提高XPS挤塑板在保温工程中适应性的探讨

杨虎，田耿东，张虎

（中技国际工程有限公司，湖北 武汉　430071）



提高XPS挤塑板在保温工程中适应性的探讨

杨虎，田耿东，张虎

（中技国际工程有限公司，湖北 武汉430071）

摘要：针对挤塑聚苯板（XPS）在保温工程中适应性的不足，通过分析XPS的力学、保温和燃烧等性能特点，旨在找到改善XPS的工程特性的措施，进而提高XPS在保温工程中的安全性和适应性，促进XPS用作建筑保温材料的广泛应用。

关键词：XPS；保温工程；保温材料；适应性

外墙内外保温系统是用于建筑物外墙内外侧的附加系统，具有提高结构墙体保温隔热效果和保护原结构墙体，在保证安全的前提下，提高建筑物的能效，改善人们的居住环境，延长建筑物使用寿命的作用［1］。

自2015年以来，武汉市房屋建筑的外墙内外保温材料主要采用挤塑聚苯板（XPS板）和膨胀聚苯板（EPS板）。其原因主要为：第一，挤塑板和膨胀聚苯板优异的隔热保温性能以及施工方便等特性，能够满足人们对房屋保温效果的要求；第二，国内挤塑板和膨胀聚苯板生产技术成熟，使得膨胀聚苯板的强度、保温性能达到要求的同时，生产成本还有所降低，适应了市场需求。但是，XPS挤塑板的隔热性能和抗压强度优于膨胀聚苯板，应该更加看重和开发挤塑板在建筑保温中的应用。然而，在一些工程中发现，挤塑板与粘结剂的粘结性较差，破坏经常发生在界面位置；挤塑板的尺寸稳定性较膨胀聚苯板差，其保温系统易开裂；一般情况下，挤塑板较膨胀聚苯板阻燃性能差。因此，要想让挤塑板更好地应用于市场，就必须改善其性能，以满足工程需要［2］。

1　保温材料的基本要求

作为保温材料，基本不承担承重作用，因此需要满足以下要求：保温性能好，即导热系数低，自重轻，即密度小；与胶粘剂、抹面胶浆的粘结强度要高，以保证保温系统与墙体之间的安全粘结；对保温系统防护层抗裂性的不利影响较小，即尺寸稳定性好、弹性模量低；燃烧性能要达到一定的防火等级［3-6］。

2　挤塑板的优缺点分析

2.1优点

根据GB/T 10801.1—2002《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》和GB/T 10801.2—2002《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料》可以发现，XPS板有很多方面的性能都优于EPS板：

（1）XPS板导热系数较低，一般小于0.030W/（m·K），而EPS板的导热系数一般为0.039～0.041W/（m·K），达到同样的保温效果，XPS板可比EPS板更薄［7］。

（2）吸水率低，XPS板吸水率一般小于1.5%，EPS板吸水率一般小于4%，在长期高湿度或浸水条件下，XPS板的保温隔热性能更好［7］。

（3）压缩强度较高。XPS板抗压强度一般大于150 kPa，EPS板抗压强度一般大于100 kPa。在容易受到外力冲击的部位，适合使用XPS板。如果能够改善XPS板与粘结砂浆的粘结性，其使用在外墙保温系统中会更加安全［7］。

2.2主要缺点

目前，XPS板存在的问题主要有3个：（1）XPS板与粘结剂粘结强度不高；（2）尺寸稳定性较差；（3）有些XPS板阻燃性能较差。针对挤塑板的这3个不足做了实验：XPS板粘结强度、XPS板尺寸稳定性、不同导热系数的XPS板燃烧性能测试。

3　实验结果与讨论

3.1原材料

EPS板、XPS板、粘结砂浆、抹面砂浆、塑料锚栓和耐碱网格布，来源于奥捷科技股份有限公司，EPS板和XPS板的规格均为1200mm×600mm×30mm，样品常规性能均符合GB/T 30595—2014《挤塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墙外保温系统材料》和GB/T 29906—20133《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》标准要求。

3.2XPS板和EPS板与粘结剂粘结强度测试

取3种粘结砂浆对1块EPS板、1块未经界面处理的XPS板和1块经过界面处理的XPS板进行粘结强度测试。测试方法参考GB/T30595—2014和GB/T29906—201，结果见表1。

表1　XPS板、EPS板与粘结剂的粘结强度　MPa

由表1可见，未经处理的EPS板和XPS板的拉拔粘结强度虽然都达到了标准要求，但都不大。另外，EPS板的破坏处基本发生在EPS板内，而XPS板的破坏常发生在界面上或接近界面的位置。在对XPS作界面处理后，粘结性大大改善，其拉拔粘结强度远高于EPS板和未经处理的XPS板。EPS板的粘结性较好，其破坏主要是自身强度较低。XPS板经界面处理后，粘结性能大大提高。因此，只要有效地改善XPS界面，XPS与粘结剂粘结性差的问题可以得到改善。

3.3XPS板和EPS板的尺寸稳定性

取3种EPS板和3种XPS板进行尺寸稳定性检测，6块保温板的初始尺寸都为1200mm×600mm×30mm。每种板分为3种条件：（1）不做任何处理，即“无约束”状态，在环境中让其自由变形；（2）用常规的点框粘结法将板材固定在混凝土墙体上，板材表面不做任何处理，即“单面约束”状态；（3）用点框粘结法将保温板粘结在墙体上，然后在板外表面抹1层抹面砂浆，再用锚栓和玻纤网固定，最后抹1层抹面砂浆，抹面砂浆厚度3～5mm，即“双面约束”状态。实验环境条件为，板材先经过5次热-冷循环（升温至50℃，保持8h，再降温至-20℃，冻16 h，为1次循环），再在常温环境下放置28 d，测试其前后尺寸变化，实验结果见表2。

表2　EPS板和XPS板的尺寸变化率　mm/m

由表2表明，3种EPS板的尺寸变化率都较小，3种XPS板的尺寸变化率比EPS板的大些，但是在经过约束处理后，XPS板和EPS板的尺寸变化率差距开始缩小，基本接近。这说明，在正确的施工方法和良好的养护条件下，XPS板的尺寸变化可以得到缓解。另外，有文献［2］表明，XPS板的弹性模量小于20MPa，远小于聚合物水泥砂浆的弹性模量（13000～20 000 MPa）。因此，在正常的施工条件下，XPS板的尺寸变形问题也可以得到控制。

3.4不同导热系数XPS板的燃烧性能

取4块不同导热系数的XPS板作B1级燃烧实验，其样品的阻燃剂成分都主要是七溴十二烷。XPS板编号为A、B、C、D，测试结果见表3。

表3　不同导热系数XPS板的燃烧性能

由表3可见，不同导热系数的挤塑板燃烧性能有一定差异。这可能跟阻燃剂有关，阻燃剂的加入可能会影响板材的导热性能［8］。因此，在挤塑板的生产过程中，在保证其保温性的

同时，应该考虑燃烧性能。但总体来说，在保证挤塑板燃烧等级达到B1级时，挤塑板的保温性能也能达到使用要求。

4　结　论

（1）XPS板用作保温材料，其保温性能和抗压强度等性能优于EPS板。

（2）XPS板与粘结剂的粘结性能较差，但是通过适当的界面处理，可提高其粘结性能，更安全地应用于建筑保温工程。

（3）XPS板的尺寸稳定性较EPS板差，但是在正常的施工条件和良好的养护条件下，XPS板的尺寸变形会减小，不会对整个保温系统造成不利影响。

（4）在生产过程中应该兼顾XPS板的阻燃性能和导热系数，满足保温效果的同时，兼顾了阻燃性能，XPS板就能较安全地应用于工程。

通过改善XPS板的界面，采取优异的施工方案和养护方法，兼顾好导热系数和燃烧性能，XPS板在保温工程的适应性会大大提高，XPS板的应用前景会更加广阔。

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中图分类号：TU55+1.2

文献标识码：A

文章编号：1001-702X（2016）05-0111-02

收稿日期：2016-01-14；

修订日期：2016-02-29

作者简介：杨虎，男，1986年生，湖北孝感人，硕士，助理工程师。

Discussion on improving adaptability of XPS extruded plastic board in insulation work

YANG Hu，TIAN Gengdong，ZHANG Hu
（CNTIC International Contracting&Engineering Co.Ltd.，Wuhan 430071，China）

Abstract：For deficiencies of XPS of adaptability in insulation work，the aim is to find some measures for improving the engineering properties of XPS by analyzing mechanics，insulation and combustion performance of XPS.Then the security and adaptability of XPS in insulation work will be improved，and app lication of XPS as insulation material will be more extensive.

Keywords：XPS，insulation work，insulation material，adaptability