我國發泡水泥保溫板的研究現狀

侯彥葉 李冬梅

（1.寧夏石油化工建設有限公司，寧夏 銀川，750000；2.寧夏建筑材料研究院，寧夏 銀川，750001）

隨著能源危機席卷全球，環境危機日趨明顯，綠色環保、節能減排成為全球共同的議題。嚴峻的形勢對建筑保溫材料提出了更高的要求，發泡水泥保溫板作為我國最新研發的一種新型防火節能材料，具有優異的保溫隔熱性能，質輕、粘接力高、耐久性好，燃燒性能達到A級防火、施工簡潔、低碳環保等特點，可以產生各種形狀的發泡水泥制品，又可以滿足我國不同地區建筑節能要求，受到業內人士的一致親睞。

1 發泡水泥的主要原料

發泡水泥的原料主要包括無機膠凝材料、填充料、發泡劑和外加劑。

1.1 無機膠凝材料

無機膠凝材料是水泥發泡保溫板強度的主要來源，通常選擇普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥和氯氧鎂水泥。

1.2 填充料

填充料多使用固體廢棄物，如工業廢渣（粉煤灰、礦渣粉、廢石粉等）、秸稈粉、鋸末等，其中以粉煤灰應用最為普遍。

1.3 發泡劑

發泡劑是使無機膠凝材料內部產生泡沫而形成多孔物質，它是影響發泡水泥保溫墻性能的重要因素之一，必須具有大泡沫生成能力，同時對泡沫的穩定性、細膩性以及和水泥等膠凝材料的適應性等都有很高的要求。通常衡量發泡劑質量好壞的指標主要有起泡力、泡沫堅韌性、泌水量等。

1.4 外加劑

外加劑具有早強、穩泡、提高表面活性等功能，有利于改善漿體的和易性和浸潤性，提高制品的強度以及泡沫的均勻穩定性，是發泡水泥保溫板的關鍵技術。

2 水泥發泡劑種類

目前，中國市場上的發泡劑種類品牌繁多，主要分為松香樹脂類、合成表面活性劑類、蛋白質類、復合類等。

2.1 松香樹脂類發泡劑

松香樹脂類發泡劑又名引氣劑，是我國第一代發泡劑，以松香為主要原料，它的主要品種有松香皂和松香熱聚物，生產工藝簡單、成本低、與水泥相容性好，但發泡倍數和泡沫穩定性一般，至今仍有廣泛的應用。

2.2 合成表面活性劑類發泡劑

合成表面活性劑類發泡劑是我國第二代發泡劑，可分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性離子型。陰離子型發泡快且發泡倍數大，受到普遍的歡迎；陽離子型價格高，影響水泥的強度，所以應用不多；非離子型發泡倍數較小，沒有得到廣泛的應用；兩性離子型發泡效果好但成本高，也應用不多。

2.3 蛋白質類發泡劑

蛋白質類發泡劑是我國第三代發泡劑，可分為動物性蛋白和植物性蛋白兩種，動物性蛋白又分水解動物蹄角型、水解血膠型和水解毛發型；植物性蛋白也分為茶皂型和皂角苷類。蛋白型發泡劑屬于高檔發泡劑，雖然價格高，但性能好、泡沫穩定、發泡倍數較好，具有較好的發展前景，在近幾年的市場中占有越來越大的份額。

2.4 復合類發泡劑

復合類發泡劑是我國第四代發泡劑，它以一種或多種發泡劑為基本組分，加入＜20wt%的外加劑組分（增泡組分、穩泡組分、功能組分和調節組分）。復合類發泡劑有著較好的起泡力和泡沫穩定性，是未來發展的主流趨勢。

3 發泡水泥保溫板的制備工藝

發泡水泥，是將發泡劑與無機膠凝材料均勻混合，經攪拌、現澆施工或模具成型、養護等工序，形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。發泡工藝分為物理法和化學法兩種，物理法發泡是把發泡劑利用空壓機加壓后形成具有一定張力的泡沫，而后將泡沫與水泥漿同時攪拌，攪拌過程中水泥不斷膨脹，當膨脹效果達到預先設定的配比后即可形成發泡水泥；化學發泡而是指把發泡劑加入水泥漿料中進行攪拌后，發生化學反應釋放出氣體使水泥體積不斷膨脹，膨脹效果達到預先配方設定狀態形成發泡水泥。從目前建筑市場的情況來看，發泡水泥保溫板向復合化方向發展，添加各種類型的填充料得到性能良好的保溫板，這對我國建筑業起到積極的促進作用。

3.1 粉煤灰

張水、李國忠等人以水泥、粉煤灰為主要原料，摻加適量激發劑、促凝劑和膠粉，采用物理發泡工藝制備粉煤灰／水泥發泡輕質保溫材料，產品質輕、保溫、隔熱，具有優異的防火功能，生產工藝簡單，成本低廉［1］。

諸滌、劉波以普通硅酸鹽水泥為原料，摻入粉煤灰和外加劑，采用物理發泡技術制成高性能陶瓷級水泥發泡保溫板，具有優良的保溫隔熱性能［2］。

3.2 無機礦物與復合纖維

王洪鎮以水泥為膠凝材料形成水泥石基體，加入硅灰、礦渣微粉和聚丙烯纖維增強整體柔性和抗裂性，采用物理發泡與化學發泡技術相結合，經特殊工藝制成一種具有高效保溫和防火性的新型多功能保溫隔熱材料［3］。

3.3 聚合物

田萍、秦鴻根等人以快硬水泥、粉煤灰為主要原料，將有機聚合物、穩泡劑和發泡劑等按一定的配合比例混合，采用物理發泡技術制成聚合物水泥發泡保溫板，保溫板性能和質量顯著提高［4］。

何海濤、周權等人采用物理發泡技術將發泡水泥與MPD聚乙烯滌綸復合防水卷材有機的結合在一起，制備出一種防水保溫效果良好的新型復合材料［5］。

3.4 玻璃微珠

石丹以硅酸鹽無機膠凝材料為基體，摻入水玻璃與偶氮二甲酰胺（ADC）反應后的發泡漿液，采用化學發泡技術制備出了一種質輕質、高強、保溫、防火、無污染且成本低、工藝簡單、使用方便的無機發泡保溫隔熱材料［6］。

3.5 EPS顆粒與膨脹蛭石

王武祥、劉超等人以水泥為主要膠凝材料，EPS顆粒、膨脹?；⒅?、膨脹蛭石等為保溫主體，加入混合材、玻璃纖維網格布和添加劑，采用物理發泡技術制成復合保溫板，具有良好的的表面強度、防火性能、收縮性能和耐久性［7］。

3.6 防水劑

杜傳偉、李國忠以快硬硫鋁酸鹽水泥為原料，分別摻入防水劑聚合物乳液類和氯化鐵，采用化學發泡的方法制成發泡水泥保溫材料，具有良好的保溫防水性能［8］。

3.7 植物纖維

王立久、穆木蘭以磷酸鎂水泥和堿礦渣水泥為原料，加入大量用明膠乳液處理后的農作物秸稈纖維，采用物理發泡技術制成一種新型的輕質保溫復合材料，植物纖維的摻入起到穩泡增韌作用，為建筑節能提供基礎條件，開辟了新的研究道路［9］。

4 結語

我國發泡水泥保溫板已經得到很好的發展，繼續開發環保、節能、價格低廉、性能更加優良的發泡水泥保溫材料也是建筑行業發展的需要，對此筆者有以下建議：

（1）選擇新型填充料，使發泡水泥材料的應用多功能化，如吸波、吸聲、調濕等。

（2）利用新型納米材料填充發泡水泥，改善材料的綜合性能，如碳納米管、納米陶瓷、納米碳纖維等。

（3）消除有機泡沫對人體的毒害，研究新型的無機泡沫水泥材料，同時開發出無毒副產品的生產藝流程，以滿足綠色工藝的要求。

［1］張水，李國忠，姜蔥蔥，等.粉煤灰在水泥發泡輕質保溫材料中的應用研究［J］.粉煤灰，2011，23（6）：3－5.

［2］諸滌，劉波.高性能陶瓷級水泥發泡保溫板［J］.新型材料，2013（4）：14－16.

［3］王洪鎮.高性能微孔水泥保溫板的研制與應用［J］.建筑節能，2012，40（7）：43－47.

［4］田萍，鴻根，田野，等.聚合物水泥發泡保溫材料生產技術與性能研究［J］.建筑砌塊與砌塊建筑，2011（5）：50－53.

［5］何海濤，周權，馮參軍.屋面發泡水泥保溫防水成套施工工法研究［J］.新視角，2011（9）：118－120.

［6］石丹.硅酸鹽無機發泡保溫隔熱材料的制備及其改性研究［D］.北京化工大學，2012.

［7］王武祥，劉超，等.水泥基復合材料保溫板的生產與應用［J］.墻體革新建筑節能，2013（2）：43－46.

［8］杜傳偉，李國忠.發泡水泥保溫材料的耐水性能研究［J］.磚瓦，2013（3）：56－58.

［9］王立久，穆木蘭.植物纖維生產水泥基泡沫保溫墻體材料的研究［J］.混凝土，2010（3）：61－66.