟，现阶段，我们所说的陶粒泡沫混凝土在墙体保温系统中的应用，不仅仅是一部分墙体、墙面取代普通混凝土，而是较大面积的取代，甚至作为建筑的承重墙、柱。日常生产过程中，工程技术人员都是依托陶粒泡沫混凝土优异的导热性能，使得他们可以在根源上改善建筑的热桥问题。建筑热桥部分热传导系数的降低，再加上采用保温性能较好的砌块辅助，这样，不需要采用任何内、外保温的其他措施，就可以达到真正的墙体自保温，实现建筑自身的绿色、节能。

越来越多的闲置、目前使用价值较小的材料甚至废料都陆陆续续被用到陶粒混凝土之中，进行开发研究，如淤泥、页岩、粉煤灰等。陆晓燕等[10]研究表明，在热工性能方面，全淤泥陶粒泡沫混凝土与常见保温墙体进行经济技术比较，发现全淤泥陶粒泡沫混凝土砌块与常见墙体材料相比,其经济性、保温性能都有明显的优势,利用全淤泥陶粒泡沫混凝土砌块作为单一墙体材料能满足建筑节能50%和65%指标要求。邢朝燕[11]研究发现，页岩陶粒泡沫混凝土冻融试验后质量损失和强度损失小、干燥收缩也很小,模拟的页岩陶粒泡沫混凝土热工性能很好，导热系数较低。陈伟[12]研究表明，粉煤灰作为掺加料，制备的粉煤灰陶粒混凝土具有强度较高、体积稳定性好、保温隔热性能好的优点。

伴随着时间的推移，国家对建筑节能这一板块越发重视，相关法律法规、政策的相继制定、出台实施，标志着我国建筑行业进入了一个绿色、节能、环保的新时代，陶粒泡沫混凝土作为新兴的绿色墙体材料，更应该抓住发展的机会，充分挖掘其巨大的市场潜力。努力带动节能设备、供暖系统、制冷等相关产业的发展，积极推动建材业、建筑业产业结构调整和升级，形成新的产业发展聚集高地。

4 展望

由于陶粒泡沫混凝土原材料来源、取材途径及具有其他墙体材料不具备的优势，陶粒泡沫混凝土材料具有很大发展潜力和广阔的发展空间。历经多年的开发、研究，陶粒泡沫混凝土取得了一些研究成果，但仍需要我们广大科研工作者不断探索方法、改进工艺，以早日实现陶粒泡沫混凝土的工业化扩大生产和应用，为国家的建筑节能事业打造新亮点。