關于建筑外墻保溫材料和施工技術選擇的探討

1、2010年 8 月 S ichuan Buil ding M ater i als2010年 第 4期 第 36卷 總第 156期關于建筑外墻保溫材料和施工技術選擇的探討孫瑞慶(河南省第一建筑工程集團有限責任公司 , 河南 鄭州 450000摘 要 :本文 就當前 我國 常用的 外墻 保溫 技術及 節(jié)能 材料加以論述 。 在大力推廣外墻保 溫技術的 同時 , 要加強新 型節(jié)能材料的開發(fā)和 利用 , 從而使建筑節(jié)能真正得以實施 。 關鍵詞 :建筑外墻 ; 保溫材料 ; 建筑節(jié)能 ; 施工技術 中圖分類號 :TU 55+1文獻標識碼 :B文章編號 :1672-4011(2010 04-0008-0

2、20 前 言在建筑中 , 外 圍護結 構的 熱損耗 較大 , 所以 建筑 墻體 節(jié)能技術的發(fā)展 是建 筑節(jié)能 技術 的一個 最重 要的 環(huán)節(jié) , 發(fā) 展外墻保溫 技術 及 節(jié)能 材料 是 建筑 節(jié)能 的 主要 實 現(xiàn)方 式。 作為外墻保溫系 統(tǒng)的 主要組 成部 分 , 保溫 材料 的隔熱 保溫 性能、施工性 能、材質 特性等 綜合 性能 , 決 定整 個系 統(tǒng)的 應用效果 , 施工技術的選擇決 定著整個系統(tǒng)的成敗。1 保溫材料選擇應注意的問題(1 無機隔熱保溫 材料和 有機絕熱 保溫 材料。在 北美 大部分地區(qū)和歐 洲一 些國家 , 無機礦 物巖 棉在 建筑物 外圍 護結構中的使用 率非 常大

3、。有 人認為 此類 無機 材料完 全可 以在國內 大量 推 廣使 用 , 但 事實 上 在國 內墻 體 保溫 市 場 , 有機材料仍然占據(jù)市 場主角。(2 保溫材料材質阻 燃性的 要求和 提高阻 燃性的 實施 方法。無機保溫 材料 阻燃性 一般 較優(yōu)良 , 有機材 料可 以通 過與無機材料復合 使用或 在生 產(chǎn)過程 中添 加阻 燃劑來 提高 防火能力。如保溫漿料就是應 用了有機、無 機的復合 技術 ; 聚氨酯類材料可 以通 過使用 阻燃、難 燃級 聚醚 多元醇 或添 加阻燃劑來 有效控 制氧 指數(shù) , 提 高材料 的防 火能 力 ; 聚苯 乙烯類發(fā)泡板材須 進一步 提高 材料的 阻燃 性能 和

4、研發(fā) 出相 關的阻燃技術 , 才能較好地解 決整個系統(tǒng)的防火性能。 (3 保溫層材質熱 熔點問 題。在保溫 隔熱 材料的 應用 中 , 熱熔性材料在未接近燃燒 點以前很快就 可以達到 熔點 , 材料會出現(xiàn)因受 熱從 固態(tài)向 液態(tài) 轉化 , 造 成墻 體保溫 系統(tǒng) 出現(xiàn)隔熔垮 塌。因此 在選擇 保溫 材料時 , 務必要 考慮 材料 的熱熔性問題。(4 有 (無 空 腔外墻外保溫系統(tǒng)。有 (無 空 腔是目前 推廣聚苯板薄抹灰 外墻外 保溫 系統(tǒng)和 膠粉 聚苯 顆粒外 墻外 保溫系統(tǒng)之間較具 有爭議 的 , 有些 將有 (無 空腔歸結 為是 點黏工藝還是滿 黏工 藝。聚苯 板薄抹 灰外 墻外 保溫系

5、 統(tǒng)多 以點黏式粘 貼 , 保溫 板材和 基層 墻面容 易形 成空 腔 , 而膠 粉聚苯顆粒外墻外保 溫系統(tǒng) (另外還有現(xiàn)場噴涂發(fā) 泡聚氨酯 外墻外保溫系統(tǒng)等 基本 上與建 筑物主 墻體 實現(xiàn)全 部滿 黏 , 保溫層和墻 體之間 無接 縫 , 也無 空腔。有 人認為 有空 腔做 法在市場上 的應用 量大 面廣 , 就 是成熟 的技 術系 統(tǒng) , 但對 無空腔的做法業(yè)界專 家也十分肯定并認同。(5 材料導熱系數(shù) 的比較。優(yōu) 良的導 熱系 數(shù)確定 了材 料自身的隔 熱保 溫 性能 和在 保 溫墻 體中 的 使用 量 和厚 度。 , 墻 加 , 而超過一定厚 度的保 溫層 會對墻 體保 溫系 統(tǒng)的承

6、 重能 力產(chǎn)生影 響。因 此 , 最 有 效的 辦法 就 是采 用 導 熱系 數(shù) 低、 高效隔熱型的保溫材料 。2 黏結砂漿和抹面砂漿使用添加劑的選擇板材黏結砂 漿和抹 面砂 漿中添 加膠 體乳液 、可再 分散 乳膠粉以 及各 類 纖維 素醚 , 可有 效 增加 砂漿 的 黏結 強 度、 抗沖擊強度等性 能 , 同時 還能 有效控 制系 統(tǒng)的 吸水量 和提 供更好的施工方法 , 對提高砂漿 的剛性度起到一定的作用。 (1 天然橡膠膠乳 和氯丁膠 乳。天然 橡膠 膠乳和 氯丁 膠乳造價都 較高 , 使 用程序 也比 較復雜 , 其中天 然橡 膠膠 乳來源有限 , 氯丁膠乳在調配不 當時會出現(xiàn)破乳

7、導致浪費。 (2 添加乙烯 單體 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 單體 共聚。當 乳液添 加到 水泥 砂漿 中 , 由 于乙烯分子鏈上 存在 柔性鏈 段 , 在滿 足黏 結要 求的同 時提 供一定的柔性。(3 VAE 可再分散乳膠 粉和干 拌砂漿 的研究。 國外通 過對改性 VAE 乳液霧化干燥后制成不同規(guī)格的 VA E 可再分 散乳膠粉用在干 拌砂 漿中。目 前推廣 的聚 苯板 薄抹灰 外墻 外保溫系統(tǒng)中多 用于 保溫黏 結砂 漿和抹 面砂 漿 , 不同 摻量 的 VA E 乳膠

8、粉對砂漿黏結強度和系 統(tǒng)抗沖擊 性能有 不同的 影響 , 摻加適量的柔性 VA E 乳膠粉 可以使系 統(tǒng)獲得 極佳的 抗沖擊強度 , 如在膠 黏劑和 抹面砂 漿中摻 量為 2 5%3%時 , 系統(tǒng)可獲得 優(yōu)異 的黏結 強度 和抗沖 擊強 度。根據(jù) 對黏 結界面分析 , 聚合 物砂漿 與聚 苯板的 黏結 力主 要來自 兩個 方面 :一是界面處 聚合物 砂漿 嵌入聚 苯板 表面 縫隙后 產(chǎn)生 的機械咬合力 ; 二 是界面 處聚 合物膜 對聚 苯板 砂漿 界面 處的收縮裂縫進行 橋連產(chǎn) 生的結 合力。當摻 量大于 3%時 , 干態(tài)黏結強度和耐水黏 結強度幾乎沒有增加。(4 各類纖維素醚 的應用。一

9、些專用 的砂 漿黏結 劑和 現(xiàn)有大部分 使用的 保溫 黏結劑、 抹面砂 漿、膩子 等材 料中 都添加了一 定量 的纖 維素醚 , 主 要用 于增 稠、膠凝 化、乳 化、懸浮、穩(wěn)定分散、保 水、黏 結 性、抗 滑移 以及 和 易性 要求。根據(jù)不同 的用 途 , 應針 對不同 狀況 對纖維 素醚 的品 種特異性和黏度要求、耐鹽析成 膜特性區(qū)分使用。3 保溫砂漿增強材料的選擇(1 有機膠黏劑。目 前 , 市場上 保溫 砂漿 中采用 的有 增強乳液、可再 分散 乳膠粉、 纖維素 醚等 有機膠 黏劑 作膠 凝增強材料。(2 玻璃纖維增強 技術。常用 的玻璃 纖維 根據(jù)生 產(chǎn)方 法一般分為中堿 玻璃 纖維

10、和 無堿 玻璃纖 維 , 兩 種玻璃 纖維 都不宜用于 水泥砂 漿。針對 水泥 中的使 用要 求 , 近年 來國 內外相繼研發(fā) 出 了含 鋯量 為 15%左右 的耐 堿型 玻璃 纖 維 , 廣泛用于 GR C 板 (玻璃 纖維 增強 水泥 板 和外 墻外 保 溫系 格布82010年 第 4期 第 36卷 總第 156 期 S ichuan Buil ding M ater i als2010年 8月堿玻璃纖維網(wǎng)格布。含鋯耐堿 玻璃纖維不能 直接編布 使用 , 需做塑覆層處理。(3 專用砂漿、混凝 土增強 化學纖 維的 三維 增強。專 用強綸纖維的單絲 分散性 能與 通過界 面劑 集絲 成束的

11、玻璃 纖維不同 , 新型的 砂漿水 泥混 凝土三 維網(wǎng) 狀分 散結構 的纖 維增強解決了網(wǎng) 格布 的網(wǎng)眼 分隔。纖 維以 單絲 分散且 強度 高、有效使用 程度提 高、使用 量大 大下降 、絲體 彈性 好等 優(yōu)點 , 成為替代外 墻外保 溫玻 璃纖維 增強 網(wǎng)格 布的一 種較 為理想的材料。(4 木質纖維素粉 狀添加 劑增強處 理。木 漿經(jīng)處 理制 成的木質纖維粉 狀劑 具有一 定的 柔韌強 度、分 散性和 化學 惰性 , 添加 到乳 液砂 漿 干粉 料中 的 比例 約 0 3%0 5%, 可以增強產(chǎn)品的穩(wěn)定 性、抗開裂、拉收縮 、延長操作時 間、 提高觸變性 及抗 流掛 等性能 , 是保溫

12、砂漿、外 墻膩 子、干 粉砂漿普遍使用的增 強材料。(5 微泡對砂漿強 度的影 響和消泡 劑的 選擇。當 水泥 砂石等建筑 骨料與 水混 合時 , 或 干粉料、 乳液與 水攪 拌時 經(jīng)常夾雜或產(chǎn)生 氣體 , 氣 體不 僅會在 制品 表面 形成彈 性和 針孔外觀 , 更重 要 的是 影響 制 品的 強 度 , 留 下 質量 隱 患。 采用必要的消泡劑 對建筑 施工 或生產(chǎn) 過程 中產(chǎn) 生的微 泡進 行脫泡處理 , 使 產(chǎn)品 具有一 定的 持久性 和剪 切穩(wěn) 定性 , 增 加抗沖擊強度。4 外墻保溫系統(tǒng)施工技術(1 外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能 技術。 外保溫技術不僅 適用 于新建 的結

13、 構工程 , 也適 用于舊 樓改 造 , 適用于范 圍廣 , 技 術含量 高。外保 溫材 料包 在主 體結 構的外側 , 能 夠保護 主體 結構 , 延 長建筑 物的 壽命 , 有效 減少了建筑 結構的 熱橋 效應 , 增 加建筑 的有 效空 間 , 同時 消除了冷凝 , 提高了居住的舒 適度。(2 外掛式保溫。外 掛的 保溫 材 料有 巖 (礦 棉、 玻璃 棉氈、 聚苯乙烯泡沫板 (簡稱聚苯 板 , EPS 、 XPS 、 陶 ?；炷?復合聚苯仿 石裝飾 保溫 板、鋼絲 網(wǎng)架夾 芯墻 板等。其 中聚 苯板因具有優(yōu)良 的物 理性能 和廉 價的成 本 , 已 經(jīng)在全 世界 范圍內的外墻保 溫外

14、 掛技術 中被 廣泛應 用。該 外掛技 術是 采用黏接砂漿或 者是 專用的 固定 件將保 溫材 料貼、掛 在外 墻上 , 然后抹抗裂砂漿 , 壓入玻 璃纖維網(wǎng)格 布形成保 護層 , 最后加做裝飾面。 還有一 種做 法是用 專用 的固 定件將 不易 吸水的各種保溫板固定在外 墻上 , 然后將 鋁板、天然 石材、 彩色玻璃 等外 掛 在預 先 制作 的龍 骨 上 , 直接 形 成裝 飾 面。 例如由貝聿銘先生 設計的 中國 銀行總 行辦 公樓 的外保 溫就 是采用的這種設計。(3 聚苯板與墻體 一次澆 注成型。該 技術 是在混 凝土 框 剪體系中將 聚苯板 內置 于建筑 模板 內 , 在即 將澆

15、注的 墻體外側 , 然后 澆注 混凝土 , 混凝土 與聚 苯板一 次澆 注成 型為復合 墻體 。該技 術 解決 了外 掛 式外 保溫 的 主要 問 題 , 其優(yōu)勢是很 明顯的。 由于外 墻主 體與保 溫層 一次 成活 , 工 效提高 , 工期大大縮短 , 且施工 人員的安全 性得到了 保證。 而且在冬季 施工時 , 聚苯板 起保 溫的作 用 , 可減 少外 圍圍 護保溫措 施。但 在 澆注 混凝 土 時要 注 意均 勻、 連續(xù) 澆 注 , 否則由于混凝土側 壓力的 影響 會造成 聚苯 板在 拆模后 出現(xiàn) 變形和錯茬 , 影響后序施工。其中內置的 聚苯板 可以 是雙面 鋼絲 網(wǎng)的 , 也 可以

16、是單 , 主 依靠內側鋼絲網(wǎng)架 與墻體 外側 配筋相 綁扎 及混 凝土與 聚苯 板的黏接力 , 其結合 性能 良好 , 具 有較高 的安 全度。 單面 鋼絲網(wǎng)聚苯板與 混凝 土的連 接 , 主要 依靠 混凝 土與聚 苯板 的黏接力以及斜插鋼筋 、 L 型鋼 等與混凝 土墻體 的錨固 力 , 結合性能也 較好。與 雙鋼絲 網(wǎng)相 比較 , 單 面鋼絲 網(wǎng)技 術因 取消了內側鋼絲 網(wǎng)和 安裝保 溫板 前的板 外側 抹灰 , 節(jié) 省了 工時和材料 , 其造價可降低 10%左右。但這兩種做 法都 采用了 鋼絲 網(wǎng)架 , 造 價較 高 , 且 鋼材 是熱的良導體 , 直接傳熱 , 會降低墻體的 保溫效果。

17、對于混凝土與 無網(wǎng)架 聚苯 板一次 成型 復合 墻體試 驗研 究結果表明 , 在 混凝 土中水 泥漿 量合適 的條 件下 , 直 接利 用混凝土作 為黏接 劑來 粘貼聚 苯板 , 是 完全 可能的 。在對 聚苯板的背面進 行處 理之后 , 其與混 凝土 的黏 接力進 一步 提高 (其 平均粘 接強度 可以達到 0 07M P a , 而 且破壞 均發(fā)生 在聚苯板內 。此技術取 消了 鋼絲 網(wǎng)架 , 其 保溫性 能提 高 , 而且板的成本再次降低 。在經(jīng)過 對其長期耐 久性論證之 后 , 工程中可以推廣使用。(4 聚苯顆粒保溫 料漿外墻 保溫。將 廢棄 的聚苯 乙烯 塑料 (簡稱為 EPS 加

18、工破 碎 成為 0 5mm 4mm 的 顆 粒 , 作為輕集料 來配制 保溫 砂漿。該 技術包 含保 溫層、抗 裂防 護層和抗?jié)B保護面 層 (或 是面 層 防滲 抗裂 二 合一 砂漿 層 。 其中 ZL 膠粉聚苯顆粒 保溫 材料及 技術 在 1998年就被 建設 部列為國家級工 法。這種 工法 是目前 仍被 廣泛 認可的 外墻 保溫技術。該 施工技 術簡 便 , 可以 減少勞 動強 度 , 提 高工 作效率 , 不受結 構質 量差異 的影 響 , 對有 缺陷的 墻體 施工 時墻面不需 修補找 平 , 直接 用保 溫料漿 找補 即可 , 避 免了 別的保溫施工技 術因 找平抹 灰過 厚而脫 落的 現(xiàn)象。同 時該 技術解決了外墻保 溫工程 中因 使用條 件惡 劣造 成界面 層易 脫黏空鼓、面層 易開 裂等問 題 , 從而 實現(xiàn) 外墻外 保溫 技術 的重要突破。(5 保溫夾層。將墻 體做成 夾層的 保溫 方法 , 把 珍珠 巖、木屑、礦棉、玻璃棉、 聚苯 乙 烯泡 沫塑 料、聚 氨 酯泡 沫塑料 (也可以現(xiàn)場發(fā)泡 等隔 熱性能 良好的 材料填 入夾層