EPS板和XPS板在保溫系統(tǒng)中的性能對(duì)比分析

宗傳捷 周艷青 譚海平 楊虎

外墻內(nèi)外保溫系統(tǒng)是用于建筑物外墻內(nèi)外側(cè)的附加系統(tǒng)，具有提高結(jié)構(gòu)墻體保溫隔熱效果，改善人們的居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑物的節(jié)能環(huán)保功效[1]。

聚苯乙烯泡沫擠塑板（簡(jiǎn)稱XPS板）和聚苯乙烯泡沫聚苯板（簡(jiǎn)稱EPS板），因其優(yōu)異的導(dǎo)熱保溫性能以及施工方便等特性，能夠滿足人們對(duì)房屋保溫效果的要求，這兩種保溫板材被廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能工程。但是，XPS板和EPS板在各自的性能方面存在一定的差異，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，要想讓XPS板和EPS板更好地應(yīng)用于市場(chǎng)，充分將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于相應(yīng)的工程中，就必須深入了解兩種材料的各項(xiàng)性能差異，滿足工程需要[2～3]。論文旨在對(duì)XPS板和EPS板的性能進(jìn)行對(duì)比分析，指導(dǎo)實(shí)際工程應(yīng)用。

1 保溫材料的基本要求

作為保溫材料，基本不承擔(dān)承重作用，因此需要滿足以下要求：保溫性能好，即導(dǎo)熱系數(shù)低，自重輕、即密度小；強(qiáng)度越高，耐久性相對(duì)較好；與膠粘劑、抹面膠漿的粘結(jié)強(qiáng)度要高，以保證保溫系統(tǒng)與墻體之間的安全；燃燒性能要達(dá)到一定的阻燃性[4～6]。XPS板和EPS板的這些綜合性能相對(duì)比較優(yōu)良，因此被廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能工程中。但是兩者的物理性能指標(biāo)存在一定的差異。

2 XPS板與EPS板的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析

根據(jù)GB/T 10801.1-2002《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》和GB/T 10801.2-2002《絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料》可以發(fā)現(xiàn)，XPS板在保溫隔熱性能、吸水性、壓縮強(qiáng)度等性能方面，優(yōu)于EPS板。但是，在粘結(jié)性能（保溫板與粘結(jié)砂漿）和燃燒性等性能方面，EPS板優(yōu)于XPS板[7]。

2.1 XPS板優(yōu)于EPS板的性能

保溫隔熱性能。保溫材料的保溫隔熱性主要體現(xiàn)為材料的導(dǎo)熱系數(shù)大小，導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，保溫隔熱性能就好。XPS板的導(dǎo)熱系數(shù)較低，導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.030W/（m·K）以下，而EPS板的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.039W/（m·K）-0.041W/（m·K），因此達(dá)到同樣的保溫效果，XPS板可比EPS 板更薄[7～8]。

吸水性。EPS板結(jié)構(gòu)是聚苯乙烯膨脹顆粒熔合的互聯(lián)蜂窩結(jié)構(gòu)，存在一定的空隙。而XPS板形成的是閉氣孔，基本上沒有空隙。因此EPS板吸水率比XPS板高。XPS板的吸水率一般不大于1.5%，EPS板的吸水率一般不大于4%，在長(zhǎng)期高濕度或浸水條件下，擠塑板的保溫隔熱性能更好[7～8]。

壓縮強(qiáng)度。XPS板抗壓強(qiáng)度一般為150kPa以上，EPS板抗壓強(qiáng)度一般為100kPa以上。在容易受到外力沖擊的建筑節(jié)能部位，適合使用XPS板[7～8]。

2.2 EPS板優(yōu)于XPS板的性能

粘結(jié)性能。粘結(jié)性指保溫板與整個(gè)保溫系統(tǒng)其它材料之間的粘結(jié)能力，主要包括粘結(jié)砂漿。文獻(xiàn)[3]研究表明，XPS板與粘結(jié)砂漿之間的粘結(jié)性比EPS板差，這主要是因?yàn)閄PS板表面光滑，與粘結(jié)砂漿之間的粘結(jié)相容性較差[7]。

燃燒性能。EPS板和XPS板的燃燒性能一般都能達(dá)到B1級(jí)，但是XPS板EPS板的燃燒性能明顯優(yōu)于XPS板[9～10]。

3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果討論

EPS板和XPS板的導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率和壓縮強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表1；EPS板和XPS板與粘結(jié)砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表2；EPS板和XPS板的燃燒性能見表3。

表1 EPS板和XPS板導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

3.1 EPS板與XPS板保溫性能對(duì)比

體現(xiàn)材料保溫性能的一個(gè)重要指標(biāo)就是材料的導(dǎo)熱系數(shù)，因此對(duì)EPS板和XPS板的導(dǎo)熱性能進(jìn)行檢測(cè)，比較兩者的保溫性能優(yōu)劣。

由表1可知，XPS板導(dǎo)熱系數(shù)比EPS板低，因此保溫性能，XPS板優(yōu)于EPS板。

3.2 EPS板與XPS板吸水性對(duì)比

由表1可知，XPS板吸水率比EPS板低。這是因?yàn)椋珽PS板結(jié)構(gòu)是聚苯乙烯膨脹顆粒熔合的互聯(lián)蜂窩結(jié)構(gòu)，存在一定的空隙。而XPS板形成的是閉氣孔，基本上沒有空隙。因此，XPS板的吸水性能優(yōu)于EPS板。

3.3 EPS板與XPS板壓縮強(qiáng)度對(duì)比

由表1可知，XPS板壓縮強(qiáng)度明顯高于EPS板。這是因?yàn)閄PS板是擠塑成型的，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為緊密，因此強(qiáng)度較高。

3.4 XPS板與EPS板與粘結(jié)劑粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)比

取粘結(jié)砂漿對(duì)1組EPS板、1組未經(jīng)界面處理的XPS板進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。檢測(cè)方法參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30595-2014《擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》和標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》，檢測(cè)結(jié)果見表2。結(jié)果表明，EPS板拉拔強(qiáng)度達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。而XPS板的破壞常發(fā)生在界面上或接近界面的位置，并且拉拔強(qiáng)度較低，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。未經(jīng)處理的XPS板的拉拔強(qiáng)度較低及破壞出現(xiàn)在界面位置，不是因?yàn)槠鋸?qiáng)度不夠，而是因?yàn)榻缑嬲辰Y(jié)性差。因此，EPS板與粘結(jié)砂漿之間的粘結(jié)性能優(yōu)于XPS板（未經(jīng)界面處理）。如果要想讓這種XPS板與粘結(jié)砂漿之間的粘結(jié)性能改善，必須改善XPS板界面，這樣才能改變XPS與粘結(jié)劑的粘結(jié)性差的問題[3]。

表2 XPS和EPS與粘結(jié)劑的粘結(jié)性能

3.5 EPS板與XPS板的燃燒性能對(duì)比

取EPS板和XPS板做燃燒等級(jí)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果見表3。結(jié)果表明，XPS與EPS的燃燒等級(jí)都達(dá)到了B1級(jí)，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但是從燃燒檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，EPS板的燃燒性能明顯優(yōu)于XPS板。

表3 EPS板和XPS板燃燒性能

4 結(jié)論

（1）XPS板用作保溫材料，其保溫性能優(yōu)于EPS板；

（2）XPS板的抗壓強(qiáng)度優(yōu)于EPS板；

（3）XPS板的吸水性能優(yōu)于EPS板；

（4）XPS板與粘結(jié)劑的粘結(jié)性能較EPS板差；

（5）XPS板與EPS板燃燒性能都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但是燃燒性能EPS板優(yōu)于XPS板。