用绿色技术支持建筑行业的可持续发展

时间:2018-11-24 17:46:53

  干混砂浆是指经干燥筛分处理的骨料(如石英砂)、无机胶凝材料(如水泥)和添加剂(如聚合物)等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状,以袋装或散装的形式运至工地,加水拌和后即可直接使用的物料

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  干混砂浆是指经干燥筛分处理的骨料(如石英砂)、无机胶凝材料(如水泥)和添加剂(如聚合物)等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状,以袋装或散装的形式运至工地,加水拌和后即可直接使用的物料。它在建筑业中可以高效发挥砌筑、粘结、衬垫、防护和装饰作用,建筑和装修工程应用极为广泛。

  新世纪初,我国建筑工地常见的是机器轰鸣,粉尘漫天,行人掩鼻快速通过;有条件的工地,不断喷洒水洗地面,其人力物力的投入可观。作为国内最早关注这一问题的专家之一,我校材料学院王培铭教授决心找出一条操作简便、环境友好的建筑材料应用之路。2004年起,他带领团队在总结经验的基础上调整了研究思路,但如何保证砂浆的性能优越,如何适应各种建筑物的不同要求,如何得到业内认可和推广等等,需要解决的问题还有不少。

  建筑要成为绿色的,首先要减少能耗,减少能耗最好的办法就是让墙体保温性能优越。现在,房屋的美观要求越来越高,瓷砖贴面要粘住就得找到合适的粘合剂,最好是实现工厂化生产,到了现场用水拌拌就可以用了。想好路径之后,团队立刻开始摸索干混砂浆的各种配比方法。王培铭介绍,干混砂浆的组分从3种到20余种不等。但最基本的均含有胶凝材料、骨料和外加剂。胶凝材料包括无机胶凝材料如水泥、石灰、石膏等,有机胶凝材料有分散乳胶粉和水溶性聚乙烯醇等,骨料包括自然砂和人工砂,矿物外加剂如粉煤灰、硅灰、矿渣粉、石灰石粉等,化学外加剂如纤维素醚、淀粉醚、调凝剂、减水剂、引气剂等。干混砂浆的性能主要取决于其组成,无机(有机)胶凝材料主要起胶结作用;骨料起骨架作用(有时凸显装饰效果),矿物外加剂改善砂浆工作性,两者对体积稳定性均有重要作用;化学外加剂改善砂浆的物理性能,对砂浆硬化后的性能也有重要作用。

  找到正确的材料后,找出正确的配比就成为摆在团队面前的任务。2004年以来,王培铭团队在国家科技支撑计划、国家自然科学基金、上海市科学技术委员会重点项目、上海市建设委员会发展基金等国家和省部级项目的资助下,经过十年的科学研究和技术开发,探明了干混砂浆组成材料对其性能的作用机理,相继研发出无机保温砂浆保温体系及其配套砂浆,保温板保温体系胶粘剂、抹面胶浆和装饰砂浆,高品质的界面处理剂、瓷砖胶粘剂、填缝剂、防水砂浆、自流平砂浆、修补砂浆、灌浆材料、内外墙腻子,以及特种砌筑砂浆和抹灰砂浆等产品和应用技术。

  王培铭介绍,研究阐明了纤维素醚和可再分散乳胶粉等起关键作用的聚合物材料在干混砂浆中的作用机理,它为干混砂浆的产品和技术研发奠定了理论基础;建立了系列干混砂浆的材料组成(结构)、制备工艺、性能、使用效能和环境协调性五要素之间的关系,为系统开发和绿色生产提供了科学依据。在厚实的理论和技术路径研究基础上,团队开发出系列干混砂浆产品和绿色生产技术,所开发的系列产品和技术大多达到国际先进水平。王培铭团队的这项研究为建筑施工带来了革命性变化,工地的尘雾没了,施工进度更快了,建筑更环保了,业内专家评价说。

  据悉,随着研究的进展,团队主编了干混砂浆一系列的技术标准和应用规程,如《干混砂浆生产工艺与应用技术规范》《岩棉板(带)薄抹灰外墙外保温系统应用技术规程》《陶瓷墙地砖填缝剂》《水泥基渗透结晶型防水材料》《外墙外保温专用砂浆技术要求》《无机保温砂浆系统应用技术规程》等等,“目前都在国家建设中发挥着重要作用。”王培铭说,我们还通过逐年增大的培训力度迅速带动了全国干混砂浆行业的施工技术提升。据悉,该项目目前已获得25项发明专利授权、5项实用新型专利授权、2项软件著作权,公开发表70余篇论文,主编行业标准和地方标准6部,参编标准6部。

  “特别要感谢那些合作企业。”王培铭说,很多实验室的研究都是在企业中实现的,这些企业遍布上海、浙江、江苏,像上海英硕聚合材料股份有限公司,上海复旦安佳信功能材料有限公司,无锡江加建设机械有限公司,浙江忠信新型建材有限公司和上海汇康节能工程有限公司等都先后或长期参与研究;舟山市东巨新型建筑材料有限责任公司、安唛杰节能建材科技(上海)有限公司、上海宝钢新型建材科技有限公司等多家企业接受我们的成果转让。据了解,项目成果已应用于全国很多省市的建筑工程,建筑工程应用面积超过3000万平方米,利用固废30万吨以上,产生的直接经济效益已超过11亿元。


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