不同芯材保温装饰一体板的性能分析及对比研究

夏 彦

（甘肃省科工建设集团有限公司， 甘肃 兰州 730000）

0 引言

保温装饰一体板广泛应用在新建建筑和既有建筑改造中，并且是装配式建筑的主要组成部分。保温装饰一体板是我国结合薄抹灰技术与外墙干挂幕墙技术发展而来的一种新型外墙外保温材料，保温和装饰两种功能通过工厂生产的方式完美结合，避免了传统薄抹灰系统造成施工工艺复杂，施工难度大，经常出现开裂、起鼓、起皮等质量问题[1]，并且装饰效果好，种类齐全，能与石材装饰效果媲美。保温装饰一体板由饰面层、装饰面板、保温材料组成[2]，常用的保温材料有岩棉条、石墨聚苯板、挤塑聚苯板、硬质聚氨酯板及真金板等。以上保温材料均可满足保温装饰一体板的生产要求，并且燃烧性能均能达到 B1级以上，但部分性能仍有较大差异，实际工程设计过程中往往只考虑保温材料的单一性能而造成保温装饰一体板的耐久性和安全性降低。本文结合保温装饰一体板的生产及应用要求，对以上保温材料的性能指标加以对比研究，为不同芯材保温装饰一体板的选用提供理论指导。

1 常用的保温装饰一体板保温芯材

1.1 岩棉条

岩棉条是以天然玄武岩或白云岩为主要原料，在高温作用下融化，通过离心机形成无机纤维状材料，加入粘接剂、防尘油等添加剂，碾压形成岩棉板。再由岩棉板裁切成不同厚度的岩棉条。岩棉条相对于岩棉板来说，垂直于板面方向的抗拉强度有较大提高。

1.2 石墨聚苯板

石墨聚苯板是膨胀聚苯板的一种，在传统的聚苯板中加入石墨，其组份中的石墨颗粒可以像镜子一样反射热辐射，通过改性后的石墨聚苯板，保温性能相对于普通EPS板可提高30%，并且防火性能可达到B1级[3-5]。

1.3 挤塑聚苯板

挤塑聚苯板属于挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的一种，简称XPS板，是将聚苯乙烯、发泡剂和其他助剂通过挤出机进行连续挤出发泡成型的一种发泡材料。XPS板具有完美的闭孔蜂窝结构，这种结构使得XPS板具有较强的不透水性和较高的保温性能。

1.4 硬质聚氨酯板

硬质聚氨酯板是以热固性材料硬泡聚氨酯为芯材，在车间加工而成，双面带有界面层的保温板，简称PU板。PU板孔隙率结构稳定，基本上是闭孔结构，不仅热系数低，热工性能好，而且抗冻融、吸声性也好。

1.5 真金板

真金板采用“颗粒防火隔离膜”技术，运用共聚改性技术使EPS单体颗粒具有与防火物质相同的特性，并运用微相复合技术在每个有机颗粒表面形成防火隔离膜，使每一个颗粒形成相对独立的有机颗粒防火单元。简称TPS板。该保温材料最大的特点就是，相对于其他的有机保温材料，防火性能大幅提高。

2 实验

2.1 材料及实验结果

本实验采用8mm厚硅酸钙板作为装饰面板，保温材料和装饰面板采用双组份聚氨酯胶粘接，双组份聚氨酯主剂是一种含羟基的预聚物，固化剂采用聚亚甲基聚苯基异氰酸酯，二者按4:1均匀混合。实验样块采用50mm*50mm，保温芯材厚度采用50mm，每组实验样块数量为6块，分别测定不同保温芯材保温装饰一体板的单位面积质量、拉伸粘结强度、导热系数、燃烧性能。实验结果如表1所示：

表1 不同芯材保温装饰一体板的性能指标

2.2 实验结果分析2.2.1 单位面积质量

根据行业标准《保温装饰板外墙外保温系统材料》JG/T 287规定，保温装饰一体板可根据单位面积质量分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型板单位面积质量≤20kg/㎡，Ⅱ型单位面积质量为20kg/㎡～30kg/㎡。由图1可见以岩棉条为芯材的保温装饰一体板单位面积质量最大，其次为TPS板芯材的保温装饰一体板。石墨聚苯板芯材保温装饰一体板单位面积质量最小。从安全性的角度来说，单位面积质量越小，安全性越强，因此石墨聚苯板芯材的保温装饰一体板安全性更高。

图1 不同芯材保温装饰一体板单位面积质量

2.2.2 拉伸粘结强度

本次测定拉伸粘结强度的实验过程中，破坏均发

生在保温材料中，符合规范要求。保温装饰一体板拉

伸粘结强度作为重要的物理指标，保证了保温装饰一体板的整体稳定性，避免板面分离、脱落、起鼓等质量问题。由图2可知，TPS板为芯材的保温装饰一体板拉伸粘结强度最高，其余四种基本相同。

图2 不同芯材保温装饰一体板拉伸粘结强度

2.2.3 导热系数

随着国家对建筑节能要求的不断提高，甘肃省已经实施《严寒和寒冷地区居住建筑节能（75%）设计标准》，因此保温装饰一体板的保温性能指标成为评价材料的关键性指标之一。由图3可知，PU板导热系数最低，保温性能最好。岩棉条和TPS板芯材导热系数较大，如果考虑75%的节能要求，岩棉条和TPS板保温芯材厚度将到达80mm以上，并且岩棉条芯材保温装饰一体板单位面积质量较高，增加保温芯材厚度将会影响施工难度及安全性。

图3 不同芯材保温装饰一体板导热系数

2.2.4 燃烧性能

根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2014要求，对于住宅建筑高度大于100m时、其他建筑大于50m时保温材料的燃烧性能应为A级。住宅建筑高度27m-100m、其他建筑24m-50m的建筑外墙保温材料的燃烧性能应不低于B1级。由表1可知，由于岩棉为无机材料，因此燃烧性能等级最高，可达A1级。其余四种材料为有机材料，TPS板由于添加特殊的阻燃材料，燃烧等级可达到A2，可满足100m以上的住宅及50m以上的其他建筑需要。石墨聚苯板、PU板、XPS板燃烧性能为B1级，可适应于住宅建筑高度27m-100m和建筑高度24m-50m的其他建筑。

3 结论

（1）不同芯材保温装饰一体板单位面积质量岩棉条＞TPS板＞PU板＞XPS板＞石墨聚苯板，从安装难以程度及安全性来说，石墨聚苯板相对较好；

（2）不同芯材保温装饰一体板拉伸粘结强度TPS板＞XPS板＞石墨聚苯板＞岩棉板和PU板。TPS板的整体稳定性、耐候性和安全性相对较好；

（3）不同芯材保温装饰一体板导热系数 TPS板＞岩棉条＞石墨聚苯板＞XPS板＞PU板。PU板保温性能更好，对于节能要求较高的建筑建议选用PU板作为保温装饰一体板的芯材；

（4）不同芯材保温装饰一体板燃烧性能，岩棉条和TPS板为A级，其余为B1级，对于防火要求严格的建筑，建议使用岩棉条或TPS板作为保温装饰一体板芯材。