水泥基复合砂浆的技经分析：实现建筑节能与经济效益平衡的创新路径

为应对建筑领域25%的温室气体排放问题，研究人员针对水泥基复合砂浆（含气凝胶、膨胀黏土和膨胀聚苯乙烯EPS）开展技经分析，通过EN998-1标准评估其热导率（λ）、抗压强度（σs）和成本效益。结果表明，67%气凝胶或100% EPS替代砂可平衡热机械性能，其中EPS最优，可实现50%节能和68% CO2减排，为可持续建材选择提供决策支持。

　　

在全球建筑行业贡献25%温室气体排放的背景下，传统水泥砂浆虽具机械性能和耐久性优势，但其高导热性导致建筑能耗激增。同时，砂资源的过度开采与绝缘材料的高成本制约了可持续发展。如何开发兼具热绝缘性、机械强度和成本效益的建材，成为实现2050年净零目标的关键挑战。

针对这一问题，研究人员系统分析了三种轻质绝缘骨料（气凝胶、膨胀黏土EC和膨胀聚苯乙烯EPS）替代砂的水泥基复合砂浆。研究通过构建包含44组试样的数据库，采用Tableau软件进行多参数建模，结合欧洲标准EN998-1对热导率（λ<0.1 W/m·K为T1级）、抗压强度（0.4-2.5 MPa为CSI级）等指标评估，并引入现值因子（PWF）和最优厚度计算模型，量化了材料在真实建筑场景中的节能潜力。

热性能分析显示，气凝胶以0.17 W/m·K的λ值成为最佳绝缘体，但需67%砂替代时成本高达353.89 ￡/m³；而100% EPS替代方案虽需8.05 cm厚度实现86%节能，但其λ值仅0.1 W/m·K且成本最低（33.5 ￡/m³）。机械性能方面，EC表现最优（4.25 MPa），满足CSII级标准，而气凝胶砂浆（1.4 MPa）仅达CSI级。

决策支持系统以50%节能为基准时，EPS仅需1.28 cm厚度和14天投资回收期，CO₂减排达39.4 kg/m²；相比之下，气凝胶需2.17 cm厚度且回收期长达246天。研究同时揭示，EC在防火安全（耐1300°C）和结构负载场景更具优势，而EPS存在耐火性缺陷（耐温<118°C）。

该研究创新性地将技术参数与经济、环境效益联动分析，证明EPS是现阶段最优解，其热性能与成本效益比（0.43 ￡/m²）显著优于气凝胶（7.68 ￡/m²）。研究为建筑行业提供了可量化的选材工具，但指出需进一步整合防火、防水等EN998-1未涵盖指标。未来研究可探索复合骨料（如气凝胶/EPS混合）以突破单一材料局限，推动绿色建材的规模化应用。