谈建筑节能墙体保温材料的性能及应用

王 蒙

(宿州市建设工程质量检测中心，安徽宿州 234000)

0 引言

最近几年，国家及地方出台了一系列与建筑节能相关的法规、条例、办法和标准，可见建筑节能的重要性、必要性。建筑节能已成为经济建设中非常重要的任务。选择合适的保温材料，提高其保温性能，是降低建筑能耗的重要措施，有利于社会经济的可持续发展。

1 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS板)

EPS板也叫聚苯板，由可发泡性聚苯乙烯珠粒经过加热预发泡后在模具中加热成型而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其物理性能导热系数在0.04 W/(m·K)左右，正常容重为16 kg/m3～18 kg/m3，抗压强度为110 kPa～120 kPa。EPS板具有轻质、表观密度小、保温性能好、吸声性强、机械强度高、尺寸精度高、结构均匀、耐低温、耐腐蚀等性能。

2 绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(XPS板)

以聚苯乙烯树脂或其共聚物为原料，添加少量添加剂，通过加热挤塑成型而制得具有闭孔结构的硬质泡沫塑料(XPS)。此种材料具有高抗压、不吸水、不透气、轻质、耐腐蚀、抗冲击，导热系数低的优点。

导热系数在0.03 W/(m·K)左右，正常容重为25 kg/m3～32 kg/m3，一般抗压强度为150 kPa～250 kPa。

这两种板材都是通过添加阻燃剂的方法使其阻燃性能提高，XPS板自熄性较EPS板困难一些。保温性能、耐候性、强度方面XPS板都优于EPS板。JGJ 144-2004外墙外保温工程技术规程中，详细规定了EPS板性能的检验，也可以对XPS板的一些性能采用同样的方法检验。

2009年2月9日，中央电视台新址北配楼文化中心和上海“11·15”这两次特大火灾发生后，由于市场上这两种保温材料阻燃性能差，需要提高其阻燃级别才能使用，这样成本较高，目前市场使用较少。在我国建筑行业和建材市场渐采用了新型保温耐火无毒的材料。建筑用聚氨酯硬泡体保温材料及无机玻化微珠保温砂浆就是目前市场上应用最广泛的两种外墙保温材料。

3 建筑用聚氨酯硬泡体保温材料

建筑用聚氨酯硬泡体保温材料是一种有保温隔热和一定防水功能的新型合成高分子材料。是由硬质聚醚、助剂与多异氰酸酯进行交联反应发泡而制备的。具有较低的水蒸气渗透系数和很好的不透水性。主要性能包括:1)粘结力好:能与金属、木材、水泥、砖石、玻璃等很好的粘结;2)保温节能性好:1 cm厚的聚氨酯相当于30 cm厚砖砌体的保温效果，导热系数小于0.022 W/(m·K)，优于其他传统保温材料;3)防水性能好:密度不小于40 kg/m3，和基体形成完整连续的不透水层，从根本上杜绝了渗漏;4)尺寸稳定性能好:延伸率大于5%，不会开裂;尺寸变化率小于2%;5)各项物理强度极好:抗风揭性与对面砖层35 kg/m2左右的重量不会脱落;6)阻燃性好:在高温150℃作用下达到燃点，燃烧时间不大于90 s，离火3 s后自然熄灭碳化;7)耐撞击性能好:聚氨酯硬泡密度大于55 kg/m3时，其抗压强度不低于300 kPa，抗拉强度不低于500 kPa，材料强度与体积密度比较高，抵抗外力较强;8)对主体结构变形适应能力强，抗裂性能好:抵抗外界变形能力强;9)耐久性能好:抗冻融，吸引性好;10)优良的施工性能:操作方便、一次成型、施工周期短;材料固化速度快，不受外部环境的影响;11)环保性能好:耐酸、耐碱、耐热，不会产生有害气体;12)无毒性，无刺激性以及无生物寄生性;13)有很好的流动性，能顺利地充满复杂形状的模具和室间。

聚氨酯硬泡是目前所有保温材料中导热系数最低[0.018 W/(m·K)]的材料，具有良好的保温隔热性能。聚氨酯硬泡材料可以在施工现场发泡喷涂，形成无缝保温兼防水层，无冷桥现象，且会与墙体表面粘结牢固，适用于多高层建筑和风较大地区。同时聚氨酯硬泡材料还具有荷重轻、耐久性好等优势。

聚氨酯建筑外保温材料最高防火安全性能等级为B1级，也就是难燃级。国家公安部消防局[2009]46号文件规定，对于防火安全要求高的场合，要求采用A级材料，也就是不燃级。这样，目前只有无机材料可达到A级防火要求。但无机材料的保温导热系数比聚氨酯等有机保温材料大得多，即保温性能较差，根本难以达到国家规定的建筑节能指标要求。因此，目前国内外都正在开发聚氨酯型无机复合保温材料。

欧美国家聚氨酯硬泡体保温材料的使用早于我国，并且市场占有量很大。我国建筑市场在世界上是最大的，按照我国的建筑市场每年新增建筑面积20亿m2，按65%节能标准计算，需聚氨酯保温材料为100万t/年。对400亿m2既有建筑每年也以20亿m2节能改造计算，每年也需100万t聚氨酯保温材料。由此可见我国的建筑市场将给聚氨酯硬泡体保温材料带来巨大市场空间。

4 无机玻化微珠保温砂浆

无机玻化微珠保温砂浆是现在市场上应用最广泛的保温材料。以玻化微珠为骨料，水泥为胶凝材料，添加可分散胶粉等外加剂均匀混合而成。玻化微珠是一种经特种高温工艺生产的球状玻璃质矿物质，是一种耐高温轻质绝热的无机材料。它容重轻、导热系数小，具有防火、保温、隔热等优良性能。无机玻化微珠保温砂浆能满足国家防火等级要求;粘结性能好，不易形成保温盲区，防止了负风压对高层建筑保温层的破坏;耐老化、防水、不易空鼓、开裂、强度高，抗冲击性好也是其优点，同时具有优异的隔热性能和防虫蚁噬蚀，大大提高完善了干混保温砂浆的综合性能和施工效率。

玻化微珠保温砂浆的独特配料比例使其和易性很好，产品易施工，保水性好，可免去基层预湿和后期洒水养护等工序，附着力强，抗流挂性好，所以材料在施工中不下垂，不流挂，避免了材料的浪费，节约了施工成本。

无机保温砂浆保温系统的各个结构层已形成体系，便于配套使用;无机保温砂浆用于外墙外保温时，对基层墙体平整度要求不高，易于在各种复杂的基层墙体上施工;无机保温砂浆施工比较简单，操作易掌握;无机保温砂浆可用于修补墙体抹灰面层的裂缝;玻化微珠作为无机保温材料，燃烧性能等级为A级不燃，弥补了挤塑板、聚苯板等有机材料的防火性能差、高温产生有害气体和抗老化耐候性低、施工中反弹性大以及易受虫蚁噬蚀等缺陷，使用寿命更长，从而降低了日后的维修费用，撞击性能优于其他任何一种保温材料。

玻化微珠无机保温砂浆保温系统也有其缺点:保温层较厚，要达到要求的保温层厚度要分至少两次施工才可以，而两道施工中间要等水分排干，施工工期较长;现场施工时，操作上的个体差异较大，如果施工人员技术达不到要求很容易使整体的质量下降;无机保温砂浆保温性能相对其他保温材料而言较差。

5 结语

近年来，保温材料的防火问题受到广泛的重视，特别是保温板等有机类保温材料，一旦发生火灾事故，火势会迅速蔓延并释放出有害气体，给人民带来身体上和经济上的损失。所以，最好选择阻燃性好的保温材料。无论哪种外墙保温材料都有其优缺点，只有因地制宜，合理的选择保温材料，才能更大程度的发挥外墙保温系统的保温性能。这样不但利于缓解能源紧张，减少温室气体过度排放，更利于社会经济的可持续发展。

[1] DB51/T 5061-2008，水泥基复合膨胀玻化微珠建筑保温系统技术规程[S].

[2] DB34/T 1279-2010，无机保温砂浆墙体保温系统[S].

[3] JGJ 144-2004，外墙外保温工程技术规程[S].