《气凝胶防火保温装饰一体化板编制说明》

《气凝胶防火保温装饰一体化板》编制说明

一、标准制定的必要性

我国地域辽阔，冬季寒冷夏季炎热，为了追求舒适的居住环境，往往需要借助额外

的能源资源来实现。目前，我国对建筑在保温和隔热方面的认识还存在诸多不足，直接

或间接导致了大多数既有建筑和新建筑的保温、隔热与气密性较差。同时，由建筑引起

的火灾事故频发，呈逐年上升趋势，不但造成了大量的人员伤亡与财产损失，而且引发

了严重的政治影响与信任危机。因此，建筑物在火灾作用下的安全性问题成为社会各阶

层广为关注的重大课题，气凝胶本身具有的超轻质（0.001-0.5g/cm3）、高孔隙率

（95-99.8%）、超绝热性（0.003-0.02W/(m·K)），易于功能化等优良性能，使得这种材

料在保温绝热方面颇具潜力。同时，防火保温装饰板的出现，改变了现行的保温及涂料

领域的形态，将半成品的保温、涂料产品直接在流水线上实现了成品化，将不可控制的

手工施工变成了机械化、自动化成产，并能形成与节能、装饰与建筑一体化整体美观效

果，具有超耐久保护、高效节能环保，高耐候性、高自洁性、抗污染性、耐酸雨、耐防

腐性、高装饰性、造价低、施工方便快捷等优势，是替代薄抹灰系统的重要建筑节能新

材料，具有重大的现实研究意义与综合学术价值。

目前，我国建筑防火、隔热与装饰技术处于高速发展阶段，现行执行标准有GB/T

20473-2021《建筑保温砂浆》、GB28375-2012《混凝土结构防火涂料》、GB/T8624-2012

《建筑材料燃烧性能分级》、GB8625-2005《防火涂料》和GB50210-2018《建筑装饰

装修工程质量验收标准》。此外，我国在防火保温装饰板材方面的标准涉及一项国家标

准GB/T30595-2014《挤塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墙外保温系统材料》及一项中国房地

产业协会标准T/CREA010-2022《保温装饰板外墙外保温工程技术标准》、一项行业标

准JG/T287-2013《保温装饰板外墙外保温系统材料》以及一项中国绝热节能材料协会标

准T/CIEEMA002-2020《无机复合聚苯不燃保温板应用技术规程》。但上述几种防火保

温装饰材料的标准仅针对涂层或砂浆保温防火或建筑物的装饰性质或以往常用保温材

料，而对于近些年发现的对防火保温具有优异性能的气凝胶并未涉及，缺乏关于掺加气

凝胶的防火保温装饰一体化板的性能测试方法及应用的相关标准。

目前，我国针对气凝胶防火保温装饰材料的现行标准较少，包括一项土木建筑学会

团体标准T/SXCAS005-2020《气凝胶保温隔热涂料系统技术标准》、一项四川省地方标

准DB51/T2975-2022《气凝胶复合保温隔热材料及系统通过技术条件》，国际上也仅有

欧洲EN45545-2《Railwayapplications-Fireprotectionofrailwayvehicles-Part2:

Requirementforfirebehaviourofmaterialsandcomponents》涉及气凝胶的防火阻燃性能。

现阶段，关于气凝胶防火保温装饰一体化板在应用技术标准处于空白阶段。

通过本标准的实施，可规范气凝胶防火保温装饰一体化板的行业发展，并规范利用

市场，特提出本申请，制定气凝胶防火保温装饰一体化板应用技术标准。该标准的制定

对我国防火保温装饰一体化板的行业发展具有重要现实意义，对建筑所用防火保温材料

行业规范、以及产品标准化生产具有重要的指导意义。从而获得良好的环境、经济和社

会效益。

二、标准编制原则及依据

1.按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》要求进行编写。

2.参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可

操作性。

三、项目背景及工作情况

（一）任务来源

根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管理办法》的有关规定，经

中国国际科技促进会标准化工作委员会及相关专家技术审核，批准《气凝胶防火保温装

饰一体化板》团体标准制定计划，计划编号为：CI2023309。本标准由常州大学提出，

中国国际科技促进会归口。

根据计划要求，本标准完成时限为8个月。

（二）标准起草单位

本标准的主要起草单位是常州大学，负责标准文档起草及相关文件的编制等。东南

大学、河北工业大学、中国建筑科学研究院有限公司为主要参与单位，负责标准中重要

技术点的研究和建议，并参与标准内容的讨论。

（三）标准研制过程及相关工作计划

1)征求意见稿编制阶段：

任务下达后，项目承担单位常州大学于2023年9月中旬成立标准编制组。编制组成

员对气凝胶防火保温装饰一体化板的有关内容分别进行了调研。经汇总讨论后，编制组

确定了标准中需要规定的主要技术内容，并于2023年11月上旬完成初稿并发送给各参与

单位征求意见。2023年12月根据在各单位反馈意见基础上，形成了标准征求意见稿并由

中国国际科促会审查，提交全国标准信息平台向全社会公开征求意见。

2)标准评审会阶段：

计划2024年3月底，中国国际科技促进会组织线下专家评审会。项标准编制组组长

详细介绍了标准编制的背景和标准内容。与会委员就该标准的主要技术问题进行了认真

的讨论，并出于提高标准水平的目的，给出了一些建议。建议汇总及编制组答复情况见

附件《标准论证会建议及答复汇总》。

（四）主要试验（或验证）情况分析

1）不同密度等级气凝胶砂浆材料制备及性能评价

气凝胶砂浆由水泥、水、砂、粉煤灰、硅灰、引气剂、减水剂、气凝胶组成，其水

胶比为0.4。采用“体积法”设计制备不同密度等级（500~900kg/m3）的气凝胶砂浆。成型

方法为：先加入胶凝材料、水、外加剂、砂搅拌120s后，再缓慢加入气凝胶搅拌120s，

砂浆成型后倒入模具，并轻微振捣。静置24h后完成拆模，之后将试件进行标准养护28d，

养护环境为：温度20±2℃，湿度98%。气凝胶砂浆的抗压强度、软化系数、抗折强度、

导热系数如图1所示。随着气凝胶砂浆密度的增加，其抗压强度、软化系数、抗折强度、

导热系数均逐渐增加。与500kg/m3的气凝胶砂浆相比，900kg/m3的气凝胶砂浆的抗压强

度增大了1.5倍，软化系数增大了24%，抗折强度增大了1倍，导热系数增大了1.1倍。选

用标准HC曲线进行高温火灾试验，气凝胶砂浆开裂时间以及质量残余率如图2所示。图

2中可以看到，500kg/m3的砂浆在73min时就出现了开裂现象，而900kg/m3的气凝胶砂

浆开裂时间为137min。500、600、700、800、900kg/m3的气凝胶砂浆的质量残余率分

别为78.0%、81.2%、82.9%、83.2%和84.1%。当气凝胶砂浆密度大于800kg/m3时，气凝

胶砂浆具有优异的物理力学性能以及防火性能。

图1气凝胶砂浆抗压强度、软化系数、抗折强度、导热系数随密度的变化关系

图2高温火灾下气凝胶砂浆的开裂时间以及质量残余率

2)气凝胶砂浆在不同火灾环境下的防火性能

采用“体积法”设计气凝胶砂浆配合比，水胶比取0.4，粉煤灰掺量取胶凝材料的20%，

硅灰掺量取胶凝材料的8%，水泥则为胶凝材料的72%。引气剂引入气体体积计1%。制

备得到的气凝胶砂浆抗压强度为3.5MPa，粘结强度为0.36MPa，导热系数为0.167

W/(m·K)，耐水性大于720h，耐湿性大于720h，抗冻性大于15次。试验火灾温度取800、

900、1000、1100、1200°C，试验最高温度持续时间取0.5、1、1.5、2、2.5、3h，升温

速率为30°C/min，降温速率为10°C/min。不同火灾高温与火灾时间下的气凝胶砂浆残余

质量率如图3所示。气凝胶砂浆在800-1100°C的火灾时，质量均随着火灾时间的延长缓

慢下降，说明所制备的气凝胶砂浆在1100°C下具有良好的耐火能力，但当火灾温度超过

1200°C时，气凝胶砂浆耐火能力急剧下降。

图3不同火灾高温与火灾时间下气凝胶砂浆的残余质量率

3）气凝胶砂浆复合混凝土材料制备及性能评价

采用“体积法”设计气凝胶砂浆配合比，气凝胶砂浆密度为700kg/m3，水胶比取0.4，

粉煤灰掺量取胶凝材料的20%，硅灰掺量取胶凝材料的8%，水泥则为胶凝材料的72%。

引气剂引入气体体积计1%。采用C40自密实混凝土作为气凝胶砂浆基底材料。选取6种

气凝胶砂浆涂层厚度（10、20、30、40、50、60mm）进行隧道火灾试验。隧道火灾下

不同厚度气凝胶砂浆复合混凝土界面温度曲线如图4所示。图4中可以看到，当涂层厚度

由10mm提升到20mm后，其防火隔热能力出现了显著的提高，失效时间由94min提升

至127min，当涂层厚度达60mm时，失效时间为270min。10-60mm的气凝胶砂浆均有

良好的防火隔热的能力，并未出现界面温度在短时间内急剧升高的现象。不同厚度气凝

胶砂浆复合混凝土经历2h隧道火灾后的残余抗压强度如图5所示。可以看到，混凝土初

始强度为42.9MPa，在10mm气凝胶砂浆的保护下，2h隧道火灾后SCC的残余抗压强

度退化至原强度的44%，但当气凝胶涂层厚度为20-60mm时，SCC的残余抗压强度基本

未出现退化，进一步证明了气凝胶砂浆复合混凝土在隧道火灾高温下的稳定性。

图4隧道火灾下不同厚度气凝胶砂浆复合混凝土界面温度曲线

图5不同厚度气凝胶砂浆复合混凝土经历2h隧道火灾后的残余抗压强度

4）不同养护条件气凝胶砂浆复合混凝土的防火性能

采用“体积法”设计700kg/m3的气凝胶砂浆，其中骨料（气凝胶+砂）的体积占总体

积的60%，气凝胶体积占骨料体积的80%，水胶比取0.4。采用C40自密实混凝土作为气

凝胶砂浆基底材料。为确保只对气凝胶砂浆面进行隧道火灾模拟试验，自密实混凝土的

未涂层面覆盖上100毫米厚的含锆纤维毯。设计5种养护制度（7d湿养+21d干养、14d

湿养+14d干养、21d湿养+7d干养、28d湿养、28d标准养护），气凝胶砂浆导热

系数及其复合混凝土火灾后的残余抗压强度如图6所示。可以看到，气凝胶砂浆在14d

湿养后，湿养时间越长，导热系数越高，混凝土的残余抗压强度越低。14d湿养下的气

凝胶砂浆导热系数最小，相比28d湿养下降了11%。不同养护温度气凝胶砂浆复合混凝

土隧道火灾界面温度曲线如图7所示。图7中发现，所有气凝胶砂浆复合混凝土均表现出

良好的防火性能，有效地抵抗了2.5h隧道火灾；其中，在50℃养护时界面温度的上升趋

势最缓慢，具有更好的防火隔热性能。

图6气凝胶砂浆导热系数及其复合混凝土火灾后的残余抗压强度

图7不同养护温度气凝胶砂浆复合混凝土隧道火灾界面温度曲线

四、标准制定的基本原则

标准编制过程中，遵循了以下基本原则：

1)标准需要具有行业特点，指标及其对应的分析方法要积极参照采用国家标准和

行业标准。

2)标准能够体现出产品的具有关键共性的技术要素。

3)标准能够为产品的开发、改进指出明确的方向。

4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。

5)要能够结合行业实际情况和产品特点。

6)与相关标准法规协调一致。

7)促进行业健康发展与技术进步。

五、标准主要内容

本标准规定了气凝胶防火保温装饰一体化板的术语和定义、分类、要求、试验方法、

检测规则、标志、包装、贮存和运输。

六、与有关法律法规和强制性标准的关系

遵守和符合相关法律法规和强制性标准要求。规范性引用文件包括：

GB/T14683-2017硅酮和改性硅酮建筑密封胶

GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T308-2013滚动轴承球（系列）

GB8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级

GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法

GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法

GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定

GB/T9265-2009建筑涂料涂层耐碱性的测定

GB/T17