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既“保温”又“防火”!看这块河南造“神奇”小板子里的“奥秘”

  河南日报客户端记者 谭 勇

  一块外墙保温使用的小小板材,尺寸40x40厘米,看上去与普通的板材无异,掂起来也很轻。

  工人用高达1000℃高温的喷枪长时间烧蚀一面后,另一面用手摸上去却与常温无异,没有丝毫变化;在水里浸泡半个小时,从中间断开后,除了表面是湿的,内层没有渗入一丝水分;在一侧的展示墙上,工人拿着铁器使劲“捯饬”破坏,板材却死死“趴”在墙上,而其他材料的板材很容易就脱落......

   这是记者4月17日在郑州工大高新材料科技有限公司(以下简称“郑州工大科技”)新郑工厂看到的场景。这不是一块普通的板材,这是以郑州大学教授、博士为主体研发出的具有自主知识产权成果的“无机塑化微孔保温板”,攻克了“保温”和“防火”不能同时实现的世界性难题。

  这块板材如此神奇,它是用什么制成的呢?在现场,高级工程师、郑州工大科技董事长赵振波告诉记者,无机塑化微孔保温板生产原料为40%的工业微粉,50%的硅酸盐水泥,另外10%是外加剂。

  “之所以阻燃和性能稳定,因为我们用的基本上是无机材料。”赵振波指着生产线上的四台球磨机:“之所以保温性能好,关键是这四台球磨机,每台球磨机工作15分钟,这些材料经过60分钟的湿磨,球磨出来后,原料的细度在1000目以上,保证了产品每立方米有小于孔径0.1毫米的泡孔1400亿个,所以产品称为无机微孔保温板。”

  

  无机塑化微孔保温板微观图

  为了帮助记者理解,赵振波解释说,“这些气泡孔壁平均厚度45微米。”通过投影仪投射,显微镜下可以清晰地看到数以亿计的泡孔,密密麻麻,犹如“铜墙铁壁”一样。

  生产线上一台崭新的氮气机吸引了记者的注意。“这可是我们最重要的‘法宝’之一。”赵振波说,当时,生产线建成之后,他们满心欢喜地实验时,却发现水泥经过加水球磨后,产生“水化热”,坯体中心温度会高达80摄氏度以上,有时候甚至达到93摄氏度。“温度过高,成型的时候就会膨胀,坯体就会开裂。这个问题不解决,意味着前期的一切研究成果都是徒劳的。”

  包括郑州大学土木学院建筑材料专家、教授郑娟荣,郑州大学综合设计研究院有限公司副总工程师、教授级高级工程师栗海玉在内的研发团队一时间陷入迷茫之中。多方查阅资料论证后,他们最后借鉴了“液氮运用到混凝土降温”的启发,意识到氮气是惰性气体,如果把工作环境中的空气换成氮气,或许能解决水化热的问题,于是他们经过反复试验,终于取得成功。

  

  浸泡之后的无机塑化微孔保温板

  之后,他们又攻克了保温材料拉拔强度要求达到0.1MPa以上的难题,最终研制成功兼具“保温”与“防火”性能、安全性与环保性俱佳的“无机塑化微孔保温板”,目前在全省各地已经得到广泛应用。

  “节能减排”已达成全球共识,中国已向世界承诺2060年前实现“碳中和”。而建筑外墙保温是建筑节能的重要方法。2021年3月16日,住房和城乡建设部办公厅发布的《绿色建造技术导则(试行)》明确,优先选用高强、高性能、高耐久、耐腐蚀、抗老化材料,延长建筑使用寿命,降低部件更换频次,从长远角度降低原材料消耗,实现源头减排。

  “这也为无机塑化微孔保温板的广泛应用提供了政策和技术支撑。”赵振波说,由于无机塑化微孔保温板高效的防火、保温及稳定的结构安全性能,也避免了传统保温材料及系统25年有效使用年限到期后,二次甚至三次重做保温带来的经济负担,以及对人们生活和工作不良的影响。

  目前,郑州工大科技参编的《无机塑化微孔保温板系统应用技术标准》国家标准正在编制中,近期就可通过评审、实施,有望在节能建筑保温材料的应用上带来一次新革命。