提高XPS擠塑板在保溫工程中適應(yīng)性的探討

楊虎，田耿東，張虎

（中技國(guó)際工程有限公司，湖北 武漢　430071）

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提高XPS擠塑板在保溫工程中適應(yīng)性的探討

楊虎，田耿東，張虎

（中技國(guó)際工程有限公司，湖北 武漢430071）

摘要：針對(duì)擠塑聚苯板（XPS）在保溫工程中適應(yīng)性的不足，通過(guò)分析XPS的力學(xué)、保溫和燃燒等性能特點(diǎn)，旨在找到改善XPS的工程特性的措施，進(jìn)而提高XPS在保溫工程中的安全性和適應(yīng)性，促進(jìn)XPS用作建筑保溫材料的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：XPS；保溫工程；保溫材料；適應(yīng)性

外墻內(nèi)外保溫系統(tǒng)是用于建筑物外墻內(nèi)外側(cè)的附加系統(tǒng)，具有提高結(jié)構(gòu)墻體保溫隔熱效果和保護(hù)原結(jié)構(gòu)墻體，在保證安全的前提下，提高建筑物的能效，改善人們的居住環(huán)境，延長(zhǎng)建筑物使用壽命的作用［1］。

自2015年以來(lái)，武漢市房屋建筑的外墻內(nèi)外保溫材料主要采用擠塑聚苯板（XPS板）和膨脹聚苯板（EPS板）。其原因主要為：第一，擠塑板和膨脹聚苯板優(yōu)異的隔熱保溫性能以及施工方便等特性，能夠滿足人們對(duì)房屋保溫效果的要求；第二，國(guó)內(nèi)擠塑板和膨脹聚苯板生產(chǎn)技術(shù)成熟，使得膨脹聚苯板的強(qiáng)度、保溫性能達(dá)到要求的同時(shí)，生產(chǎn)成本還有所降低，適應(yīng)了市場(chǎng)需求。但是，XPS擠塑板的隔熱性能和抗壓強(qiáng)度優(yōu)于膨脹聚苯板，應(yīng)該更加看重和開(kāi)發(fā)擠塑板在建筑保溫中的應(yīng)用。然而，在一些工程中發(fā)現(xiàn)，擠塑板與粘結(jié)劑的粘結(jié)性較差，破壞經(jīng)常發(fā)生在界面位置；擠塑板的尺寸穩(wěn)定性較膨脹聚苯板差，其保溫系統(tǒng)易開(kāi)裂；一般情況下，擠塑板較膨脹聚苯板阻燃性能差。因此，要想讓擠塑板更好地應(yīng)用于市場(chǎng)，就必須改善其性能，以滿足工程需要［2］。

1　保溫材料的基本要求

作為保溫材料，基本不承擔(dān)承重作用，因此需要滿足以下要求：保溫性能好，即導(dǎo)熱系數(shù)低，自重輕，即密度??；與膠粘劑、抹面膠漿的粘結(jié)強(qiáng)度要高，以保證保溫系統(tǒng)與墻體之間的安全粘結(jié)；對(duì)保溫系統(tǒng)防護(hù)層抗裂性的不利影響較小，即尺寸穩(wěn)定性好、彈性模量低；燃燒性能要達(dá)到一定的防火等級(jí)［3-6］。

2　擠塑板的優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.1優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)GB/T 10801.1—2002《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》和GB/T 10801.2—2002《絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料》可以發(fā)現(xiàn)，XPS板有很多方面的性能都優(yōu)于EPS板：

（1）XPS板導(dǎo)熱系數(shù)較低，一般小于0.030W/（m·K），而EPS板的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.039～0.041W/（m·K），達(dá)到同樣的保溫效果，XPS板可比EPS板更?。?］。

（2）吸水率低，XPS板吸水率一般小于1.5%，EPS板吸水率一般小于4%，在長(zhǎng)期高濕度或浸水條件下，XPS板的保溫隔熱性能更好［7］。

（3）壓縮強(qiáng)度較高。XPS板抗壓強(qiáng)度一般大于150 kPa，EPS板抗壓強(qiáng)度一般大于100 kPa。在容易受到外力沖擊的部位，適合使用XPS板。如果能夠改善XPS板與粘結(jié)砂漿的粘結(jié)性，其使用在外墻保溫系統(tǒng)中會(huì)更加安全［7］。

2.2主要缺點(diǎn)

目前，XPS板存在的問(wèn)題主要有3個(gè)：（1）XPS板與粘結(jié)劑粘結(jié)強(qiáng)度不高；（2）尺寸穩(wěn)定性較差；（3）有些XPS板阻燃性能較差。針對(duì)擠塑板的這3個(gè)不足做了實(shí)驗(yàn)：XPS板粘結(jié)強(qiáng)度、XPS板尺寸穩(wěn)定性、不同導(dǎo)熱系數(shù)的XPS板燃燒性能測(cè)試。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1原材料

EPS板、XPS板、粘結(jié)砂漿、抹面砂漿、塑料錨栓和耐堿網(wǎng)格布，來(lái)源于奧捷科技股份有限公司，EPS板和XPS板的規(guī)格均為1200mm×600mm×30mm，樣品常規(guī)性能均符合GB/T 30595—2014《擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》和GB/T 29906—20133《模塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2XPS板和EPS板與粘結(jié)劑粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試

取3種粘結(jié)砂漿對(duì)1塊EPS板、1塊未經(jīng)界面處理的XPS板和1塊經(jīng)過(guò)界面處理的XPS板進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試。測(cè)試方法參考GB/T30595—2014和GB/T29906—201，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　XPS板、EPS板與粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度　MPa

由表1可見(jiàn)，未經(jīng)處理的EPS板和XPS板的拉拔粘結(jié)強(qiáng)度雖然都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，但都不大。另外，EPS板的破壞處基本發(fā)生在EPS板內(nèi)，而XPS板的破壞常發(fā)生在界面上或接近界面的位置。在對(duì)XPS作界面處理后，粘結(jié)性大大改善，其拉拔粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于EPS板和未經(jīng)處理的XPS板。EPS板的粘結(jié)性較好，其破壞主要是自身強(qiáng)度較低。XPS板經(jīng)界面處理后，粘結(jié)性能大大提高。因此，只要有效地改善XPS界面，XPS與粘結(jié)劑粘結(jié)性差的問(wèn)題可以得到改善。

3.3XPS板和EPS板的尺寸穩(wěn)定性

取3種EPS板和3種XPS板進(jìn)行尺寸穩(wěn)定性檢測(cè)，6塊保溫板的初始尺寸都為1200mm×600mm×30mm。每種板分為3種條件：（1）不做任何處理，即“無(wú)約束”狀態(tài)，在環(huán)境中讓其自由變形；（2）用常規(guī)的點(diǎn)框粘結(jié)法將板材固定在混凝土墻體上，板材表面不做任何處理，即“單面約束”狀態(tài)；（3）用點(diǎn)框粘結(jié)法將保溫板粘結(jié)在墻體上，然后在板外表面抹1層抹面砂漿，再用錨栓和玻纖網(wǎng)固定，最后抹1層抹面砂漿，抹面砂漿厚度3～5mm，即“雙面約束”狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件為，板材先經(jīng)過(guò)5次熱-冷循環(huán)（升溫至50℃，保持8h，再降溫至-20℃，凍16 h，為1次循環(huán)），再在常溫環(huán)境下放置28 d，測(cè)試其前后尺寸變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　EPS板和XPS板的尺寸變化率　mm/m

由表2表明，3種EPS板的尺寸變化率都較小，3種XPS板的尺寸變化率比EPS板的大些，但是在經(jīng)過(guò)約束處理后，XPS板和EPS板的尺寸變化率差距開(kāi)始縮小，基本接近。這說(shuō)明，在正確的施工方法和良好的養(yǎng)護(hù)條件下，XPS板的尺寸變化可以得到緩解。另外，有文獻(xiàn)［2］表明，XPS板的彈性模量小于20MPa，遠(yuǎn)小于聚合物水泥砂漿的彈性模量（13000～20 000 MPa）。因此，在正常的施工條件下，XPS板的尺寸變形問(wèn)題也可以得到控制。

3.4不同導(dǎo)熱系數(shù)XPS板的燃燒性能

取4塊不同導(dǎo)熱系數(shù)的XPS板作B1級(jí)燃燒實(shí)驗(yàn)，其樣品的阻燃劑成分都主要是七溴十二烷。XPS板編號(hào)為A、B、C、D，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　不同導(dǎo)熱系數(shù)XPS板的燃燒性能

由表3可見(jiàn)，不同導(dǎo)熱系數(shù)的擠塑板燃燒性能有一定差異。這可能跟阻燃劑有關(guān)，阻燃劑的加入可能會(huì)影響板材的導(dǎo)熱性能［8］。因此，在擠塑板的生產(chǎn)過(guò)程中，在保證其保溫性的

同時(shí)，應(yīng)該考慮燃燒性能。但總體來(lái)說(shuō)，在保證擠塑板燃燒等級(jí)達(dá)到B1級(jí)時(shí)，擠塑板的保溫性能也能達(dá)到使用要求。

4　結(jié)　論

（1）XPS板用作保溫材料，其保溫性能和抗壓強(qiáng)度等性能優(yōu)于EPS板。

（2）XPS板與粘結(jié)劑的粘結(jié)性能較差，但是通過(guò)適當(dāng)?shù)慕缑嫣幚?，可提高其粘結(jié)性能，更安全地應(yīng)用于建筑保溫工程。

（3）XPS板的尺寸穩(wěn)定性較EPS板差，但是在正常的施工條件和良好的養(yǎng)護(hù)條件下，XPS板的尺寸變形會(huì)減小，不會(huì)對(duì)整個(gè)保溫系統(tǒng)造成不利影響。

（4）在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該兼顧XPS板的阻燃性能和導(dǎo)熱系數(shù)，滿足保溫效果的同時(shí)，兼顧了阻燃性能，XPS板就能較安全地應(yīng)用于工程。

通過(guò)改善XPS板的界面，采取優(yōu)異的施工方案和養(yǎng)護(hù)方法，兼顧好導(dǎo)熱系數(shù)和燃燒性能，XPS板在保溫工程的適應(yīng)性會(huì)大大提高，XPS板的應(yīng)用前景會(huì)更加廣闊。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TU55+1.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-702X（2016）05-0111-02

收稿日期：2016-01-14；

修訂日期：2016-02-29

作者簡(jiǎn)介：楊虎，男，1986年生，湖北孝感人，碩士，助理工程師。

Discussion on improving adaptability of XPS extruded plastic board in insulation work

YANG Hu，TIAN Gengdong，ZHANG Hu
（CNTIC International Contracting&Engineering Co.Ltd.，Wuhan 430071，China）

Abstract：For deficiencies of XPS of adaptability in insulation work，the aim is to find some measures for improving the engineering properties of XPS by analyzing mechanics，insulation and combustion performance of XPS.Then the security and adaptability of XPS in insulation work will be improved，and app lication of XPS as insulation material will be more extensive.

Keywords：XPS，insulation work，insulation material，adaptability