談建筑節能墻體保溫材料的性能及應用

王 蒙

(宿州市建設工程質量檢測中心，安徽宿州 234000)

0 引言

最近幾年，國家及地方出臺了一系列與建筑節能相關的法規、條例、辦法和標準，可見建筑節能的重要性、必要性。建筑節能已成為經濟建設中非常重要的任務。選擇合適的保溫材料，提高其保溫性能，是降低建筑能耗的重要措施，有利于社會經濟的可持續發展。

1 絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS板)

EPS板也叫聚苯板，由可發泡性聚苯乙烯珠粒經過加熱預發泡后在模具中加熱成型而制成的內部具有無數封閉微孔的材料。其物理性能導熱系數在0.04 W/(m·K)左右，正常容重為16 kg/m3～18 kg/m3，抗壓強度為110 kPa～120 kPa。EPS板具有輕質、表觀密度小、保溫性能好、吸聲性強、機械強度高、尺寸精度高、結構均勻、耐低溫、耐腐蝕等性能。

2 絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板(XPS板)

以聚苯乙烯樹脂或其共聚物為原料，添加少量添加劑，通過加熱擠塑成型而制得具有閉孔結構的硬質泡沫塑料(XPS)。此種材料具有高抗壓、不吸水、不透氣、輕質、耐腐蝕、抗沖擊，導熱系數低的優點。

導熱系數在0.03 W/(m·K)左右，正常容重為25 kg/m3～32 kg/m3，一般抗壓強度為150 kPa～250 kPa。

這兩種板材都是通過添加阻燃劑的方法使其阻燃性能提高，XPS板自熄性較EPS板困難一些。保溫性能、耐候性、強度方面XPS板都優于EPS板。JGJ 144-2004外墻外保溫工程技術規程中，詳細規定了EPS板性能的檢驗，也可以對XPS板的一些性能采用同樣的方法檢驗。

2009年2月9日，中央電視臺新址北配樓文化中心和上海“11·15”這兩次特大火災發生后，由于市場上這兩種保溫材料阻燃性能差，需要提高其阻燃級別才能使用，這樣成本較高，目前市場使用較少。在我國建筑行業和建材市場漸采用了新型保溫耐火無毒的材料。建筑用聚氨酯硬泡體保溫材料及無機玻化微珠保溫砂漿就是目前市場上應用最廣泛的兩種外墻保溫材料。

3 建筑用聚氨酯硬泡體保溫材料

建筑用聚氨酯硬泡體保溫材料是一種有保溫隔熱和一定防水功能的新型合成高分子材料。是由硬質聚醚、助劑與多異氰酸酯進行交聯反應發泡而制備的。具有較低的水蒸氣滲透系數和很好的不透水性。主要性能包括:1)粘結力好:能與金屬、木材、水泥、磚石、玻璃等很好的粘結;2)保溫節能性好:1 cm厚的聚氨酯相當于30 cm厚磚砌體的保溫效果，導熱系數小于0.022 W/(m·K)，優于其他傳統保溫材料;3)防水性能好:密度不小于40 kg/m3，和基體形成完整連續的不透水層，從根本上杜絕了滲漏;4)尺寸穩定性能好:延伸率大于5%，不會開裂;尺寸變化率小于2%;5)各項物理強度極好:抗風揭性與對面磚層35 kg/m2左右的重量不會脫落;6)阻燃性好:在高溫150℃作用下達到燃點，燃燒時間不大于90 s，離火3 s后自然熄滅碳化;7)耐撞擊性能好:聚氨酯硬泡密度大于55 kg/m3時，其抗壓強度不低于300 kPa，抗拉強度不低于500 kPa，材料強度與體積密度比較高，抵抗外力較強;8)對主體結構變形適應能力強，抗裂性能好:抵抗外界變形能力強;9)耐久性能好:抗凍融，吸引性好;10)優良的施工性能:操作方便、一次成型、施工周期短;材料固化速度快，不受外部環境的影響;11)環保性能好:耐酸、耐堿、耐熱，不會產生有害氣體;12)無毒性，無刺激性以及無生物寄生性;13)有很好的流動性，能順利地充滿復雜形狀的模具和室間。

聚氨酯硬泡是目前所有保溫材料中導熱系數最低[0.018 W/(m·K)]的材料，具有良好的保溫隔熱性能。聚氨酯硬泡材料可以在施工現場發泡噴涂，形成無縫保溫兼防水層，無冷橋現象，且會與墻體表面粘結牢固，適用于多高層建筑和風較大地區。同時聚氨酯硬泡材料還具有荷重輕、耐久性好等優勢。

聚氨酯建筑外保溫材料最高防火安全性能等級為B1級，也就是難燃級。國家公安部消防局[2009]46號文件規定，對于防火安全要求高的場合，要求采用A級材料，也就是不燃級。這樣，目前只有無機材料可達到A級防火要求。但無機材料的保溫導熱系數比聚氨酯等有機保溫材料大得多，即保溫性能較差，根本難以達到國家規定的建筑節能指標要求。因此，目前國內外都正在開發聚氨酯型無機復合保溫材料。

歐美國家聚氨酯硬泡體保溫材料的使用早于我國，并且市場占有量很大。我國建筑市場在世界上是最大的，按照我國的建筑市場每年新增建筑面積20億m2，按65%節能標準計算，需聚氨酯保溫材料為100萬t/年。對400億m2既有建筑每年也以20億m2節能改造計算，每年也需100萬t聚氨酯保溫材料。由此可見我國的建筑市場將給聚氨酯硬泡體保溫材料帶來巨大市場空間。

4 無機玻化微珠保溫砂漿

無機玻化微珠保溫砂漿是現在市場上應用最廣泛的保溫材料。以玻化微珠為骨料，水泥為膠凝材料，添加可分散膠粉等外加劑均勻混合而成。玻化微珠是一種經特種高溫工藝生產的球狀玻璃質礦物質，是一種耐高溫輕質絕熱的無機材料。它容重輕、導熱系數小，具有防火、保溫、隔熱等優良性能。無機玻化微珠保溫砂漿能滿足國家防火等級要求;粘結性能好，不易形成保溫盲區，防止了負風壓對高層建筑保溫層的破壞;耐老化、防水、不易空鼓、開裂、強度高，抗沖擊性好也是其優點，同時具有優異的隔熱性能和防蟲蟻噬蝕，大大提高完善了干混保溫砂漿的綜合性能和施工效率。

玻化微珠保溫砂漿的獨特配料比例使其和易性很好，產品易施工，保水性好，可免去基層預濕和后期灑水養護等工序，附著力強，抗流掛性好，所以材料在施工中不下垂，不流掛，避免了材料的浪費，節約了施工成本。

無機保溫砂漿保溫系統的各個結構層已形成體系，便于配套使用;無機保溫砂漿用于外墻外保溫時，對基層墻體平整度要求不高，易于在各種復雜的基層墻體上施工;無機保溫砂漿施工比較簡單，操作易掌握;無機保溫砂漿可用于修補墻體抹灰面層的裂縫;玻化微珠作為無機保溫材料，燃燒性能等級為A級不燃，彌補了擠塑板、聚苯板等有機材料的防火性能差、高溫產生有害氣體和抗老化耐候性低、施工中反彈性大以及易受蟲蟻噬蝕等缺陷，使用壽命更長，從而降低了日后的維修費用，撞擊性能優于其他任何一種保溫材料。

玻化微珠無機保溫砂漿保溫系統也有其缺點:保溫層較厚，要達到要求的保溫層厚度要分至少兩次施工才可以，而兩道施工中間要等水分排干，施工工期較長;現場施工時，操作上的個體差異較大，如果施工人員技術達不到要求很容易使整體的質量下降;無機保溫砂漿保溫性能相對其他保溫材料而言較差。

5 結語

近年來，保溫材料的防火問題受到廣泛的重視，特別是保溫板等有機類保溫材料，一旦發生火災事故，火勢會迅速蔓延并釋放出有害氣體，給人民帶來身體上和經濟上的損失。所以，最好選擇阻燃性好的保溫材料。無論哪種外墻保溫材料都有其優缺點，只有因地制宜，合理的選擇保溫材料，才能更大程度的發揮外墻保溫系統的保溫性能。這樣不但利于緩解能源緊張，減少溫室氣體過度排放，更利于社會經濟的可持續發展。

[1] DB51/T 5061-2008，水泥基復合膨脹玻化微珠建筑保溫系統技術規程[S].

[2] DB34/T 1279-2010，無機保溫砂漿墻體保溫系統[S].

[3] JGJ 144-2004，外墻外保溫工程技術規程[S].