关于建筑外墙保温材料和施工技术选择的探讨

1、2010年 8 月 S ichuan Buil ding M ater i als2010年 第 4期 第 36卷 总第 156期关于建筑外墙保温材料和施工技术选择的探讨孙瑞庆(河南省第一建筑工程集团有限责任公司 , 河南 郑州 450000摘 要 :本文 就当前 我国 常用的 外墙 保温 技术及 节能 材料加以论述 。 在大力推广外墙保 温技术的 同时 , 要加强新 型节能材料的开发和 利用 , 从而使建筑节能真正得以实施 。 关键词 :建筑外墙 ; 保温材料 ; 建筑节能 ; 施工技术 中图分类号 :TU 55+1文献标识码 :B文章编号 :1672-4011(2010 04-0008-0

2、20 前 言在建筑中 , 外 围护结 构的 热损耗 较大 , 所以 建筑 墙体 节能技术的发展 是建 筑节能 技术 的一个 最重 要的 环节 , 发 展外墙保温 技术 及 节能 材料 是 建筑 节能 的 主要 实 现方 式。 作为外墙保温系 统的 主要组 成部 分 , 保温 材料 的隔热 保温 性能、施工性 能、材质 特性等 综合 性能 , 决 定整 个系 统的 应用效果 , 施工技术的选择决 定着整个系统的成败。1 保温材料选择应注意的问题(1 无机隔热保温 材料和 有机绝热 保温 材料。在 北美 大部分地区和欧 洲一 些国家 , 无机矿 物岩 棉在 建筑物 外围 护结构中的使用 率非 常大

3、。有 人认为 此类 无机 材料完 全可 以在国内 大量 推 广使 用 , 但 事实 上 在国 内墙 体 保温 市 场 , 有机材料仍然占据市 场主角。(2 保温材料材质阻 燃性的 要求和 提高阻 燃性的 实施 方法。无机保温 材料 阻燃性 一般 较优良 , 有机材 料可 以通 过与无机材料复合 使用或 在生 产过程 中添 加阻 燃剂来 提高 防火能力。如保温浆料就是应 用了有机、无 机的复合 技术 ; 聚氨酯类材料可 以通 过使用 阻燃、难 燃级 聚醚 多元醇 或添 加阻燃剂来 有效控 制氧 指数 , 提 高材料 的防 火能 力 ; 聚苯 乙烯类发泡板材须 进一步 提高 材料的 阻燃 性能 和

4、研发 出相 关的阻燃技术 , 才能较好地解 决整个系统的防火性能。 (3 保温层材质热 熔点问 题。在保温 隔热 材料的 应用 中 , 热熔性材料在未接近燃烧 点以前很快就 可以达到 熔点 , 材料会出现因受 热从 固态向 液态 转化 , 造 成墙 体保温 系统 出现隔熔垮 塌。因此 在选择 保温 材料时 , 务必要 考虑 材料 的热熔性问题。(4 有 (无 空 腔外墙外保温系统。有 (无 空 腔是目前 推广聚苯板薄抹灰 外墙外 保温 系统和 胶粉 聚苯 颗粒外 墙外 保温系统之间较具 有争议 的 , 有些 将有 (无 空腔归结 为是 点黏工艺还是满 黏工 艺。聚苯 板薄抹 灰外 墙外 保温系

5、 统多 以点黏式粘 贴 , 保温 板材和 基层 墙面容 易形 成空 腔 , 而胶 粉聚苯颗粒外墙外保 温系统 (另外还有现场喷涂发 泡聚氨酯 外墙外保温系统等 基本 上与建 筑物主 墙体 实现全 部满 黏 , 保温层和墙 体之间 无接 缝 , 也无 空腔。有 人认为 有空 腔做 法在市场上 的应用 量大 面广 , 就 是成熟 的技 术系 统 , 但对 无空腔的做法业界专 家也十分肯定并认同。(5 材料导热系数 的比较。优 良的导 热系 数确定 了材 料自身的隔 热保 温 性能 和在 保 温墙 体中 的 使用 量 和厚 度。 , 墙 加 , 而超过一定厚 度的保 温层 会对墙 体保 温系 统的承

6、 重能 力产生影 响。因 此 , 最 有 效的 办法 就 是采 用 导 热系 数 低、 高效隔热型的保温材料 。2 黏结砂浆和抹面砂浆使用添加剂的选择板材黏结砂 浆和抹 面砂 浆中添 加胶 体乳液 、可再 分散 乳胶粉以 及各 类 纤维 素醚 , 可有 效 增加 砂浆 的 黏结 强 度、 抗冲击强度等性 能 , 同时 还能 有效控 制系 统的 吸水量 和提 供更好的施工方法 , 对提高砂浆 的刚性度起到一定的作用。 (1 天然橡胶胶乳 和氯丁胶 乳。天然 橡胶 胶乳和 氯丁 胶乳造价都 较高 , 使 用程序 也比 较复杂 , 其中天 然橡 胶胶 乳来源有限 , 氯丁胶乳在调配不 当时会出现破乳

7、导致浪费。 (2 添加乙烯 单体 共 聚 的聚 醋 酸乙 烯 乙 烯 (VAE 乳 液。聚醋酸乙 烯 乙 烯 (VAE 乳 液 是 采 用 聚 醋酸 乙 烯 和 16%左右的乙烯 单体 共聚。当 乳液添 加到 水泥 砂浆 中 , 由 于乙烯分子链上 存在 柔性链 段 , 在满 足黏 结要 求的同 时提 供一定的柔性。(3 VAE 可再分散乳胶 粉和干 拌砂浆 的研究。 国外通 过对改性 VAE 乳液雾化干燥后制成不同规格的 VA E 可再分 散乳胶粉用在干 拌砂 浆中。目 前推广 的聚 苯板 薄抹灰 外墙 外保温系统中多 用于 保温黏 结砂 浆和抹 面砂 浆 , 不同 掺量 的 VA E 乳胶

8、粉对砂浆黏结强度和系 统抗冲击 性能有 不同的 影响 , 掺加适量的柔性 VA E 乳胶粉 可以使系 统获得 极佳的 抗冲击强度 , 如在胶 黏剂和 抹面砂 浆中掺 量为 2 5%3%时 , 系统可获得 优异 的黏结 强度 和抗冲 击强 度。根据 对黏 结界面分析 , 聚合 物砂浆 与聚 苯板的 黏结 力主 要来自 两个 方面 :一是界面处 聚合物 砂浆 嵌入聚 苯板 表面 缝隙后 产生 的机械咬合力 ; 二 是界面 处聚 合物膜 对聚 苯板 砂浆 界面 处的收缩裂缝进行 桥连产 生的结 合力。当掺 量大于 3%时 , 干态黏结强度和耐水黏 结强度几乎没有增加。(4 各类纤维素醚 的应用。一

9、些专用 的砂 浆黏结 剂和 现有大部分 使用的 保温 黏结剂、 抹面砂 浆、腻子 等材 料中 都添加了一 定量 的纤 维素醚 , 主 要用 于增 稠、胶凝 化、乳 化、悬浮、稳定分散、保 水、黏 结 性、抗 滑移 以及 和 易性 要求。根据不同 的用 途 , 应针 对不同 状况 对纤维 素醚 的品 种特异性和黏度要求、耐盐析成 膜特性区分使用。3 保温砂浆增强材料的选择(1 有机胶黏剂。目 前 , 市场上 保温 砂浆 中采用 的有 增强乳液、可再 分散 乳胶粉、 纤维素 醚等 有机胶 黏剂 作胶 凝增强材料。(2 玻璃纤维增强 技术。常用 的玻璃 纤维 根据生 产方 法一般分为中碱 玻璃 纤维

10、和 无碱 玻璃纤 维 , 两 种玻璃 纤维 都不宜用于 水泥砂 浆。针对 水泥 中的使 用要 求 , 近年 来国 内外相继研发 出 了含 锆量 为 15%左右 的耐 碱型 玻璃 纤 维 , 广泛用于 GR C 板 (玻璃 纤维 增强 水泥 板 和外 墙外 保 温系 格布82010年 第 4期 第 36卷 总第 156 期 S ichuan Buil ding M ater i als2010年 8月碱玻璃纤维网格布。含锆耐碱 玻璃纤维不能 直接编布 使用 , 需做塑覆层处理。(3 专用砂浆、混凝 土增强 化学纤 维的 三维 增强。专 用强纶纤维的单丝 分散性 能与 通过界 面剂 集丝 成束的

11、玻璃 纤维不同 , 新型的 砂浆水 泥混 凝土三 维网 状分 散结构 的纤 维增强解决了网 格布 的网眼 分隔。纤 维以 单丝 分散且 强度 高、有效使用 程度提 高、使用 量大 大下降 、丝体 弹性 好等 优点 , 成为替代外 墙外保 温玻 璃纤维 增强 网格 布的一 种较 为理想的材料。(4 木质纤维素粉 状添加 剂增强处 理。木 浆经处 理制 成的木质纤维粉 状剂 具有一 定的 柔韧强 度、分 散性和 化学 惰性 , 添加 到乳 液砂 浆 干粉 料中 的 比例 约 0 3%0 5%, 可以增强产品的稳定 性、抗开裂、拉收缩 、延长操作时 间、 提高触变性 及抗 流挂 等性能 , 是保温

12、砂浆、外 墙腻 子、干 粉砂浆普遍使用的增 强材料。(5 微泡对砂浆强 度的影 响和消泡 剂的 选择。当 水泥 砂石等建筑 骨料与 水混 合时 , 或 干粉料、 乳液与 水搅 拌时 经常夹杂或产生 气体 , 气 体不 仅会在 制品 表面 形成弹 性和 针孔外观 , 更重 要 的是 影响 制 品的 强 度 , 留 下 质量 隐 患。 采用必要的消泡剂 对建筑 施工 或生产 过程 中产 生的微 泡进 行脱泡处理 , 使 产品 具有一 定的 持久性 和剪 切稳 定性 , 增 加抗冲击强度。4 外墙保温系统施工技术(1 外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能 技术。 外保温技术不仅 适用 于新建 的结

13、 构工程 , 也适 用于旧 楼改 造 , 适用于范 围广 , 技 术含量 高。外保 温材 料包 在主 体结 构的外侧 , 能 够保护 主体 结构 , 延 长建筑 物的 寿命 , 有效 减少了建筑 结构的 热桥 效应 , 增 加建筑 的有 效空 间 , 同时 消除了冷凝 , 提高了居住的舒 适度。(2 外挂式保温。外 挂的 保温 材 料有 岩 (矿 棉、 玻璃 棉毡、 聚苯乙烯泡沫板 (简称聚苯 板 , EPS 、 XPS 、 陶 粒混凝土 复合聚苯仿 石装饰 保温 板、钢丝 网架夹 芯墙 板等。其 中聚 苯板因具有优良 的物 理性能 和廉 价的成 本 , 已 经在全 世界 范围内的外墙保 温外

14、 挂技术 中被 广泛应 用。该 外挂技 术是 采用黏接砂浆或 者是 专用的 固定 件将保 温材 料贴、挂 在外 墙上 , 然后抹抗裂砂浆 , 压入玻 璃纤维网格 布形成保 护层 , 最后加做装饰面。 还有一 种做 法是用 专用 的固 定件将 不易 吸水的各种保温板固定在外 墙上 , 然后将 铝板、天然 石材、 彩色玻璃 等外 挂 在预 先 制作 的龙 骨 上 , 直接 形 成装 饰 面。 例如由贝聿铭先生 设计的 中国 银行总 行办 公楼 的外保 温就 是采用的这种设计。(3 聚苯板与墙体 一次浇 注成型。该 技术 是在混 凝土 框 剪体系中将 聚苯板 内置 于建筑 模板 内 , 在即 将浇

15、注的 墙体外侧 , 然后 浇注 混凝土 , 混凝土 与聚 苯板一 次浇 注成 型为复合 墙体 。该技 术 解决 了外 挂 式外 保温 的 主要 问 题 , 其优势是很 明显的。 由于外 墙主 体与保 温层 一次 成活 , 工 效提高 , 工期大大缩短 , 且施工 人员的安全 性得到了 保证。 而且在冬季 施工时 , 聚苯板 起保 温的作 用 , 可减 少外 围围 护保温措 施。但 在 浇注 混凝 土 时要 注 意均 匀、 连续 浇 注 , 否则由于混凝土侧 压力的 影响 会造成 聚苯 板在 拆模后 出现 变形和错茬 , 影响后序施工。其中内置的 聚苯板 可以 是双面 钢丝 网的 , 也 可以

16、是单 , 主 依靠内侧钢丝网架 与墙体 外侧 配筋相 绑扎 及混 凝土与 聚苯 板的黏接力 , 其结合 性能 良好 , 具 有较高 的安 全度。 单面 钢丝网聚苯板与 混凝 土的连 接 , 主要 依靠 混凝 土与聚 苯板 的黏接力以及斜插钢筋 、 L 型钢 等与混凝 土墙体 的锚固 力 , 结合性能也 较好。与 双钢丝 网相 比较 , 单 面钢丝 网技 术因 取消了内侧钢丝 网和 安装保 温板 前的板 外侧 抹灰 , 节 省了 工时和材料 , 其造价可降低 10%左右。但这两种做 法都 采用了 钢丝 网架 , 造 价较 高 , 且 钢材 是热的良导体 , 直接传热 , 会降低墙体的 保温效果。

17、对于混凝土与 无网架 聚苯 板一次 成型 复合 墙体试 验研 究结果表明 , 在 混凝 土中水 泥浆 量合适 的条 件下 , 直 接利 用混凝土作 为黏接 剂来 粘贴聚 苯板 , 是 完全 可能的 。在对 聚苯板的背面进 行处 理之后 , 其与混 凝土 的黏 接力进 一步 提高 (其 平均粘 接强度 可以达到 0 07M P a , 而 且破坏 均发生 在聚苯板内 。此技术取 消了 钢丝 网架 , 其 保温性 能提 高 , 而且板的成本再次降低 。在经过 对其长期耐 久性论证之 后 , 工程中可以推广使用。(4 聚苯颗粒保温 料浆外墙 保温。将 废弃 的聚苯 乙烯 塑料 (简称为 EPS 加

18、工破 碎 成为 0 5mm 4mm 的 颗 粒 , 作为轻集料 来配制 保温 砂浆。该 技术包 含保 温层、抗 裂防 护层和抗渗保护面 层 (或 是面 层 防渗 抗裂 二 合一 砂浆 层 。 其中 ZL 胶粉聚苯颗粒 保温 材料及 技术 在 1998年就被 建设 部列为国家级工 法。这种 工法 是目前 仍被 广泛 认可的 外墙 保温技术。该 施工技 术简 便 , 可以 减少劳 动强 度 , 提 高工 作效率 , 不受结 构质 量差异 的影 响 , 对有 缺陷的 墙体 施工 时墙面不需 修补找 平 , 直接 用保 温料浆 找补 即可 , 避 免了 别的保温施工技 术因 找平抹 灰过 厚而脱 落的 现象。同 时该 技术解决了外墙保 温工程 中因 使用条 件恶 劣造 成界面 层易 脱黏空鼓、面层 易开 裂等问 题 , 从而 实现 外墙外 保温 技术 的重要突破。(5 保温夹层。将墙 体做成 夹层的 保温 方法 , 把 珍珠 岩、木屑、矿棉、玻璃棉、 聚苯 乙 烯泡 沫塑 料、聚 氨 酯泡 沫塑料 (也可以现场发泡 等隔 热性能 良好的 材料填 入夹层