一、技术名称

膨胀玻化微珠保温砂浆制备及应用技术

二、技术所属领域及适用范围

建材、铸造、陶瓷、石油化工以及农业、林业、交通、国防、军事、航空航天等诸多领域

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

膨胀玻化微珠保温砂浆的生产过程能耗（包括所需水泥的能耗）为40.81 kgce/m3，其中，膨胀玻化微珠原材料（酸性玻璃质火山岩）的能耗忽略不计。

与普通砂浆相比，膨胀玻化微珠保温砂浆的生产过程节能22.33 kgce/m3。与岩棉相比，膨胀玻化微珠保温砂浆的生产过程节能14.19 kgce/m3。

在实际应用中，膨胀玻化微珠保温砂浆的导热系数0.032-0.048 W/(m2·K)，而岩棉材料为0.104 W/(m2·K)，用于外墙保温材料，前者比后者节能约20%。目前该技术可实现节能量11万tce/a，CO2减排约28万t/a。

四、技术内容

技术原理

膨胀玻化微珠保温砂浆由膨胀玻化微珠、水泥、增强纤维及添加剂等材料混合而成。其主要原材料--膨胀玻化微珠是由特定组成的酸性玻璃质火山岩在一定的温度条件下软化、膨胀，并在高温状态下熔融玻化，形成表面封闭、内部多孔的类真空结构的轻质球形颗粒。膨胀玻化微珠独特的轻质、防火、保温隔热性能，使膨胀玻化微珠砂浆具有优异的保温隔热和防火特性。

关键技术

膨胀玻化微珠保温砂浆生产的关键技术包括膨胀玻化微珠制备、砂浆生产一体化全自动生产技术及专业施工设备与技术。

（1）膨胀玻化微珠制备关键技术

多级电加热管式玻化炉是采用管状电加热管作为炉体，管套外壳采用成型耐高温保温壳体相配套组装，整个装备采用机械成型工装，可随时拆装检修，每节温区采用P.I.D独立自控调节。膨胀玻化微珠的生产过程分为：预热脱水、瞬时膨胀、连续玻化、冷却成型四个主要工序。通过调整每个过程的工艺参数，可得到不同容重、不同粒径的膨胀玻化微珠。 

（2）膨胀玻化微珠保温砂浆制备关键技术

膨胀玻化微珠保温砂浆为干混砂浆。利用颗粒对流摩擦的原理，通过封闭式物料对流混合使干混砂浆中各种颗粒骨料作对流摩擦，并形成有效的立体搅拌，可有效保证物料混合均匀和纤维分散；通过表面有机物包覆改性，提高膨胀玻化微珠砂浆的韧性，从而降低膨胀玻化微珠在干混砂浆混合中的破碎率，解决膨胀玻化微珠的混合和砂浆制备中的破碎问题。     

（3）膨胀玻化微珠保温砂浆的施工关键技术

采用蠕动泵输送模式，加水后砂浆的传送方式由传统螺杆推进的刚性结构推动砂浆前进方式变成主要为砂浆组元间柔性推动的形式，从而大大降低了膨胀玻化微珠的破损率，砂浆质量得到了很大的提高，解决了成品砂浆在加水搅拌及施工过程中膨胀玻化微珠易碎问题。

工艺流程

工艺流程见图1和图2。

原砂经计量并检验合格后存放在仓库或料仓；再经1#提升机提升进入分级筛进行分级；分级后原砂通过（原砂）给料机送入（原砂）预热炉预热；预热后原砂经2#提升机进入膨胀玻化炉进行膨胀玻化，生成膨胀玻化微珠；膨胀玻化微珠经气力输送至膨胀玻化微珠储仓，然后经计量罐计量后进入待混合料仓，与其它物料（水泥、石膏等）一起进入混合机内搅拌混合均匀后，进入成品储料仓；干拌轻质砂浆成品经计量包装后入库。

图1 膨胀玻化微珠保温砂浆工艺流程示意图

图2  多级电加热管式玻化炉结构示意图

五、主要技术指标

膨胀玻化微珠的主要技术指标见表1，其性能主要表现为：

导热系数小，绝热性好

所制备的膨胀玻化微珠为表面玻化封闭，呈不规则球状体的内部为多孔类真空结构的轻质绝热颗粒材料，其导热系数低，热工性能好。

吸水率低

由于产品表面为全玻化封闭结构层，阻止了水分进入颗粒内部，吸水率低，大大提高了产品的综合性能。

粒径范围广，适宜不同用途和产品制备

通过采用不同粒径的矿砂及对生产工艺参数的调整与控制，可得到不同粒径的膨胀玻化微珠颗粒。粒径最小为0.2mm、最大可达3mm，可满足不同的使用需求。

和易性好

由于产品呈微球状，玻化后表面平整光滑、强度高，与其他胶结材料掺混使用，易于均匀分散，不易破碎，且具有很好的砂浆流动性，能满足各种机械喷涂施工。

表1 膨玻化微珠的主要技术指标

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

2010年11月，膨胀玻化微珠保温砂浆及其制备技术通过了山东省科技厅的科学技术成果鉴定，总体技术达到国际先进水平。目前该技术已应用于新建建筑和既有建筑的节能保温及部分工业领域的节能保温，节能效果良好。

七、典型应用案例

典型用户：北京市西城区大觉胡同东楼和大觉胡同西楼等

典型案例

建设规模：建设面积约为9.8万m2，其中有5座高层建筑（18+1），3座多层建筑（6+1）。所改造楼房始建于上世纪60年代，为砖墙结构，未设置集中供暖设施，冬季采暖以小煤炉为主，也未做建筑保温，仅在外墙表面涂刷了一层外墙涂料。主要技改内容：（1）建筑节能加固改造（2）墙体保温改造：对墙体采用膨胀玻化微珠保温砂浆进行保温改造（3）外墙饰面及外墙附属物整理。墙体节能保温改造面积为1600m2，节能技改投资额为13万元，建设期2个月。年节能量为18.4tce，取得节能经济效益2.6万元（按照目前居民用电价格0.5元/kWh计算），投资回收期5年。

典型案例

建设规模：建设面积约为9.8万m2，其中有5座高层建筑（18+1），3座多层建筑（6+1）。主要技改内容：采用膨胀玻化微珠墙体自保温系统作为外围护结构保温 材料，填充墙部位采用膨胀玻化微珠自保温砌块加配套的专业砌筑型膨胀玻化微珠 保温砂浆，形成的裸墙体达到节能要求。梁、柱、剪力墙采用燃烧性能为A1级的膨 胀玻化微珠免拆保温模板，运用同体浇筑技术使保温模板与结构形成一体，既可替代木模板，又解决了热桥和防火问题。节能技改投资额268万元，建设期427天。每年可节能274.4tce，年节能经济效益38.65万元（按照目前居民用电价格0.5元/kWh计算），投资回收期7年。

八、推广前景及节能减排潜力

“十二五”期间，膨胀玻化微珠保温砂浆的市场需求量累计将达到8250万m3，总投资额达82.5亿元。预计未来5年，膨胀玻化微珠保温砂浆在建筑领域的推广比例将达到10%，节能能力可达105万tce/a，减排能力约277万tCO2/a。