泡沫混凝土有望成为保温材料首选

无机保温材料呼声日高
近年来，以聚苯板为主材的建筑保温体系存在的火灾隐患、脱落隐患、耐久性、服役期后产生巨量垃圾等问题逐浙暴露出来，业界呼吁淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有机保温材料的声浪日高。

央视北配楼特大火灾之后，这一呼吁声浪更掀高潮。

大多数专业人士基本形成了共识，在建筑节能中以无机保温取代有机保温，只是时间问题。

行业协会对此已给予重视并开展工作，建筑保温材料的基本走向将进一步明确。

以无机保温材料取代有机保温材料在建筑节能中已是大势所趋，方向基本确定，那么淘汰聚苯泡沫、聚氨酯泡沫等有机保温材料，以何种无机保温材料取代，能否取代，技术上有无把握等，就成为业界乃至全社会关注的焦点。

笔者从事泡沫混凝土研究和实践数十年，看到泡沫混凝土在我国得到应用，建筑保温步伐越来越快，专业队伍日益壮大。

由此认为，泡沫混凝土应该是有机泡
沫保温材料在建筑节能中的最佳取代者，而且在技术上也是基本成熟、有把握的。

在未来的建筑节能中，泡沫混凝土很有可能会成为最大宗的主导材料。

笔者对此充满信心。

泡沫混凝土与有机
保温材料相比的优势
有机保温材料本文是指以聚苯泡沫、聚氨酯泡沫为代表的，已在建筑中广泛应用的那些泡沫塑料。

泡沫混凝土与这些材料相比，在建筑保温中有很大优势。

这些优势决定了以泡沫混凝土取代有机保温材料是必须的，也是合适的。

1. 防火
泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等其他有机保温材料，都具有易燃性，且轰燃性强，火势凶猛，难以扑救。

即使是阻燃型有机泡沫材料，也仍然避免不了火灾。

我国最
泡沫混凝土有望成为保温材料首选
中国混凝土与水泥制品协会泡沫混凝土分会专家委员会 闫振甲
提 要：以无机材料取代有机材料进行建筑保温是历史发展及科技进步的必然。

泡沫混凝土与泡沫塑料相比，有防火、耐久、隔声、绿色环保等优势。

泡沫混凝土与加气混凝土、泡沫玻璃、无机棉、玻化微珠等其他无机保温材料相比，有造价低、可现浇自保温墙体、制品密度低、易于成型、工艺简单、投资小、原料来源广、易于普及等优势。

综观未来建筑保温趋向，泡沫混凝土很有可能成为第一大保温材料。

目前，影响泡沫混凝土得到广泛应用的主要原因是无标准可依、无示范工程引领市场等，在这些问题突破后，泡沫混凝土将会很快普及应用。

关键词：建筑保温；泡沫混凝土；优势
图 1 济南奥体中心火灾
图 2 央视北配楼发生火灾
近的一些特大火灾，其工程使用的均是阻燃泡沫塑料。

另外，泡沫塑料燃烧烟雾大，毒性大，弥漫起来可达几公里，图1为全运会主会场、国家重点工程济南奥体中心因有机保温材料引发的火灾场景。

图2为央视北配楼火灾场景。

泡沫混凝土以水泥为主料，为安全不燃材料，耐火级大于2小时，可达A级防火标准，完全可以满足任何建筑的防火要求。

以泡沫混凝土进行建筑保温，完全不会引发火灾。

更大的优势是，我们研发的现浇泡沫混凝土保温墙体，可以将钢结构完全包覆在泡沫混凝土中，将钢结构保护起来，即使发生火灾，钢结构也不易变形倒塌，解决了钢结构的防火问题，起到双重防火的作用。

2. 耐久
建筑的设计寿命一般为50~100年。

有机保温材料都有一个不耐老化问题，难以和建筑同寿命。

目前，建筑保温相关规范对有机保温材料的设计寿命大多为20~25年。

这就意味着保温层与建筑不能同寿命。

一幢建筑至少要进行2~4次保温施工。

这种对建筑的反复折腾，缩短了建筑的使用期，因为每次施工都要对建筑造成损害。

泡沫混凝土耐久性大于50年，可与建筑同寿命，一次保温施工可使建筑终身保温，避免了多次保温施工的不足。

我国黑龙江等地的泡沫混凝土屋面保温层，为上世纪50年代初期前苏联专家指导施工的
工程，至今近60年依然完好无损，仍在使用。

这充分证明了泡沫混凝土的耐久性。

在规范施工的前提下，优质泡沫混凝土的服役期限完全可达100年，对重点建筑工程也是适用的。

另外，由于有机外墙外保温和墙体结合不好，往往引发开裂、脱落等工程事故，不但使工程的耐久性无法保证，脱落物下落也对人造成严重威胁。

国内外的例子，图3为国内某工程有机保温层脱落的场景，图4为国外有机保温层脱落的场景。

泡沫混凝土大部分为墙体自保温，不存在外保温层脱落问题。

少部分采取外墙外保温，大多为锚固或干挂，不易脱落，极少数采用粘贴。

由于泡沫混凝土与墙体为同性材料，粘结十分牢固，也不易脱落。

3. 隔声
泡沫聚苯板等有机保温材料的隔声性较差。

以50mm厚芯层的泡沫聚苯墙体为例，墙体两边的说话声清晰可闻，而50mm厚芯层的泡沫混凝土墙体，墙体两边的说话声则基本听不到。

泡沫聚苯夹芯墙体敲打时嘭嘭响，发空，而泡沫混凝土夹芯墙体敲击时却没有那么响，也没有发空的感觉。

泡沫混凝土在闭孔率大于90％时成为优异的隔声材料，西方一些发达国家用泡沫混凝土生产隔声板。

去年，我们已对外提供泡沫混凝土隔声板生产技术，其产品全部出口美国。

4. 无毒无害
泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有机保温材料，在生产时释放大量的有害气体，生产现场气味呛人，对空气污染严重，危害操作人员健康。

其在使用前期仍有残余气味，在使用后期，其老化分解过程仍将释放有害物质。

所以，其生产与使用均是不环保的。

这还没有考虑其容易造成的其他污染。

泡沫混凝土基本以无机材料为主体，生产时无有害物质产生，生产现场无任何异味。

其在使用过程中不会产生分解物，绿色环保。

从建筑绿色化角度讲，也应该是建筑保温的最佳选择。

5. 不会大量消耗石油资源
建筑节能除了减排的意义之外，还有降低我国能源消耗、保护国家能源安全的意义。

而泡沫聚苯等有机保温材料，都大多以石油为起始原料，大量消耗石油资源，其应用将加剧能源危机。

它的使用虽可使建筑节能，但原料却耗能，使节能与耗能相冲突，失去了节能的意义。

泡沫混凝土的原料为水泥，不以能源为原料。

水泥的生产虽也有能耗，但毕竟低于泡沫聚苯的原料耗能及生产耗能总量。

与其他无机保温材料相比的优势
可取代有机保温材料的无机保温材料主要是泡沫混凝土、加气混凝土、泡沫玻璃、矿棉岩棉、玻化微珠、陶粒等。

图 3 聚苯板外墙外保温层大面积脱落图 4 国外外墙建筑聚苯板大面积脱落
这些无机材料在未来的建筑保温市场上，都将占有一定的比例，实现各种无机材料的优势互补，但泡沫混凝土的优势更多，凭借其优势，将在这些无机保温材料中脱颖而出，占有建筑保温的主体地位。

1. 与加气混凝土相比的优势
加气混凝土与泡沫混凝土比较，其明显的优势是强度比泡沫混凝土高，水泥用量少。

加气混凝土的水泥用量仅5％~10％，而泡沫混凝土大多100％为水泥，至少也要50％以上的水泥。

但泡沫混凝土的综合优势要远远大于加气混凝土，使它在未来的市场竞争中占有更大的市场份额。

泡沫混凝土的最大优势有五个：1）可以现浇施工
加气混凝土因需蒸压，无法现场施工。

泡沫混凝土一辆汽车就可把全套设备拉到现场，七个人一天可现浇100～200m 3。

现浇屋面保温层、现浇地暖保温层、现浇各种自保温墙体、现浇外墙外保温墙面、现浇楼地面垫层，现浇灌芯立柱，都是泡沫混凝土的强项，
且将在未来的建筑保温中大显身手。

可以毫不夸张地说，将来建筑保温应用量最大的，可能是现浇泡沫混凝土。

泡沫混凝土虽然材料成本高，但由于它可以现浇，省去了大量的生产能耗与制品加工成本，且密度低，生产原材料总用
量少。

就把总成本降了下来，化解了它的劣势，成本反而低于加气混凝土。

以自保温墙体为例，每立方米加气混凝土北京价格约为200元，加上砌筑费及运费，总成本应不会低于300元。

而墙体现浇泡沫混凝土总成本仅130元/m 3，如考虑由于其密度低（加气混凝土600~700kg/m 3，
现浇泡沫混凝土300~400kg/m 3），可减薄墙体，降低了保温材料用量，则现浇泡沫混凝土的墙体造价还要更低，显示出现浇保温的优势。

图5为泡沫混凝土现浇墙体在拆除模板。

2）低吸水率
加气混凝土的吸水率高达45％以
上，这一直是它的一大劣势。

这一劣势使之粉刷难，须使用界面剂。

即使用上界面剂，也经常出现粉刷层的空鼓、脱皮、裂纹等工程事故。

泡沫混凝土却可以通过调整它的闭孔率来自由控制吸水率，其一般吸水率约20％~25％，低吸水率产品约为8％~12％，超低吸水率产品则可达2％~5％。

这种低吸水率的优势，不但避免了加气混凝土上述弊端，而
且还填补了加气混凝土在高寒地带不能应用的空白。

目前，我们已在黑龙江生产应用了陶粒泡沫混凝土砌块。

这些地方最需要保温，加气混凝土都因高吸水率而不能应用。

可以预测，在东北、内蒙古、青海、新疆、西藏等至今加气混凝土无法使用的地区，泡沫混凝土将大有作为。

图6为泡沫混凝土超低吸水率产品表面的水珠状况。

3）低密度超轻
加气混凝土密度大，一般多为500~ 800kg/m 3，
低于500kg/m 3的产品很少，不能稳定生产，低于300kg/m 3的产品几乎没有。

由于工艺技术的制约，加气混凝土难以生产400kg/m 3以下的超轻产品。

而目前的建筑节能，最需要400kg/m 3以下的超轻产品，因为其保温性能更优异，更有利于建筑轻型化。

目前，广泛应用的泡沫混凝土，密度一般为200~450kg/m 3，
正好弥补了加气混凝土性能上的不足，二者形成了市场互补和错位。

图7为泡沫混凝土超轻的显示状况。

加气混凝土主导产品B05~B07级的导热系数为0.14~0.18w/m ・k，而泡沫混凝土主导产品B02~B04级的导热系数仅为0.065~0.10w/m ・k，只相当于加气混凝土的一半。

这意味着，使用泡沫混凝土达到了建筑节能标准，墙体可比加气混凝土减薄近一倍，这可以大量节约材料并增加使用面积。

图 6 超低吸水率泡沫混凝土保温板表面水珠状况
图 5 现浇泡沫混凝土墙体正在拆除模板
4）工艺灵活、品种多
由于受蒸压工艺和设备的限制，加气混凝土基本以砌块和条板两大产品为主，其他种类的产品还没有，这在一定程度上缩小了它的应用范围和市场份额。

泡沫混凝土既可以进行各种现浇施工，也可采用不同工艺生产制品。

目前，泡沫混凝土保温产品已有10多种，将来会达到几十种。

泡沫混凝土对市场需求反应快，适应性强。

当市场需求某种产品时，它可以很快生产出来，甚至变换一种模具，就变化出一种新产品。

加气混凝土就无法如此。

例如，泡沫混凝土可生产大规格夹芯屋面、墙体保温板，目前最大规格已达3000×6000mm，加气混凝土就不能；再如，泡沫混凝土可方便地生产出轻质灌芯产品、夹芯产品，加气混凝土却不能；另外，泡沫混凝土可很容易生产出陶粒增强制品、彩色制品、异型制品等，加气混凝土则不能。

这就决定了泡沫混凝土会以其生产的灵活性占有更多的应用领域。

5）投资小，易于普及
中国现阶段的国情，决定了建筑保温材料的生产企业以中小型为主，动辄几千万元的投资，他们是无法承担的。

而加
气混凝土的投资一般也要千万元以上，对
中小企业的实施是有难度的。

泡沫混凝土投资很小，一套现浇设备
不超10万元，就可以方便施工。

制品生产
线一般也在几十万至几百万元之间，与加
气混凝土相比，要小的多。

这非常有利于
泡沫混凝土的推广和实施，对其在建筑保
温中的普及应用创造了有利的条件。

综上所述，可以得出以下结论：加气
混凝土与泡沫混凝土作为同类型保温材
料，各有优势，但泡沫混凝土的优势要更
多一些。

在B06~B07密度等级范围，加气
混凝土由于强度好，会占有优势。

而在现
浇及B05以下密度等级范围，泡沫混凝土
会占有优势。

二者可实现市场的优势互
补。

从应用总量来看，泡沫混凝土在3~5
年后肯定要超过加气混凝土。

2. 与无机纤维保温材料相比的优势
人造无机纤维保温材料包括岩矿
棉、玻璃棉、硅酸铝纤维等。

目前，在建筑保温中应用量较大的
主要是岩矿棉。

泡沫混凝土和这类材料
相比，优势更明显。

虽然这类纤维材料在
建筑保温中会有一定的应用，但不可能成
为主导产品。

1）低价格
无机纤维材料的价
格远高于泡沫混凝土，
提高了保温的造价。

目
前，纤维棉主要应用于吸
声产品，在建筑保温中由
于价格高，在竞争中处于
不利地位。

泡沫混凝土
以130~300元/m3的低价
无疑比无机纤维棉更有
优势。

2）无害化
人造无机纤维棉虽
然不能与石棉划等号，
但它在生产及使用过程
中仍会产生纤维粉尘污染。

泡沫混凝土
则完全无害。

3）使用方便
人造纤维棉大多为散状材料，不易
使用。

加工为板状、粒状的产品，虽好用
一些，但使用的方便性远不如泡沫混凝
土。

泡沫混凝土可方便地现浇或生产成
各种制品，无机纤维棉则不能。

4）低碳
人造纤维棉是岩石或矿渣等经高温
（1300～1500℃）热熔后，经离心或喷吹
使其纤维化而成的，能耗很高，不符合我
国低碳经济的原则。

从降低碳排量的基
本经济走向看，国家肯定不会大力发展高
能耗岩矿棉，这就决定了岩矿棉不可能成
为建筑保温的主体材料。

泡沫混凝土的
能耗较低，符合低碳经济导向，对岩矿棉
等无机纤维就有了竞争力。

3. 与其他无机多孔材料相比的优势
其他无机多孔材料包括块状的泡沫
玻璃、泡沫陶瓷、微孔硅酸钙等块状产
品，以及粒状的玻化微珠、膨胀珍珠岩
等。

这些保温产品在未来建筑保温领域
都会有一定应用，但却无法和泡沫混凝土
的普及性应用相比。

1）泡沫玻璃等块状材料价高
在这类材料中，泡沫陶瓷、泡沫铝由
于产量低且价格很高，不可能在建筑保
温领域中广泛应用，不需细讲。

泡沫玻璃
已用于外墙外保温，但量很小。

目前它用
于建筑保温的价格约在每立方米1000元
左右。

普通建筑考虑到保温造价，很难选
用。

预计将来在高档建筑的外保温中，可
能会有少量的应用。

加之泡沫玻璃生产的
高能耗也不符合低碳经济原则。

因此，虽
然它的强度、耐候性等性能优于泡沫混凝
土，性价比决定了它不会成为未来建筑保
温的主导材料。

微孔硅酸钙是以硅藻土和石灰为主
要原料，加入石棉纤维增强，经高温蒸压
而成的微孔板材。

这种材料具有密度低
图 7 超低密度泡沫混凝土轻型状况显示
（大多为100～250kg/m3）、抗压强度高（0.5～1.0MPa）、保
温性好（常温导热系数0.035～0.06w/m・k）、耐火性好（使
用温度650℃～1000℃）等一系列优异性能，但以下几个缺
陷将大大限制它的广泛应用：
一是以硅藻土为主料，其资源有限且不广，难以普及；
二是以石棉增强，对人有害；
三是用于建筑保温的只有板材，品种单一，用量有
限；
四是价格较高，一般建筑使用不起；
五是高温蒸压，投资大，不易推广。

因此，它也不能成
为未来建筑保温的主体，只能在钢结构防火覆盖及其他墙
面覆盖中会有少量应用。

2）散粒状保温材料不普及
散粒状保温材料目前已用于建筑保温的，主要是玻化
微珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、超轻陶粒等。

在上述几种材料中，玻化微珠和玻璃微珠可能会成
为用量较大的保温材料。

目前它们已被开发为保温涂料、
保温沙浆、保温制品等建筑保温材料。

最近，山西省开发
的“窑洞式保温建筑”，即是采用玻化微珠保温砂浆及混
凝土建成的。

未来它肯定会成为一种建筑保温体系，这是
不容置疑的。

但是，由于玻化微珠的原料是珍珠岩，玻璃
微珠是以废玻璃为原料熔融喷吹而成，产量有限，且价格
较高，同时，其吸水率高达40％～84％，也有严重的性能缺
陷。

因此，这两种材料虽会较广应用，但不可能达到泡沫
混凝土的普及程度。

膨胀珍珠岩由于吸水率高达300％，制品抗冻融性
差，这几年已被淘汰，逐渐被玻化微珠取代。

玻化微珠实
质就是球形闭孔膨胀珍珠岩。

膨胀蛭石由于产量较低，资
源不广，且吸水率高，虽会在建筑保温中有少量应用但不
会广泛。

超轻陶粒原用于生产空芯砌块，有一定的产量，但应
用不广。

近几年，我们将其与泡沫混凝土相结合，开发出陶
粒泡沫混凝土砌块及板材，效果良好。

二者优势互补，在
将来会获得一定的应用。

图 8 作者（右一）正在指导为杭萧钢构现浇墙体所进行的试验
图 9 杭萧钢构技术人员在做泡沫混凝土墙体现浇试验
图 10 泡沫混凝土墙体现浇施工现场
闫振甲简介见本刊2009年11月总05期第69页。