建筑材料学职称范文建筑外墙外保温材料发展现

　　摘要：本文对不同的外墙外保温材料的研究与应用现状进行了阐述。无机保温材料具有优良的防火性能，是未来防火材料的一个重要发展方向。有机保温材料，虽然存在防火缺陷，但其保温系统施工方便，性价比高，应加强其保温系统的研发。文章同时提出重视建筑系统防火，而不是单纯看保温材料的燃烧性能等级。

　　关键词：外墙外保温材料,外墙保温系统,防火,系统防火

　　当前，建筑师在选择外墙外保温材料时，常感觉国内建筑外墙外保温行业呈现比较混乱的状况，一是市场上没有成熟可靠的A级保温材料可以使用，二是合格的A级保温材料的产能严重不足，无法满足房屋建设和开发的需要。这让他们在选材时变得左右为难。同时，建筑节能又是我国建筑业面临的一个重要课题，建筑外保温防火也形势严峻。因此，对我国现有保温材料发展现状进行梳理，根据市场需求开发A级不燃保温材料，并对部分阻燃性能指标尚不能完全满足建筑防火安全需要的B1级材料，加强其相应的外保温系统的研发和应用，都具有重要的现实意义。

　　一、我国外墙外保温材料发展现状

　　建筑外墙外保温材料分类方法多种多样，按材质可分为无机保温材料和有机保温材料，不同的材料具有不同的优缺点。

　　1、无机外墙保温材料

　　1.1岩棉

　　岩棉是以玄武岩、辉绿岩为主要原料，外加一定数量的辅助料，经过高温熔融离心吹制成纤维状的松散材料。具有良好的绝热、隔冷、吸声及稳定的化学性能，有不燃、憎水率高、吸湿率低等特点。岩棉作为A级不燃材料，导热系数在0.040W/(m﹒K)左右。但岩棉板抗拉强度低，国内多数产品质量离散性大，不符合外保温要求。岩棉制品长期处于高温高湿环境下时，本身强度会有明显下降。当外保温系统做在含有施工水分的外墙上时，保温材料在墙体干燥阶段含湿量会增大，如果高温同时出现，就可能影响保温材料的耐久性。另外，岩棉粉尘对施工人员健康也有影响。

　　1.2玻璃棉

　　玻璃棉以石英粉、长石粉、方解石粉、纯碱、硼砂为原料，由离心抽丝工艺生产的多孔结构材料，具有密度小、导热系数低、吸声性能好、吸湿率低、耐腐蚀等特点，是一种优良的绝热、吸声、过滤材料，防火等级为A级，导热系数在0.038W/(m﹒K)左右。目前，我国规模化应用与开发玻璃棉产品不足，产品品种规格只有几十种，应用范围很窄。同国际80%以上应用于建筑领域相比，国内玻璃棉在建筑领域的应用量差距较大。

　　1.3膨胀珍珠岩

　　膨胀珍珠岩是将天然珍珠岩矿石，经过破碎筛选、高温煅烧，使其体积急剧膨胀制得的多孔白色颗粒状物质，导热系数0.028—0.048W/(m﹒K)，具有质量轻、无毒害、隔热性能好、不燃等优良的物理化学性能及使用成本低廉的特点。但在墙体温度变化时，易因吸水膨胀产生鼓泡、开裂现象，降低材料的保温性能。另外，由于该材料多出于珍珠岩与水泥结合体，存在难以解决的强度与导热系数之间的矛盾，这些给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。现阶段，国内膨胀玻化珍珠岩均采用电膨胀炉生产，由于存在产量低、生产成本和产品售价高等问题，很难解决建筑市场目前的供需矛盾。

　　1.4硅酸钙

　　硅酸钙保温材料是一种以水化为主要成分并掺以增强纤维的保温材料，具有体积密度小，耐高温和强度大的特点。导热系数0.055—0.062W/(m﹒K)，我国生产硅酸钙绝热材料原料丰富，但我国硅酸钙制品易出现破损率高、回收率低，吸水率高等缺点。

　　1.5膨胀玻化微珠

　　膨胀玻化微珠是一种酸性玻璃质熔岩矿物质，经过特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔、表面玻化封闭，呈球状体细径颗粒，具有优异的绝热、防火、吸声性能，是一种高性能的新型无机轻质绝热材料。导热系数0.028—0.048W/(m﹒K)，同样，由于存在产量低、生产成本和产品售价高及施工复杂等问题，该产品很难解决建筑市场目前的供需矛盾。

　　无机保温材料主要由天然矿物构成，此类材料属于不燃性材料，自身不存在防火安全性问题，是未来防火材料的一个重要发展方向。但是，普遍存在强度低、整体性差、吸水率高、冻融性差等问题，且制备工艺复杂，生产成本较高。因此，为利用无机保温材料的优良防火性能，尚需对其进一步地探索与研究。

　　2、有机外墙保温材料

　　2.1模塑聚苯乙烯泡沫塑料板

　　模塑聚苯(EPS)板是以含有挥发性液体发泡剂的可发膨胀性聚苯乙烯颗粒为原料，经加热发泡后，在磨具中加压成型的具有微细闭孔结构的泡沫塑料板材，化学性能稳定，不降解，使用耐久性好。导热系数长期稳定，不随时间改变。密度为18—22kg/m3时，导热系数一般不大于0.038W/(m﹒K)，抗拉强度高。由于生产使用中不散发CFCs和HCFCs，不含营养物质，不会滋生霉菌和微生物，施工和使用过程中对人体健康无害，可循环利用。目前，国内关于EPS的研究主要集中在通过添加阻燃剂纳米化工艺处理、设计聚合物的分子质量、选择特定比例组成的发泡剂及筛选具有调节聚合物分子间作用力的添加剂，将EPS的防火等级提高到B1级。掺加石墨的灰色EPS板可降低红外线辐射传热，导热系数≤0.032W/(m﹒K)，燃烧性能级别B1级。

　　EPS薄抹灰外墙外保温系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统。具有优越的保温隔热性能、良好的防水性能及抗风压、抗冲击性能，能有效解决墙体的龟裂和渗漏水问题，构造简单可靠。改变EPS板的厚度，即可满足各地区节能要求，性价比最高。防护层维修简便，正常维修后可与建筑物同寿命。是保温节能建筑设计和建筑施工单位常用的隔热体系。

　　2.2挤塑聚苯乙烯泡沫板

　　挤塑聚苯乙烯泡沫板简称挤塑板(XPS板)。是以聚苯乙烯(PS)树脂为原料的连续性闭孔发泡的硬质泡沫塑料板，具有高抗压、吸水率低、防潮、不透气、质轻、耐腐蚀、导热系数低等优异性能。与EPS聚苯乙烯泡沫塑料板相比，其强度、保温、抗水汽渗透性能有较大提高。XPS板导热系数一般在0.030W/(m﹒K)上下，低于EPS板，但会随时间而增大。生产XPS泡沫常用的发泡剂主要为HCFC222和HCFC2142b，这两种发泡剂是消耗臭氧层的物质，同时也是很强的温室气体，因此，XPS泡沫行业面临着巨大的环保压力。

　　XPS板与EPS板外保温系统的构造相同。XPS板不易粘贴，粘结XPS板及做抹面层前，需先在XPS板表面涂界面剂。尺寸稳定性不如EPS板。工程中开裂、空鼓、甚至脱落情况并不鲜见。

　　2.3聚氨酯

　　硬泡聚氨酯(PUR)是一种非常优秀的隔热保温材料，具有质量轻、热导率低、耐热性好、耐老化、容易与基材粘结、燃烧不产生熔滴的优异性能。

　　聚氨酯板密度宜大于35kg/m3，导热系数一般在0.024W/(m﹒K)上下。在常用绝热材料中导热系数是最低的，但会随时间而增大。硬泡聚氨酯板产品性能与配方和生产工艺关系很大，因而产品质量差异性大。硬泡聚氨酯板与EPS板外保温系统的构造相同。用胶粘剂将聚氨酯板粘结在外墙上，聚氨酯板表面做玻纤网增强薄抹面层和饰面涂层。这种系统用于低能耗建筑和要求节能率较高的建筑时具有一定的优势。

　　2.4酚醛泡沫板

　　酚醛泡沫板(PF)被誉为保温之王，其作为建筑节能保温材料，具有导热系数低、保温隔热效果好、不然防火、防水透气、粘接性良好、刚性大、抗剥离强度高及化学稳定性好，无毒、无味、无害等优点。酚醛板作为建筑外墙保温材料，已在国外广泛投入使用，但目前我国在民用建筑中应用并不很多。

　　有机保温材料具有质轻、导热系数低，但这些材料的防火安全性较差。随着“系统防火”的提出，认为建筑的保温防火，不单单必须满足“材料防火”，而是着眼整个外墙外保温系统，着眼整个系统的防火性能可与A级不燃材料外墙外保温“等效”。因此，加强有机材料相应的外保温系统构造的研发和应用是十分必要的。实践证明，我国20年来大量使用中的外保温系统建筑，发生火灾的工程屈指可数，由此造成的损失也是很轻微的。

　　二、建筑防火的基本理念

　　建筑防火的基本理念首先是尽可能地预防火灾的发生，其次是当意外火灾发生时，建筑物内的人员应有相对充足的时间得到疏散或解救，且应尽可能避免因火焰的蔓延而导致不应有的财产损失。为实现上述理念，各国政府都制定了相应的国家标准来规范建筑物的设计和建造，以保证一旦火灾发生时：建筑物的承重结构在一定的时间内，不会因火焰的作用失去承载能力或稳定性，保证建筑物在一定的时间段内不倒塌，建筑物内人员可以及时地通过合理的安全出口和通道疏散，火灾中产生的烟气能及时排除，不进入逃生通道，以及消防和救护人员亦可通过此通道有效地实施灭火和救援，避免造成人员伤亡等等。

　　因此，建筑防火要从建筑构造防火的角度来分析系统的防火性能，重视建筑系统防火，而不是单纯看保温材料的燃烧性能等级。同时要重视施工现场的安全管理，从目前国内发生的火灾看，施工期间发生的火灾占90%以上。建筑物使用过程的防火与施工过程的防火是两个不同范畴的概念，应区别对待。不能把建筑物外墙保温材料因工地防火管理不善造成的火灾完全归咎于使用了可燃的保温材料，应科学分析，从保温材料的选用、建筑系统防火构造、现场施工管理等多方面加强监管，以确保施工过程中的防火安全。

　　结语：

　　1、不同的外墙外保温材料，其性能也各有优势与缺陷。

　　2、无机保温材料具有优异的防火性能，是未来防火材料的一个重要发展方向，但普遍存在强度低、吸水率高、冻融性差、生产工艺复杂、成本较高等问题，需要对其进一步探索与研究。

　　3、有机保温材料，虽然存在一些防火缺陷，但其外保温系统实践证明技术成熟，施工方便，性价比高，应加强其外保温系统的研发。

　　4、应从建筑构造防火的角度来分析系统的防火性能，重视建筑系统防火，而不是单纯看保温材料的燃烧性能等级。