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1、目錄 一、課題研究的背景 2 二、課題研究的意義 3 三、課題研究的界定 4 四、課題研究的達(dá)成目標(biāo) 4 五、課題研究的主要內(nèi)容 5 六、課題研究的方法 5 七、課題研究的主要過程 6 1、 原材料篩選 6 2、保溫板結(jié)構(gòu)研究 6 3、物理性能研究 6 4、中試生產(chǎn)線設(shè)計 7 八、課題研究的果 7 九、研究中的反思成及今后的設(shè)想 7 《一種礦物棉環(huán)保膠泥粘接保溫隔熱板的研發(fā)與應(yīng)用》課題結(jié)題報告 一、課題研究的背景 能源危機(jī)是人類面臨的重大問題之一，節(jié)能已經(jīng)成為全社會的廣泛共識，收到越來越多的重視。尤其是隨著低碳

2、經(jīng)濟(jì)的觀念的提出，各國政府亦相繼出臺了相應(yīng)的發(fā)展節(jié)能減排政策。在我國，節(jié)能減排已確定為一項基本國策，隨著民用建筑數(shù)量不斷增加，民用建筑運行能耗增長迅速，未來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，人民生活水平的日益提高，這種快速增長的態(tài)勢仍將持續(xù)一段時間。而在工業(yè)化的推動下，工業(yè)行業(yè)能效水平提升較快，工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能潛力下降，未來建筑領(lǐng)域?qū)⒊袚?dān)越來越大的節(jié)能減排任務(wù)。然而我國量大面廣的既有建筑中，很多達(dá)不到建筑節(jié)能設(shè)計的要求，仍有一定數(shù)量的新增建筑節(jié)能不達(dá)標(biāo)。大多數(shù)建筑單位建筑面積能耗為氣候相近的發(fā)達(dá)國家的3~5倍，這將給社會帶來沉重的能源負(fù)擔(dān)。在一般性建筑中，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量最高可達(dá)建筑砽能耗

3、的72%，空氣滲透熱量損失最大時可達(dá)建筑使用能耗的28%。2013年，我國建筑能耗約占全社會總能耗的39%，其中最主要的是采暖和空調(diào)，占20%。由此可見提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，也是建筑節(jié)能的關(guān)鍵之一。 對于房屋建筑而言，從能源流失的角度來看，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量流失比達(dá)57~77%左右。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，窗體和外墻流失能量的比重都比較大，大約為30%左右，因此窗體節(jié)能和外墻保溫節(jié)能是重點。當(dāng)前，住建部提倡重點推廣的主要保溫形式為外墻外保溫，因此外墻外保溫體系產(chǎn)品也受到了大范圍推廣，具有廣闊的市場發(fā)展前景。 二、課題研究的意義 目前，建筑外墻以及屋面的保溫板材料大多使用有機(jī)材料，如擠塑聚苯板

4、（XPS板）、膨脹聚苯板（EPS）、硬泡聚氨酯板（PUSP）等。由于有機(jī)材料易燃，著火后不易撲救，并產(chǎn)生大量有毒有害氣體，會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，有機(jī)保溫材料的著火危險性存在于外墻保溫施工前的材料存放、施工中的交叉作業(yè)以及使用后的整個建筑壽命中，安全隱患是長期的。目前，市場上的無機(jī)保溫板多數(shù)是將無機(jī)材料（如礦渣棉、巖棉、玻璃棉等）作為板材的填充料，生產(chǎn)出來的板材雖然防火性能較好，但是由于整體較軟，且松散。在作為屋面材料時，施工過程中極易被踩壓損壞，降低保溫效果和屋面安全性；而作為墻體保溫材料使用時，安裝過程中抗風(fēng)較差，且吸水量高，遇惡劣（大風(fēng)大雨）天氣，極易脫落，造成安全事故。 故此

5、，研發(fā)一種具有重量輕、成本低、結(jié)構(gòu)性能好、耐熱性及耐火性好、使用壽命長、有利于環(huán)保、可直接用于結(jié)構(gòu)上的一種礦物棉膠泥粘結(jié)保溫成品板，以取代目前建筑市場中常用的有機(jī)材料保溫板及一些單一無機(jī)保溫材料板，是十分必要的。 本課題的研究以廣西建工集團(tuán)第三建筑工程有限責(zé)任公司以及廣西科技大學(xué)為主要研究力量，通過申請課題，與保溫隔熱板生產(chǎn)廠家等單位聯(lián)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，組成產(chǎn)、學(xué)、研的研究團(tuán)隊，團(tuán)結(jié)協(xié)作，研究出了具有重量輕、成本低、結(jié)構(gòu)性能好、耐熱性及耐火性好、使用壽命長、有利于環(huán)保、可直接用于結(jié)構(gòu)上的一種礦物棉膠泥粘結(jié)保溫成品板，可通過在基板面層根據(jù)使用要求進(jìn)行粘貼各種飾面材料，做為隔熱板、吊頂、輕質(zhì)墻

6、板、門芯板和墻面保溫板使用。 三、課題研究的界定 礦物棉是指：由礦物原料制成的蓬松狀短細(xì)纖維。具有不燃、不霉、不蛀等性能?？勺龀蓺帧⑻?、墊、繩、板等。用作吸聲、減震、隔熱材料。將天然巖石或冶金礦渣在沖天爐或池窯等設(shè)備內(nèi)熔化后，用噴吹法或離心制取。 礦物棉噴涂系統(tǒng)是指：將纖維專用噴涂棉與配套膠黏劑經(jīng)過專用纖維噴涂設(shè)備噴涂于建筑及機(jī)車、船舶等基體表面，無需吊掛件、支撐等，經(jīng)自然干燥后形成具有一定強(qiáng)度和厚度的無接縫、整體穩(wěn)定密閉的噴涂層。該噴涂層呈現(xiàn)彈性的自然紋理和纖維質(zhì)地，具有保溫隔熱、減振隔音、吸聲降噪、A級防火的杰出功能，施工高效快捷，尤其適合異性復(fù)雜結(jié)構(gòu)，顏色可根據(jù)設(shè)計要求。 四、課

7、題研究的達(dá)成目標(biāo) 以礦物棉為主要材料，加以膠泥粘接，通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，研制出一種具有重量輕、成本低、抗壓強(qiáng)度高、耐水性及耐火性能好、使用壽命長、隔熱性能佳、有利環(huán)保等明顯優(yōu)勢，推廣前景廣闊的礦物棉膠泥粘接保溫隔熱板。 五、課題研究的主要內(nèi)容 采用礦物棉為主要材料，以特制的環(huán)保膠泥為粘接劑，把礦物棉纖維粘制成為噴膠棉。噴膠經(jīng)齒輪擺錘擺動折疊成布綿，棉層厚薄均勻，并形成多層垂直交疊結(jié)構(gòu)，后經(jīng)差速壓輥打褶使纖維折疊交叉亂向交錯壓在一起，從而使礦物綿不出現(xiàn)棉質(zhì)分層的現(xiàn)象。打褶壓制后的礦物棉板養(yǎng)護(hù)脫模后，經(jīng)切斷或裁邊，進(jìn)入自動包裝線，包裝入庫，最后制成以礦物為主要材料研制一種新型保溫隔熱板材。

8、 通過本課題研究實施所獲得的主要創(chuàng)新內(nèi)容如下： （1）利用水玻璃與氟硅酸鈉、滑石粉等制作出環(huán)保膠泥，對礦物棉進(jìn)行噴灑，提高礦物棉纖維本身的硬度，并根據(jù)所需板塊空隙率，通過雙向壓力機(jī)壓制成板塊，使礦物棉形成一種蜂窩狀，有一定強(qiáng)度、剛度的結(jié)構(gòu)板。礦物棉作為結(jié)構(gòu)材料使用，區(qū)別于現(xiàn)有板材中，礦物棉作為填充材料等使用。 （2）制成的礦物棉板面層可根據(jù)使用要求進(jìn)行粘貼各種失眠材料，作為隔熱板、吊頂板、輕質(zhì)墻板、門芯板和墻面保溫板等，用途十分廣泛。 六、課題研究的方法 本課題的研究主要通過實驗法來進(jìn)行研。通過對不同的材料進(jìn)行組合試驗并其各種物理性能，最終選出最佳的組合材料。然后，根據(jù)最佳組合材料

9、的各種物理性能來研究制作工藝，通過對各種制作工藝進(jìn)行試驗，確定最佳施工工藝。 七、課題研究的主要過程 1、 原材料篩選 對預(yù)先選擇的材料、備選材料進(jìn)行理化成分分析，選定合適的原材料；按選定的原材料的理化成分，先在理論上計算研究粘結(jié)膠泥配合比。 2、保溫板結(jié)構(gòu)研究 根據(jù)板的用途、噴膠方法、壓制方式來研究板的結(jié)構(gòu)以及噴膠程度。 3、物理性能研究 礦物棉環(huán)保膠泥粘接保溫隔熱板基本力學(xué)性能試驗研究包括：抗拉強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、斷裂彎曲負(fù)荷等4項，并判定力學(xué)性能是否符合要求。 通過對礦物棉環(huán)保膠泥粘接保溫隔熱板的試驗研究，要了解其以下特點： ①板材抗壓強(qiáng)度及破壞時的脆性; ②板

10、材斷裂彎曲負(fù)荷; ③板材的導(dǎo)熱系數(shù)測定。 4、中試生產(chǎn)線設(shè)計 選取礦物棉環(huán)保膠泥粘接保溫隔熱板的最佳制備過程參數(shù)、最優(yōu)配合比，對保溫板進(jìn)行中試試驗。需要結(jié)合粘接膠泥的噴膠方式、噴膠程度、壓制程度、板塊結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化等問題完成礦物棉環(huán)保膠泥粘接保溫隔熱板的穩(wěn)定生產(chǎn)工藝。 八、課題研究的成果 本課題實施完成后，課題組對其綜合效果進(jìn)行了深入分析，對照合同約定的相關(guān)考核要求已全部滿足，具體如下： （1）研制出了一種新型的礦物棉環(huán)保膠泥保溫隔熱板，并達(dá)到了預(yù)定指標(biāo)的要求； （2）已獲得國家發(fā)明專利1項，專利名稱《一種巖棉膠泥粘接保溫隔熱板》，專利號：ZL201210405850.0。

11、 （3）在專業(yè)刊物上發(fā)表論文1篇：歐陽力業(yè)，楊和源。一種輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱的礦物棉板研制及應(yīng)用[J].工程技術(shù)，2016,03:261。 （4）制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項：高強(qiáng)保溫隔熱礦物棉板的制作。 （5）與廣西增錢門業(yè)有限公司合作，建立了1條年生產(chǎn)規(guī)模500萬元的礦物棉環(huán)保膠泥保溫隔熱板生產(chǎn)線，并將40mm厚保溫隔熱板每平米控制在12元，20mm厚防水保護(hù)層板每平米控制在9元。 九、研究中的反思及今后的設(shè)想 目前，國內(nèi)對礦物棉保溫產(chǎn)品的使用越來越廣泛，主要是使用巖棉板、巖棉氈、玻璃棉板、玻璃棉氈等作為建筑的保溫隔熱層或吸音墻。隨著越發(fā)多的高層外墻保溫火災(zāi)的發(fā)生，對于礦物棉外保溫技術(shù)的研究也

12、愈來愈多，主要研究礦物棉作為保溫墻體、吸音墻體填充材料的使用。礦物棉材料與常規(guī)的保溫材料相比，具有不燃性，并具有良好的吸聲性，但其單獨使用時容易分層剝落。目前對將礦物棉板單獨制作成結(jié)構(gòu)板使用的研究較少，因此研究如何加強(qiáng)礦物棉材料的整體性，使其具有一定的強(qiáng)度、剛度，是建筑材料行業(yè)應(yīng)考慮的重要環(huán)節(jié)。通過本課題研究取得的成果表明，可以采用特制的膠泥對礦物棉進(jìn)行噴膠處理，能夠增強(qiáng)礦物棉制品的強(qiáng)度、剛度，起到增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性的作用。但目前的研究尚不夠全面，后續(xù)可針對此問題開展專題深入研究。 此外在保溫隔熱板中摻入珍珠巖或陶粒會給環(huán)保膠泥粘結(jié)保溫隔熱板生產(chǎn)線帶來一些問題，如缺少珍珠巖或陶粒的送料和計量裝置；缺少噴膠程度控制和計量裝置；生產(chǎn)保溫板時底部壓制力度與摻入珍珠巖或陶粒時保溫板中部壓制力度不同；噴膠力度對珍珠巖或陶粒的均勻分布性的影響等。這些問題已經(jīng)通過另增加陶粒送料裝置和計量裝置，噴膠控制裝置得到解決。由于課題經(jīng)費有限，下一步的研究工作需要在充足經(jīng)費的前提下，考慮大規(guī)模生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。