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几种外保温系统的经济与实用性研究分析

外墙外保温材料体系的科学性问题探讨之三

 

北京环益美高分子聚合物研究所 周广德



  摘要 建筑外保温材料及其施工工艺,既要保证具有较高的保温节能效率,又要将保温节能工程与外墙装饰装修工程相结合,科学选材、用材,规范施工,确保工程质量。本文根椐保温节能工程的实际应用情况,对几种常用的外保温材料及工艺质量方面进行综合性的对比分析与研究。
  
关键词 外墙外保温 保温材料 保温节能技术


  前言
  世界人口己达到60亿,2050年将突破100亿,我国人口已超过13亿,2050年将达到16亿,但人均能源占有量约为世界人均占有量三分之一,仅为美国人均占有量的百分之五,随着经济不断发展和生活水平的提高,我国资源消费量也在不断地增加,公共建筑和住宅楼除要一次性消耗大量的水泥、钢材、木材等建筑材料外,还要长期耗用大量的电能、热能,而水、电、煤、油这四大基础能源供需矛盾日益加剧,又特别是在经济发达地区,我国各级政府对建筑节能工作都十分重视,实行强制性推广政策,经过几年努力推广应用,己初见成效。提高建筑保温节能效率及建筑保温节能工程的质量技术水平,是保温节能技术研究与应用工作的重点,笔者在长期的研究与实践中,通过对几种不同的保温材料及工艺质量方面各自的优点与缺陷、经济性、实用性,从保温隔热效率、防火性、工程造价、保温层牢固程度、使用寿命等几个重要方面进行对比分析,供保温建材制造、建筑节能工程设计与施工、质监部门等相关行业的从业人员(建筑设计人员、生产技术人员、施工人员、工程监理人员、质检人员等)参考。
  一、膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
  膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统在北京率先推广应用,并迅速推广到天津、河北、东北三省,甚至上海、江苏、湖南等一些南方省份,目前仍在大量应用于外墙外保温工程,特别是在北方冬冷地区,是我国保温节能工程推广较快的项目之一,它使用的保温材料主要有聚苯乙烯泡沫板、挤塑板,辅助材料及装饰材料有专用膨胀螺丝钉、玻璃纤维网格布、聚合物粘结砂浆、抹面砂浆、外墙涂料或装饰面砖等,施工方法是先用聚合物粘结砂浆将泡沫板或挤塑板粘贴于墙体上,用专用膨胀螺丝钉铆固,将玻璃纤维网格布贴在泡沫板或挤塑板上,抹聚合物抗裂砂浆3—5MM,刷外墙涂料或做面砖装饰。其优点有:保温节能效率优良,施工也比较规范;缺点是:防火性能很差、工艺繁杂、工程造价高(每平方米工料成本70—90);保温层牢固程度和使用寿命期限都较差,工程应用上常出现粘贴不牢固、抹面砂浆常出现大面积龟裂、空鼓、脱落等现象。
  从技术上分析,膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,用水泥类聚合物砂浆来粘结塑料类板材,这在材料选择与工艺上本身就有错误,从我国建筑史和建筑材料应用历史看来,数十年的应用经验已经证明水泥浆料与木质类、塑料类物质进行冷粘是不可能有好的粘结效果的,即使是塑料与塑料的冷粘也不会有良好的和长久的粘结效果。近几年,为了使砂浆粘牢泡沫板、挤塑板,往水泥砂浆中添加封闭性很强的化学胶粘剂,如聚乙烯缩甲醛胶粘剂、建筑乳液、弹性乳液、合成乳液、乳胶粉等或与乳胶类物质复配型化工产品,经过大量的研究与实践,封闭性很强的化学胶粘剂是不适宜往水泥砂浆中添加的,一方面化学胶粘剂本身在干燥凝固时,产生很强的收缩力,会使水泥产生更强的内应力,破坏砂浆结构,容易导致水泥砂浆龟裂、空鼓、脱落,另一方面化学胶粘剂具有很强的封闭性,它在水泥砂浆中会很快形成膜,迅速封闭水泥微孔,对水泥水化、水泥砂浆后期自然养护、水泥砂浆后期强度都有不良影响,违背了水泥产品属于无机水硬性材料这一基本的技术原理,即:水泥的强度是依靠水,水化越充分、水养护的越好,水泥的强度越高,综合性能就越好;水泥砂浆的施工、自保水养护、强度形成、粘结的稳定性、使用寿命等都与水密切相关。
  膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,在抗风压、抗冲击能力较差,其保温层的牢固度和耐长久性已为业内人士普遍置疑,主要担忧的是粘结与抹面砂浆质量不过硬、铆钉未铆牢固或以后钉锈蚀、泡沫板、挤塑板慢慢降解等问题,近几年,就出现过不少保温层大面积龟裂、空鼓、脱落等现象,随着时间的推移,可能迟早还会有此类保温工程出现质量问题,一旦出现质量问题,其维修或返工重做的费用会很高。
  
二、聚苯颗粒保温浆料
  聚苯颗粒保温浆料,是继膨胀珍珠岩保温材料之后,应用于内外墙保温节能的一种主要的保温材料,南方、北方都在推广应用,在江苏、安徽、湖南等省份,应用量较大。它的主要保温材料是聚苯颗粒料,辅助材料是聚合物浆料,施工方法是将聚苯颗粒料与聚合物浆料预混均匀或将保温浆料与聚苯颗粒料分开包装,使用时加水掺和均匀,平抹上墙,层厚20MM—80MM,贴玻璃纤维网格布,抹聚合物抗裂砂浆3—5MM,刷外墙涂料或做面砖装饰。优点有:保温效果良好,保温层与墙体容易粘结,牢固度及耐久性比较好,施工工艺简便,工程造价较低,一般不出现大面积龟裂、空鼓、脱落问题,技术上基本是可行的,容易推广普及,缺点有:防火性能差。保温效果与保温层的强度主要的技术上矛盾是:浆料中聚苯颗粒料含量越多,水泥胶浆含量就越少,保温层的强度就低,而保温效果就越好;如浆料中的水泥胶浆含量越多,聚苯颗粒料含量就越少,保温层的强度就越高,而保温效果就越差。按JG1582004标准测试,湿表观密度398 Kg/,干表观密度224 Kg/,抗压强度为257KPа,压剪粘结强度为97 KPа,线性收缩率<0.1%,软化系数0.6,导热系数0.057W/M•K)。

  三、膨胀珍珠岩保温浆料
  膨胀珍珠岩作为保温材料,在我国建筑保温工程上应用较早,性能也较稳定,近年来,又推出了保温效果更好的球型闭孔珍珠岩,它的施工方法是将膨胀珍珠岩与聚合物胶浆料用水调合后平抹上墙,层厚20MM—80MM。其优点有:既有良好的保温效果,又有较高的强度,导热系数0.047-0.054W/M•K),防火性也较好,耐火度1280℃—1360℃,与墙体的粘结牢固性和长久性都较好。
  四、中空陶粒保温浆料
  中空陶粒保温浆料是一种新型保温隔热材料,保温材料选用无机中空玻化微珠,配以优质的聚合物胶浆料,可使每平方米的保温隔热层由数万个、数亿个微型中空保温隔热玻化微珠组成,这种高密度集成的微型中空保温隔热系统的优点有:对冷热空气隔绝效果好,不形成冷桥、热桥,提高保温隔热层的保温隔热效率,抗压强度和压剪粘结强度高,抗风压,耐候性好,干收缩性小,不用网格布,防火性特好,不会燃烧;保温层的牢固性和长久性都很好,施工性也很简便,工程造价较低。按JG1582004标准测试,湿表观密度410 Kg/,干表观密度234 Kg/,抗压强度为264KPа,压剪粘结强度为121 KPа,线性收缩率<0.2%,软化系数0.6,导热系0.055W/M•K),防火不燃烧性能按GB86241997《建筑材料燃烧性能分级方法》中不燃材料(A级)标准测试,也完全符合标准要求,为建筑防火用首选优质材料。

  五、几种外保温材料与工艺的经济性、实用性和技术性分析
系统名称    保温性   技术性   工艺   成本  防火性  环保性  使用寿命
聚苯板      优     差    复杂   高    很差   良    差
聚苯颗粒     优     优    简便   低    差    良     良
珍珠岩      优     优    简便   低    好    良     良
中空微珠     优     优    简便   低    好    优     优
  综述
  墙基层、保温层、外墙装饰的施工关键在于材料与工艺,建筑乃百年大计,建筑技术与装饰工艺水平,体现了一个国家、一个民族的文化和科学技术水平,关系到子孙后代的事,是不能只看眼前的,保温层的技术与质量是否过硬,不仅会直接影响保温节能效率,而且还会给后期外墙装饰工程造成极大的质量隐患。
  节约能源,减少能源消耗是国家的一项长期政策,是国民经济实现可持续发展的一个重要举措,建筑保温节能工程建设正在全国展开,现阶段新开建的房地产项目,国家政策要求是强制性推广,随着研究与推广工作进一步深入,我国的建筑节能技术及应用水平,将会达到世界先进水平,已经使用但没有保温层的旧建筑今后也要保温节能,其发展前景很好。

     
附:作者简介

  周广德,男,北京环益美高分子聚合物研究所总工程师,从事科技工作二十年整,有多年的理论研究和丰富的实践经验,为上千家企业、几百个工程项目提供过上万次的技术咨询服务,发表专业论文十余篇,其中有四篇论文获得优秀论文奖,有两篇论文入编《中国现代化建设研究文库》,其专业技术水平受到业内人士好评。主要研究方向:高分子材料、生态建材、建筑保温节能技术、内外墙各种腻子、技术咨询服务等。与周广德先生的联系方式如下:


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