值得推广的无机建筑保温材料

【摘 要】 建筑外墙外保温技术作为我国建筑节能技术的主导方向，保温材料成为建筑节能工程的重点。本文分析介绍了硅酸盐发泡水泥保温板的特点、性能、工艺、施工技术等内容，提出了应用中应注意的问题。

【关键词】 发泡水泥板；性能；施工技术；问题；对策

【中图分类号】 TU532.63 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）05-004-02

长期以来，关于我国墙体保温材料体系“有机好还是无机好”的争辩一直未曾间断过。其实，有机保温材料、无机保温材料各有优缺点，因地制宜地选择保温材料，正确使用都能达到建筑节能目的。但是，从防火性能方面考虑，无机材料的优势很明显。发泡水泥保温板以普通硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂、外加剂等为材料，经复合、搅拌、发泡、切割等工艺制成的轻质气泡状绝热材料，其突出特征是在混凝土内部形成直径1～3mm封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和具有保温隔热性能。由于复合发泡水泥板是具有较高防火等级和低导热系数，是一种新型建筑外保温材料，其优良的保温、防火、抗压性能体现了产品的高性价比，已经能越来越多的运用在建筑保温工程上。当然，发泡水泥保温板也有一些缺点，但这些缺点可以在使用中加以注意并解决。

1 发泡水泥板特点

1.1 原材料丰富。江苏省2012年建筑开工面积为13亿m2，按其建筑面积0.6计算每年需要7.8亿m2外墙保温板，屋面保温板约需1.8亿m2，这么大的产业需求对产品原材料和产能提出了很高的要求，而硅酸盐水泥发泡保温板以硅酸盐水泥为主材，原材料十分充足，产能完全能满足快速发展的建筑业需求。

1.2 低投资周期短。生产设备30万元就可以建立年产1.5万m2水泥发泡板生产线（约4cm板，37万m2）；100万元生产设备就可以建立年产3万m2水泥发泡板生产线（约4cm板，75万m2），建设周期仅一个月。

1.3 生产工艺易掌握。按照发泡水泥板标准配方投料，开动发泡机搅拌浇筑模具硬化后脱模，切割包装成产品，无特殊工种要求。

1.4 环保。产品生产中采用双氧水发泡剂在硅酸盐本身的碱性作用下分解成水和氧气，氧气形成了气泡，水和水泥起水化反应，生产工艺过程中无废水和废气排放。此外，发泡水泥板是以水泥和粉煤灰等为主要生产原材料，高温下不会燃烧且没有有毒有害物质释放，属于安全性环保材料，作为利废产品得到国家产业政策的支持。

1.5 生产流程自动化。按照配方要求使用计算机进行自动计量系统控制投料、搅拌、发泡等程序，再通过气动控制、液压控制、电信号控制等实现机械化自动脱模，全过程自动化。

2 发泡水泥板性能

2.1 容重轻。每立方米发泡水泥板重200～300kg，仅是水泥砂浆的六分之一。40mm厚发泡水泥板每平方米重量8kg，300×300×40mm的保温板表面面积0.09m2，由于表面有2mm大小的孔，使表面面积放大30%以上，一块保温板实际面积应该为0.117m2。根据粘结砂浆粘结强度大于0.1MPa计算，即每cm2可以有1kg粘结力，而300×300mm的板实际粘结力可达1170kg。

2.2 导热系数低。硅酸盐水泥发泡板实现了多孔的闭孔结构使导热系数比混凝土任何砂浆都要低，经实际检测在0.08～0.066W（m.k），完全能达到江苏65%的节能指标要求。

2.3 力学性能优异。抗压强度达到0.4～0.5MPa，发泡水泥板中使用特种纤维，增加了发泡水泥板的抗压强度，经国家专业检测机构检验，抗弯破坏荷载为可承重自重3倍以上（国家标准为1.5倍），抗压强度为5/MPa以上（国家标准为3.5/MPa），吊挂力为1500/N以上（国家标准为1000/N）。一般的保温砂浆、有机发泡保温板的抗拉强度约为0.1MPa，发泡水泥保温板的抗拉强度能达到0.13MPa。

2.4 吸水率低。正规的达标企业通过水泥添加剂将水泥中90%的粗孔改变为细毛细孔，由于水分子表面张力作用无法进入该毛细孔内，能实现发泡水泥保温板体积吸水率在10%以下，可以实现更好的保温效果。

2.5 防火、抗燃烧性能好。由于硅酸盐水泥本身是无机不燃材料，配方中又没有任何有机类纤维和添加剂，所以制成的发泡板在高温1000℃都不燃，达到A1级防火等级；而有机保温材料一般只能做到B1等级（离开火源自熄灭）。发泡水泥保温板抗燃烧性能有两个方面性能：⑴防止火焰扩散的能力，即能阻挡局部火焰扩散而自行熄灭；⑵材料本身的绝热性能好，即使在材料一侧燃烧，另一侧的温度不会升得较高而引起火灾扩大。与聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫相比还有两个特点：⑴着火时无滴落物现象；⑵在着火时表面形成密实的碳层，这就阻止了进一步燃烧。建筑科学技术中心曾对发泡水泥板进行检验，证明它抗火焰性好，如从焊枪喷出的高达3000℃温度的火焰对准泡沫板，2分钟后板背面还未记录到有明显的热感，且无高温热分解和发烟。

2.6 施工性能优越。由于硅酸盐发泡水泥板表面都是2mm左右的小孔，用砂浆粘贴非常方便，通过小孔比表面积的增加大大提高了板与墙面的牢固度。

2.7 防水性能良好。发泡板自身是闭孔结构，水分无法自由流窜，加上施工中抹满砂浆，一旦墙面局部渗水也不像有机发泡板墙面发生到处流动的现象，便于渗水维修。

2.8 化学稳定性强。发泡水泥保温板在抗化学性、溶剂性方面优于其他有机材料，符合《外墙外保温技术规程》JGJ144-2004的规定。而且在施工中能与任何水溶性胶类、溶剂型胶类并用，应用范围广。

2.9 耐久性。《外墙外保温技术规程》JGJ144-2004还规定了外墙外保温工程各项组成部分应具有物理稳定性，在可能受到生物侵害（鼠害、虫害等）时，外墙保温工程还应具有防生物侵害性能；在正确使用和正常维护下，外墙外保温工程的使用年限不少于25年。

硅酸盐水泥发泡保温板在一定的温度范围内具有良好的热稳定性，其在出现收缩或开裂之前的连续使用温度范围为140～175℃，并有经受不连续使用的辐照温度高达180℃的报道。发泡水泥板发泡组分中掺入惰性填料可明显提高热稳定性，如加入10%的玻璃纤维的发泡水泥泡沫可经受800℃高温1小时不出现收缩或开裂。发泡水泥板在低温下使用不受限制。这些性能是其他有机材料所不能及的（有机材料老化寿命一般是15～20年）。

3 发泡水泥板施工工艺

3.1 施工机具。施工包括强制式砂浆搅拌机、电动搅拌机、电钻、靠尺、抹子 等主要施工机具。

3.2 施工工艺。发泡水泥板外墙外保温系统的施工工艺流程如图2.1所示。

3.3 施工条件。⑴基层墙体应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 和《砌体工程施工质量验收规范》GB50203的要求，基层粉刷水泥砂浆已找平，且施工质量验收合格；⑵保温工程施工前，外门窗洞口应通过验收，洞口尺寸、位置应符合设计要求并验收合格，门窗框或辅框应安装完毕，并需做防水处理。伸出墙面的消防梯、水落管、各种进户管线和空调器等的预埋件、连接件应安装完毕，并预留出外保温层的厚度；⑶既有建筑改造工程施工时，基层墙面必须坚实平整，空鼓处应铲除，如有必要原装饰面层应清除。并用1：3水泥砂浆补平；⑷施工中环境温度不应高于35℃，不应低于5℃，且24h内不应低于0℃，风力应不大于5级。雨天施工时应有防雨措施，夏季施工时作业面应避免阳光曝晒；⑸进场材料应贮存在干燥阴凉的场所。

4 存在的问题和对策

4.1 如今我国的无机保温材料整体技术生产水平不高，有的小厂产品达不到国家有关质量要求，容易出现脱落、膨胀、开裂等问题。因此，应当加强对生产厂的市场准入控制和产品质量的强制性检验。

4.2 发泡水泥板吸水后保温效果和强度降低。因此，生产环节、施工环节应注意防水。生产环节可以通过添加外加剂解决；施工环节可以通过在板外侧增加保护层解决。

4.3 发泡水泥板属于脆性材料，强度不高，柔韧性差，易碎易损。因此，运输、施工过程要注意产品保护。可以设计专门的工夹具，减少产品损耗。

4.4 目前和国外先进国家相比，我们在无机保温材料的生产技术体系上，尤其是在高层建筑上的应用方面，还有一定差距。应进一步加大研发力度，创新更多无机墙体保温系统。如研发以发泡水泥板为主材的复合型保温系统，进一步提高保温系统的综合性能。

参考文献

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3 JGJ144-2004.中华人民共和国行业标准[S].外墙外保温技术规程

4 陈伟良.A1级防火防火性能的发泡水泥保温板[J].江苏建材，2012，1