張 帥 朱俊建 趙晟博 耿震崗

(1.山西中色十二冶新材料有限公司，山西 太原 030041； 2.山西省建筑科學(xué)研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

JGJ 26—2018嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和DBJ 04/242—2019居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均已實(shí)施。這標(biāo)志著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入了第四階段，按建筑節(jié)能規(guī)劃要求和發(fā)展趨勢(shì)，節(jié)能目標(biāo)還會(huì)持續(xù)提高。這也意味著建筑節(jié)能的決定性指標(biāo)即外墻傳熱系數(shù)限值又有降低，而在現(xiàn)有保溫材料絕熱性能沒有大的改變的情況下，只能通過大幅度增加保溫層的厚度來滿足節(jié)能新要求，這也對(duì)外墻保溫系統(tǒng)提出了新課題。

早期引進(jìn)推廣的建筑外墻保溫系統(tǒng)EPS或XPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)由于多種原因造成的面層開裂、保溫板脫落、點(diǎn)粘施工形成的保溫板厚空腔結(jié)構(gòu)在遇火燃燒時(shí)的煙筒效應(yīng)等缺陷，以及為防火而興起的巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，由于巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)大致使保溫層需要更厚、密度大使系統(tǒng)自重更重、垂直于板面的抗拉強(qiáng)度也低等缺點(diǎn)，致使這些系統(tǒng)被認(rèn)為存在結(jié)構(gòu)安全性、防火安全性及耐久性等方面的不足，保溫與結(jié)構(gòu)不能同壽命。

因此，近年興起的保溫與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫技術(shù)被鼓勵(lì)推薦，并在以山東為代表的一些省份得到了較好的推廣應(yīng)用，隨著GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的實(shí)施，為迎合該規(guī)范第6.7.3條的規(guī)定，將已經(jīng)推廣應(yīng)用多年的免拆保溫模板現(xiàn)澆混凝土墻體復(fù)合保溫技術(shù)要求做了簡單變更，即采用夾芯墻保溫系統(tǒng)，芯材采用XPS等燃燒性能為B級(jí)的絕熱板材，要求外側(cè)的燃燒性能為A級(jí)的防護(hù)層的厚度達(dá)到50 mm(預(yù)制30 mm、找平20 mm)，并且有些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外側(cè)20 mm的找平抹面砂漿未作詳細(xì)規(guī)定，新的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后板厚增幅大，應(yīng)減輕外側(cè)防護(hù)層的自重。因此，本研究針對(duì)現(xiàn)有保模一體板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)研究，小分倉A級(jí)防火保模板(簡稱ARS保模板)及其應(yīng)用技術(shù)要求不僅能滿足現(xiàn)行節(jié)能75%標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)能滿足超低能耗標(biāo)準(zhǔn)要求，做到保模板免拆、保溫與結(jié)構(gòu)同壽命。

1 ARS保模板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ARS保模板的設(shè)計(jì)理念為以A級(jí)不燃無機(jī)保溫材料為防火阻隔，通過計(jì)算調(diào)整單倉體積，控制倉內(nèi)有機(jī)保溫材料的質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到控制單體燃燒熱值，使倉內(nèi)溫度達(dá)不到或在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)不到燃燒條件，滿足系統(tǒng)防火要求。

ARS保模板是以性價(jià)比優(yōu)異的有機(jī)泡沫塑料為保溫層，A級(jí)無機(jī)保溫材料為分倉材料，聚合物砂漿為增強(qiáng)覆面材料，系統(tǒng)完成后六面分倉包覆，使系統(tǒng)達(dá)到A級(jí)防火。通過試驗(yàn)及軟件計(jì)算優(yōu)化組合成標(biāo)準(zhǔn)板型，為簡化計(jì)算，其熱工性能以標(biāo)稱導(dǎo)熱或當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)表示。

2 ARS保模板原材料技術(shù)要求

ARS保模板原料主要包括有機(jī)保溫材料、無機(jī)保溫材料、界面砂漿、保溫砂漿、抗裂砂漿等。

2.1 有機(jī)保溫材料選用及性能要求

有機(jī)保溫材料可選用聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料和石墨聚苯乙烯泡沫塑料等，根據(jù)性價(jià)比合理選用，本次試制選用的是山西瑞豐保溫材料有限公司生產(chǎn)的擠塑聚苯板(XPS)，其性能和要求見表1,表2。

表1 XPS板性能

表2 XPS板燃燒性能

2.2 無機(jī)保溫材料選用及性能要求

分倉用A級(jí)保溫材料選用無機(jī)保溫材料更可控。本次選用山西晟泰源新型建材有限公司生產(chǎn)的憎水型巖棉條，其性能和要求見表3，表4。

表3 巖棉條性能

表4 巖棉條燃燒性能

2.3 界面砂漿、保溫砂漿、抗裂砂漿選用及性能要求

本次界面砂漿、保溫砂漿、抗裂砂漿均選用山西中色十二冶新材料有限公司自有產(chǎn)品，三種砂漿由水泥、石英砂、粉煤灰、膠粉、纖維素、減水劑、短纖維、淀粉醚、?；⒅榈仍习床煌?jí)配配制而成，其性能和要求見表5～表8。

表5 界面砂漿性能 MPa

表6 保溫砂漿性能

表7 保溫砂漿燃燒性能

表8 抗裂砂漿性能

3 ARS保模板生產(chǎn)工藝

ARS保模板生產(chǎn)工藝是在保模一體化板生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，將擠塑板、巖棉條裁切至需要規(guī)格；噴涂界面劑，增加芯材與砂漿之間粘結(jié)強(qiáng)度；將兩種不同保溫材料按布置圖碼排在墊板上；進(jìn)行A面生產(chǎn)布漿(一漿一布)，經(jīng)過24 h～48 h標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，達(dá)到生產(chǎn)強(qiáng)度要求后進(jìn)入B面生產(chǎn)線，進(jìn)行三漿兩布布漿作業(yè)，然后進(jìn)入標(biāo)養(yǎng)室，經(jīng)過48 h～72 h標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度要求后，進(jìn)入產(chǎn)品后處理系統(tǒng)，進(jìn)行裁切、打孔、打包作業(yè)，然后進(jìn)入半成品庫進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，達(dá)到28 d養(yǎng)護(hù)齡期后，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)合格轉(zhuǎn)入成品庫，成為產(chǎn)品進(jìn)行銷售。具體生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

4 ARS保模板板型及結(jié)果

采用將70 mm厚擠塑板作為保溫芯板，用65 mm厚巖棉條做分倉條，分倉示意見圖2。試制定型產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)，結(jié)果見表9。

表9 ARS板性能

項(xiàng)目性能指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果面密度/kg·m-2≤3030抗彎荷載/N≥2 0004 440抗沖擊性/J級(jí)1010吸水量/g·m-2≤1 000480垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度/MPa原強(qiáng)度≥0.10 0.18耐水強(qiáng)度≥0.100.12耐凍融強(qiáng)度≥0.100.11熱阻/(m2·K)·W-1≥1.871.92

5 結(jié)果及討論

通過本次產(chǎn)品試制及檢驗(yàn)證明，ARS保模板通過生產(chǎn)設(shè)備工藝改進(jìn)，具備了大規(guī)模生產(chǎn)的條件，解決了引言中提到的目前外墻保溫幾種工程做法的劣勢(shì)，在施工場地儲(chǔ)存堆放及施工過程中滿足防火要求，形成的復(fù)合保溫系統(tǒng)達(dá)到A級(jí)防火要求，同時(shí)滿足建筑熱工、結(jié)構(gòu)安全及使用年限等其他性能要求，配套的其他材料經(jīng)過優(yōu)化配置，技術(shù)集成可以滿足不斷提高的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻體保溫的需求，不需要無節(jié)制地提高有機(jī)泡沫塑料保溫材料的阻燃等級(jí)或?qū)ζ涓男?，最終降低單位成本造價(jià)，具有較好的市場前景。