行业趋势

中国建筑胶粘剂的发展趋势与创新

中国建筑胶粘剂的发展趋势与创新

原文链接
作者:王丽娜,刘聆东,张冬梅
单位:中冶建筑研究总院有限公司 100088

摘要

本文主要介绍了建筑业发展对建筑胶粘剂的影响,重点介绍近年来建筑胶粘剂的应用现状、常用品种、存在的问题和发展趋势。目前,建筑胶粘剂每年用量约100万吨,占合成胶粘剂用量的27%,是所有行业里用量最大的。本文对促进建筑胶粘剂的创新进行了探讨,在科研方面,需要更加深入的基础研究;在人才方面,需要更加专业的技术人员和操作人员;在原材料方面,应注重基础树脂和助剂的研发;在产品方面,应满足特殊的市场需要,例如,低于0℃使用的低温固化胶,能够20分钟使用的快速固化胶,可以在水中或潮湿环境使用的建筑胶,更加环保的建筑胶粘剂,避免对生产、使用者产生损害,也有利于在室内或封闭环境中使用。

关键词

建筑胶粘剂,发展趋势,创新


建筑业发展的趋势

世界发达国家的建筑业经历了三个阶段:第一阶段大规模新建;第二阶段新建与维修改造并重;现己步入第三个阶段:即少量新建,重点转向对己有建筑的维修改造并使之现代化。在欧洲,近半个世纪以来,对己有建筑物进行维修,以及对建筑物的承重结构进行修复与更换,一直是建筑业的主要业务之一。近三十年,在欧、美发达国家,用于建造新建筑物投入费用和用于维护已有建筑物投入费用的比例己经发生了巨大变化。目前,约近60%的经费用于对已有建筑物的维修改造,重视建筑胶粘剂和化学建材在建筑维修领域的应用是国际发展的趋势。

在我国,随着中国经济三十年的快速发展,建筑业己经基本完成第一步:大规模、快速新建阶段;正在向第二步过度:新建与维修改造并重的阶段。目前我国建筑市场的规模的越来越大,大规模新建的速度将逐渐趋于稳定,建筑物维修的工作量日益加大;在我国,对己有建筑物进行维修与防护是建筑业最常规的工程领域之一,但是,近十年来才将其作为专门的技术来进行系统研究随着我国建筑物总量的快速增加,对专业的建筑维修材料、维修技术和维修服务的需求越来越多,未来,将会有大量的新材料、新技术来满足维修市场的特殊需求。过去,由于缺少有关的材料规范和标准,导致工程中维修材料的选择和使用,具有很大的主观随意性,建筑物的修复工作没有得到应有的重视,因此,重视建筑胶粘剂和化学建材在建筑维修领域的应用是国际发展的趋势。研究开发专门的修复材料体系、专业修复技术及工法、制定标准、规范,将对整个行业产生深远影响,并满足巨大的建筑物维修市场的需求。

建筑胶粘剂的用途和发展趋势

随着建筑业的大发展,建筑胶粘剂己发展成为应用广泛、量大面广的一类材料。在工程应用中,建筑胶粘剂承担着:连接、密封、固定、防潮、防腐、阻尼、减震、耐磨、加固、防护等诸多功能。

建筑胶粘剂的用途

(1)建筑装饰工程:墙地砖的粘接,石材的粘接,壁纸、木地板的粘接,玻璃幕墙的安装,门窗、卫生间的防水密封,各类板缝、伸缩缝的密封,墙体保温材料的粘接。

(2)用于建筑加固与维修改造:主要用于提高结构的承载力和使用寿命,包括新老混凝土的界面胶、钢板加固、碳纤维加固、裂缝修复、防水堵漏、古建维修等。

(3)其它应用:复合建材的生产:包括GCR板、纸面石膏板、各类预制板、铝塑装饰板、中空玻璃,预制保温板等;地铁、高速铁路的阻尼、降噪;地下工程的堵漏、快速抢修;交通标志施划;预制构件的装配,住房产业化的房屋拼装。

建筑胶粘剂的发展趋势

目前,我国建筑胶粘剂的发展趋势之一是多品种、专业化、系列化。装饰工程用胶的品种齐全,包括瓷砖粘接剂、石材胶粘剂、混凝土界面剂、瓷砖填缝剂、保温板粘接剂、木地板胶粘剂、壁纸、墙布胶粘剂以及其它装饰胶粘剂;建筑密封胶的品种更加专业化,包括混凝土建筑接缝用密封胶、玻璃幕墙接缝用密封胶、石材用建筑密封胶、彩色涂层钢板用建筑密封胶、建筑用防霉密封胶、中空玻璃用弹性密封胶、建筑窗用弹性密封剂、聚氯乙烯建筑防水接缝密封材料、公路水泥混凝土路面接缝材料等等;加固修补胶的应用多样化,主要品种有碳纤维复合树脂(碳纤维胶)、钢板加固胶(粘钢胶)、钢筋锚固胶(植筋胶、裂缝修补胶(灌缝胶)、其它修补胶(高铁轨道板修补胶、水工修补胶)等,目前,每年结构胶使用己经达到10万吨,品种超过100个,应用领域不断扩大。

我国建筑胶粘剂的第二个明显趋势是装饰工程用胶基本成熟,维修用特种胶巫待研发。近年来,装饰工程用胶产能严重过剩,竞争惨烈,技术、品种和市场已经成熟,但是由于产能过剩,小厂家多,品牌杂乱,低价竞争,导致产品质量低劣,工程质量下降,常见的质量问题包括内外墙瓷砖脱落、石材空鼓、外墙保温板粘接不牢掉落,门窗密封失效渗水等;同时,维修用特种市场活跃,由于建筑维修工程的多样性,以及使用部位、施工条件、服役环境的差异,对于维修用胶都有个性化要求,如高速铁路的振动条件,水工结构的潮湿耐冲磨环境,钢铁厂房的高温环境、化工厂房海工结构的腐蚀环境。

建筑胶粘剂的创新

关于创新,美国经济学家,“创新理论”之父熊彼得在100年前就曾说:“利润仅仅来自于创新的优势,这种创新一旦普及,利润即刻消失”。因此,在各行各业,利润极低的恶性竞争,主要是由于企业缺乏创新的能力所致。

根据粘接技术的特点,下面在科研开发、专业人才培养、原材料进步、产品这四个方面对促进建筑胶粘剂的创新提出一点看法。

首先、创新需要提高科研水平,加强粘接技术的基础研究。现代粘接技术是非常精密的技术,它的发展和应用基于多学科的知识,需要研究和了解、被粘材料表面的结构与形态、粘接界面的各种作用、胶粘剂的组成、分子结构、力学性能、粘接接头中的应力分布、在荷载和环境作用下粘接接头的变化、时间对粘接的影响等等,粘接技术的创新需要多学科的知识积累。

第二、创新需要专业人才,专业人才是创新的基础。目前,对这一领域的人才培养重视不够,具备综合知识能力的科研人才很少,高等院校开设的与粘接技术有关的课程也很少,人才是目前技术创新的瓶颈。另外,在建筑胶粘剂的使用环节,也需要专业人员。建筑胶粘剂,在使用过程中需要了解各类影响因素,包括配合比、混合时间、晾置时间、养护时间、施工温度等,目前,对操作工人缺乏专业、系统的培训,工程中大多为师傅带徒弟的农民工,工人岗位不固定,导致施工质量下降。因此,要特别重视操作工人的职业培训。

第三、创新需要原材料进步,产业提升。在基础原料方面,胶粘剂的技术进步,很大程度依赖基础原料的创新,目前先进的基础原料还主要依靠国外的产品和技术,以环氧固化剂为例,国产的固化剂种类、性能、质量稳定性,都和国外品牌有较大差距。在助剂方面,各类助剂也多数依赖进口品牌,我国在胶粘剂助剂方面的研究和生产更加需要提高。

第四、产品创新,适应市场。目前市场对特种建筑胶粘剂的需求非常迫切,例如开发低温固化胶,满足气温低于5℃的实际施工;耐高温胶的研发满足钢厂、冶金、水泥厂高温环境使用;快速抢修胶,抢修工程,不停产施工;动载、抗疲劳胶,在高速铁路、地铁减震方面,对胶粘剂的韧性和抗疲劳性都有要求;水中或潮湿环境使用,用于大坝、海工结构的修补,要求能够在潮湿基层施工,快速固化,并且长期在水中粘接强度不会降低;注重环保,建筑胶粘剂使用量大面广,与生活更接近,更应该关注环保,发展无毒无味、无小分子释放的绿色基体树脂,避免对生产、操作工人、使用者产生损害,也有利于室内环境或封闭环境施工使用。

结语

建筑胶粘剂,作为建筑与化学的交叉学科,始终伴随新材料的不断涌现而发展,建筑业的飞速发展,也为建筑胶粘剂带来更广阔的应用领域,同时,建筑胶粘剂对建筑技术的进步产生着深远影响。可以预见,未来胶粘剂将会在建筑新建和维修领域有着广阔的前景。


参考文献

[1]李子东李广宇于敏,现代胶粘技术手册,新时代出版社,2002
[2]NoelpMailv眼nama(加),混凝土结构的修复与防护,天津大学出版社,1995
[3]北京粘接学会成立二十周年论文集,2002