杜玉成博士和他的薄浆型硅藻泥

2016-01-07 11:25 千龙网

打印 放大 缩小

上世纪90年代,硅藻泥这一传统墙泥开始复苏,目前已遍布世界各地,并在传统硅藻泥的技术上融入了新的科技技术,除了吸湿和保温功能外,还增加了去除甲醛、净化空气等强大功能。

硅藻土作为硅藻泥的功能矿物材料在室内装饰中大量应用,它不仅解决室内空气中高危害性VOC净化问题,给人们带来了一个洁净、安全的室内环境,也为硅藻土(尤其二三级硅藻土) 提供了一个大规模应用的良机。

但是,硅藻泥在我国的推广与应用存在很大的“高贵”挑战,即对于生产者和经营者,以及研究者和管理者而言,是机遇和挑战并存。那么,如何破解上述问题呢?

中国非金属矿工业协会硅藻土专业委员会秘书长、专家组长;中国建筑装饰装修协会硅藻泥分会技术专家委员会副主任杜玉成博士给出了他的答案——可简便施工、细腻质感的薄浆型硅藻泥。他认为,就目前而言,挑战大于机遇。

先行者的足迹

从国外看,欧洲等发达国家对传统的自然素材从未放弃。尤其是德国,自然素材的应用量最多。日本最近几年在传统材料的发展上速度迅猛,尤其是硅藻土壁材登场后,带动了传统素材的应用。日本硅藻泥1992年(日本名:左官材料)的产量是24.65万吨,2002年的产量是49.89万吨,2005年产量是54.94万吨,传统材料的复归说明了人们开始重视环保和健康。

上世纪90年代,硅藻泥这一传统墙泥开始复苏,目前已遍布世界各地,并在传统硅藻泥的技术上融入了新的科技技术,除了吸湿和保温功能外,还增加了去除甲醛、净化空气等强大功能。硅藻泥于2003年开始进入中国,日本叫硅藻土壁材、仕上材, 刚开始只有几种浅色、工法也比较单一。引进国内后,硅藻泥得到了很好发展,解决了色彩、粉体分散等难题。

杜玉成介绍说,目前市场上的硅藻泥是一种厚浆型的粉刷类内墙装饰的饰面材料,可通过不同的施工技法, 表现出各种花样。其中,硅藻土作为功能性填料可以起到吸附净化作用, 也有将其称之为硅藻土壁材的。它从本质上讲属于自然素材,硅藻土壁材是利用现代材料技术对传统自然素材的革新,是对传统素材的继承和发扬, 更是壁材历史的复归和延续。

事实上,我国硅藻土壁材的应用与发展只是近十年的事,由于其自身所具有的净化空气作用,在我国发展很快,现每年有20万吨左右市场销售量。

大众化的思考

现在硅藻泥的发展与应用遇到什么问题了呢?杜玉成说,主要是它推广不开,仅主要在高档会所、别墅、高档饭店、写字楼等场所使用,难以入住普通住宅,这对于硅藻泥的发展来说不是良性的。它有两个瓶颈,一个是做的厚且材料价格高;另外一个是施工很贵。调查发现硅藻泥一平米要卖到两百多块钱,我觉得这个价格是不合理的。

当时我们的思路是:第一,把材料成本降下来;第二,保证性能的情况下施工上大众化一些。目前硅藻泥应用过程中,出现了施工费用大于材料费用的情况,且对施工要求苛刻,一定程度上阻碍了大规模应用。

杜玉成说,降价是大势所趋,保质是行业底线。从材料角度来说,一公斤的硅藻土材料成本应该是五块多钱,我们把普通硅藻泥的材料价格降到二三十块钱一平米对于经营者来说利润还是相当丰厚的。施工费用也降下来的话,那我们大众化路线的愿望就可以逐渐实现了。如果一个行当是暴利的话,那这个行当肯定不会是良性发展的。

近年来,杜玉成一直致力于硅藻泥的研究与应用工作。他对于硅藻泥这一绿色环保壁材倾注了自己的心血,并且硕果累累。让硅藻泥入住普通老百姓家成了他不得不去完成的心愿,即让民众感受到硅藻泥吸附净化功能所带来的实惠。于是, 在杜玉成的大量研究和实验后,他提出了“可简便施工、细腻质感的薄浆型硅藻泥”的实现途径。

细腻、薄浆的好处多

杜玉成告诉记者,从材料角度分析,厚浆型硅藻泥约1.2 ~ 1.5 m?/ kg,厚度约为1.5 ~ 2.5mm;而薄浆型厚度约2.0 ~ 2.5 m?/kg ,厚度约为0.5 ~ 0.8mm。假设是同样的销售价格,那么薄浆型硅藻泥单位面积的材料成本将降低近一倍;从施工方面来讲,薄浆型硅藻泥对施工人员的要求较低,能进行抹灰(抹墙腻子)的施工人员均可进行操作,无需专业的施工团队,从而大大地节约了施工成本。

杜玉成接着说,硅藻泥作为最终饰面的装饰材料,其质感对于体现构建建筑物的装饰效果非常重要。装饰材料的不同质感对室内环境会产生不同的影响,材质的扩大缩小感、冷暖感、进退感,会给空间带来宽松、空旷、温馨、亲切、舒适、祥和等的不同感受。不同室内环境、不同体量对硅藻泥质感所要表达的艺术魅力的要求也不同。

现在硅藻泥主要应用于宾馆、写字楼、会议室、展览馆等比较高档的室内装修,因其体量较大,对细腻质感的要求不是太强烈。而普通住宅则不同,对质感的要求要高很多。

质感包括形态、色彩、质地和肌理。形态和色彩是设计师所考量的;质地和肌理是硅藻泥本质的东西。不同装饰材料的肌理和质地在心理感受中差异很大。住宅空间环境以舒适、方便、温馨、恬静为前提,材料选择以质地平和、简洁、淡雅为主,对细腻质感材料要求极强。因此,光滑、细腻的材料富有优美、雅致的感情基调,这样就与细腻质感的薄浆型硅藻泥的材料特征彼此相适应了。

要最佳吸附性需照顾孔结构

作为装饰材料,硅藻泥具有呼吸性,可调节空气湿度,对室内空气污染物质(如甲醛,笨,氨等 VOC 有害化学物质)具有一定吸附作用。从杜玉成那里得知,硅藻泥亮点是可净化室内空气,其主要依靠其自身的吸附功能。而硅藻泥的吸附性能,是由其多孔结构来实现的。因此,材料自身的孔结构、吸附容量、吸附活性等最终要体现在硅藻泥制品保持其多孔性上,它是吸附净化功能的主要因素。

现在大家都在做硅藻土煅烧,如果硅藻土在 800°C或以上进行煅烧后,就成了石英,它的活性就大大降低了。所以我们尽量不要用煅烧或高温煅烧的硅藻泥。但不煅烧会出现两个问题,一个是白度受到影响,不煅烧的硅藻土白度低,煅烧后白度很高;另一个是吸水量太大,在施工的时候容易干缩、干裂。目前,好多厂家解决不了这两个问题,就只能采用高温煅烧了。杜博士建议说,如果是低温煅烧,把温度控制在 400°C~ 500°C之间,虽然把一些有机质烧没了,但解决了干缩的问题,而且孔还在,算是两全之策。

杜玉成特别指出,因吸附作用主要来自硅藻土本身,硅藻土必须保持它自身的孔隙结构和大的比表面积,因此,所加的胶凝材料也很关键。比如说所加的胶凝材料在干了后硅藻土的孔结构还在,吸附能力就是存在的。如果胶凝材料成膜了,挡住了硅藻土分子的孔,其吸附性就大大降低甚至没有了。因此,硅藻土壁材采用的胶凝材料如果是无机胶凝材料效果才会更理想。

所以,市面上所销售的硅藻土壁材如果是按上述技术要求去操作,是具备吸附甲醛的功能的,但遗憾的是大部分产品不按我上述的技术要求操作。

制备的技术要点

杜玉成认为,选取保持孔结构和吸附活性好的硅藻土原料是关键,在保持良好孔结构的同时,应尽量选取吸附容量较大的硅藻土,或进过孔结构改良与增容的硅藻土。需要指出的是,杜玉成实验时所做的细腻质感的薄浆型硅藻泥均采用的是非煅烧的大吸附容量的硅藻土。

在硅藻土含量方面,杜玉成博士给出了他的建议。他说,我们做过很多次实验,硅藻土含量在30%~35%是最理想的。如果更多的话容易干缩,不方便施工,低了则影响效果,但是现在我们国家定的标准是15%或大于这个比例,煅烧的硅藻土含量要等于或高于20%。

他说,硅藻土这一多孔材料本身与其它材料的组合比例对吸附性能影响显著,因此企业要对硅藻泥配比进行优化。在确定了用量比例以后, 对后期制品的吸附性能产生影响的下一个关键因素就是胶凝材料的种类与用量了。

杜玉成指出,无机胶凝材料对后期硅藻泥制品的孔结构堵塞与吸附性能影响较小;相反,有机胶凝材料影响较大。但无机胶凝材料的粘接强度较低,因此他建议可采用无机、有机胶凝材料配合使用。

同时,杜博士分享了他多年的实验室研究数据,即在其它材料不变的条件下,有机胶的掺量从0.3%~4%进行硅藻泥吸附性能的研究测试结果显示,在机胶凝材料小于 2% 的条件下,其吸附性能不受影响。

消费者如何辨识?

可简便施工、细腻质感的薄浆型硅藻泥产品,除具有硅藻泥产品的所有特征,即将发布的《硅藻泥装饰壁材应用技术规程》中所规定的所用指标均应满足,即硅藻土有效成份的含量应大于20%、甲醛等去除率应大于80% 等诸多指标,还具有很强的吸附性能。

杜博士接着说,从学术上可进行BET、BJH检测,普通消费者可通过吸附性进行检测,即装修后的饰面具有很好的耐水性,同时还具有很强的吸附性(可通过直接喷水,看是否能快速吸干)。同时,细腻质感的薄浆型硅藻泥相较于目前粗糙质感的硅藻泥从触感上也有很大的不同。

最后,杜博士表示,虽然现在其所占市场份额较低(约5%),但粗糙质感的硅藻泥对施工要求较高,大规模应用受到了限制,而细腻质感硅藻泥施工方便,在未来市场中将会快速增长。(《绿色环保建材》 张文森)

责任编辑:韩新春(QY0001)