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中图分类号:TV331文献标识码: A
1、应用背景
近年来,国家已逐步将绿色施工提高到技术性层面上进行规范,对在建工程的社会资源消耗和环境保护现状提出要求,鼓励创新,促进施工企业转变理念,强力推行绿色施工技术的应用,树立绿色施工建设新风范。
2、材料特点
泡沫混凝土防火保温板是应国家《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》而推出的一种泡沫混凝土防火不燃保温板,基本原理是利用水泥的不燃及混凝土中大量的封闭气孔达到防火、轻质、保温的效果。泡沫混凝土防火保温板是用泡沫剂制备的泡沫、水泥,搅拌混合浇注成形后,经养护而成的一种水泥基轻质多孔无机泡沫混凝土防火保温板保温板,其燃烧性能A1级,可应用于建筑外墙防火隔离带和外墙保温等方面。
泡沫混凝土作为一种新型隔热保温材料,其隔热保温效果明显,耐火减震,耐久性高,生产加工周期短,材质轻、运输方便,现场镶贴施工操作简单等特点,而且造价低廉,环保经济。目前该材料逐渐成为建筑外墙保温材料首选。
3、工程概况
鲁能领秀城商业综合体工程,集酒店、办公、商业、服务式公寓为一体,总建筑面积约为41万平方米,其中地上建筑面积约为27万平方米,地下建筑面积约为14万平方米。工程建设地点位于济南市鲁能领秀城社区西北角,西临103省道、北至二环南路,交通便利,位置优越。
本工程地下室外墙周长约1200m,回填及保温高度为12~18m不等,外墙防水层采用4mm厚SBS聚酯胎改性沥青防水卷材,保温层采用60mm厚泡沫混凝土保温板镶贴施工。
4、施工工艺
4.1施工工艺流程
泡沫混凝土板外保温系统施工流程图
4.2施工工艺
1)基层处理
(1)现场基层防水表面清理干净,无油污、浮尘等妨碍粘结的附着物。
(2)基层坚实平整,表面平整度允许偏差5mm。局部凸起、空鼓用聚合物砂浆找平。
2)挂弹基准线
在外墙各阳角、阴角及其它必要处垂直基准线,控制泡沫混凝土保温板的垂直度和水平度。
3)粘结砂浆
(1)粘结砂浆符合规范要求,检查质量证明文件和进场复验报告。
(2)粘结砂浆直接加入适量水中,用专用电动搅拌器搅拌均匀,达到工程所需的粘稠度。
(3)每次配制不要过多,视不同环境温度条件,控制在20min内用完。
4)粘贴泡沫混凝土板
(1)粘贴泡沫混凝土板前,首先检查泡沫混凝土板并进行表面清理后进行施工。
(2)泡沫混凝土板与基层墙体采用点粘法或满粘法粘贴,施工时在每块泡沫混凝土板背面均匀披刮一层厚不小于3mm的胶粘剂,粘结面接应大于30-80% ,及时粘贴并挤压到基层墙体上,并随时用 2m 靠尺和托线板检查平整度和垂直度。板与板之间高差不应超过3mm,板缝应拼接严密,当板与板之间的接缝缝隙大于2mm时,用粘接砂浆嵌缝处理。
(3)粘贴的泡沫混凝土板根据需求采用厂家裁切和可现场裁切两种方式,现场切割做到切口与板面垂直。
(4)泡沫混凝土板外保温工程应在基层墙体质量验收合格后施工,施工过程中及时进行质量跟踪检查、隐蔽工程做到有详细的文字记录和必要的图像资料。
(5)根据本工程要求不安装锚固件。
(6)根据本工程要求不做抹面层施工,根据保温板的脆性、如在粘贴保温板时保温板出现裂纹在表面做抹面处理。
(7)根据季节要求在寒冷潮湿气候条件下,粘接砂浆应添加防冻剂,适当延长养护时间。
5、质量标准
5.1一般规定
1)泡沫混凝土板外保温工程应在基层墙体质量验收合格后施工,施工过程中及时进行质量检查、施工完成后进行外保温工程质量验收。
2)隐蔽工程验收有详细的文字记录和必要的图像资料。
3)泡沫混凝土板外保温墙体分项工程的质量验收合格。
5.2主控项目
1)泡沫混凝土板保温系统性能指标应符合《外墙外保温应用技术规程》(J12049-2012)要求;
2)用于泡沫混凝土板保温工程的材料、构件等,其品种、规格应符合设计要求和相关标准的规定;
3)泡沫混凝土板的各项性能指标应符合设计要求;
4)泡沫混凝土板、粘接砂浆进场时要对其下列性能进行复验,复验应为见证取样送检;
(1)泡沫混凝土板的干表观密度、抗压强度、导热系数、垂直于板面方向的抗拉强度需符合下表1要求:
表1泡沫混凝土板的性能指标
项目 单位 性能要求
干密度 kg/m3 ≤ 250
抗压强度 MPa ≥ 0.4
抗拉强度 MPa ≥ 0.10
导热系数 W/m・K ≤ 0.069
吸水率(V/V) % ≤ 10.0
干燥收缩值 /m ≤ 2.0
软化系数 ― ≥ 0.75
燃烧性能 ― 不低于A2级
(2)粘接砂浆的拉伸粘结强度的原强度及耐水强度;
检查方法:随即抽样送检,检查复验报告。
检查数量:同一厂家同一品种的产品,当单位工程建筑面积在6000以下时各抽查不少于1次;当单位工程建筑面积在6000~12000时各抽查不少于2次;当单位工程建筑面积在12000~20000时各抽查不少于3次;当单位工程建筑面积在20000以上时各抽查不少于4次。
粘结砂浆性能指标要求如下表2:
表2 粘结砂浆的性能指标
项目 单位 指标
拉伸粘结强度/ MPa
(与水泥砂浆) 原强度 MPa ≥0.60
耐水 MPa ≥0.40
拉伸粘结强度/ MPa
(与发泡水泥板) 原强度 MPa ≥0.13破坏面在发泡水泥板内
耐水 MPa ≥0.12破坏面在发泡水泥板内
可操作时间 h 1.5~4.0
5)保温板的厚度必须符合设计要求;
6)保温板与基层墙体及各构造层之间的粘结或者连接必须牢固。
6、施工注意事项
由于泡沫混凝土采用点粘法镶贴于外墙防水卷材,施工中注意控制点粘面积(不宜超过25%),防止后期回填土沉降,造成防水卷材下坠拉裂。
7、小结
1)施工速度快。材料生产周期短,运输便捷,施工操作简单,施工效率高,为加快基坑肥槽回填节约工期。
2)施工成本低。材料成本低,为工程节约成本。
关键词:外墙保温;无机泡沫板;防脱落;防冻涨;细部处理
Abstract: Along with the country attached great importance to the work of energy-saving emission reduction, the continued emergence of new technology and new materials, insulation of external wall of building engineering, this paper insulation of inorganic foam board which is a new type of insulation material is introduced, its low thermal conductivity, good thermal insulation, waterproof, fireproof, and the wall of strong adhesion, no toxic radioactive substances, the same life and architecture, construction is simple, fast. This paper combining the construction of the new campus of Shanxi medical college teaching administration building, inquiry through the construction of key nodes of quality control, effectively solve the inorganic foam insulation board off, frost, water quality, for the construction of similar projects for reference.
Keywords: external wall insulation; inorganic foam board; fall prevention; freezing up; detail treatment
中图分类号:TU74
一、工程概况
山西职工医学院新校区教学行政综合楼工程总建筑面积24083.6平方米;地下一层,地上十二层,建筑东西长81米,南北宽24米,建筑总高度49.2米,框架剪力墙结构体系,建筑外墙原设计为50厚岩棉板保温,经过深化设计图纸,变更为60厚300*300的无机泡沫保温板。传热系数为0.556W/(㎡·K)。
无机泡沫保温板是一种新型保温材料,以普通硅酸盐水泥为主材,经搅拌、发泡、切割打包而成的板材,该材料干密度120-200kg/m³,导热系数低、保温效果好、防水、防火等级A1,与墙体粘接力强,无毒害放射物质,与建筑同寿命,施工简单,快捷。经国家建筑材料检测中心检测,无机泡沫保温板的技术性能要优于传统的聚苯颗粒、聚苯板、挤塑板、岩棉板等墙体保温材料。
无机泡沫保温板技术性能指标
二、工程特点及难点分析
本工程为教学、办公用房,是学校的标志性建筑,其外立面造型较多:5-12层西立面有外挑阳台、北立面1-12层均有造型梁、造型柱,同时为了满足使用功能,每层外窗有32樘。原设计图纸外墙保温使用50厚岩棉保温板,经深化设计后,外墙保温采用无机泡沫保温板保温。无机泡沫保温板选用60mm厚300mm*300mm的块料,其面积小、重量轻、切割量小,可以有效保证教学行政综合楼的外立面造型要求。
工程施工难点:
1.如何保证无机泡沫保温板与墙体粘结紧密,使无机泡沫保温板形成一个 完全“封闭状态”。
2.如何采取有效的措施防止保温板渗水、冻胀、脱落。
无机泡沫保温板在施工时先用粘结砂浆粘贴在基层墙面,后用胀管螺丝将保温板与墙体间有效的固定。
无机泡沫保温板在施工时相邻两块保温板的板面平齐、上下排之间应错缝1/2板长紧密铺贴,同时对窗口、不封闭的阳台、女儿墙等细部做法进行特殊处理。
三、施工技术应用
1.工艺流程:
基层墙体处理挂基准线,安装托架保温层施工检查、修整在保温板中心安装锚栓抹第一遍抗裂砂浆铺压耐碱玻纤网格布抹第二遍抗裂砂浆柔性耐水腻子找平饰面涂料施工(涂料饰面)外保温工程验收。
2.施工工艺要点:
(1)基层处理:
基层表面应平整、清洁,过分干燥的基层,应喷水湿润。加气混凝土砌块墙体,粘贴保温材料前应做好基层界面处理,以增强基层与胶粘剂的拉伸黏结强度。
(2)挂基准线
弹控制线:根据建筑立面设计和外墙保温技术要求,在墙面弹出外门窗水平、垂直控制线及伸缩线、装饰线等。
在建筑外墙大角(阴角、阳角)及其他必要处挂垂直基准线,每个楼层适当位置挂水平线,以控制保温板的垂直度和平整度。
(3)配制聚合物粘结砂浆
根据生产厂家提供的聚合物粘结砂浆粉料,按照粉料:水=1:0.23-0.5(重量比)的配合比配制粘结砂浆,严格计算,机械搅拌,搅拌时间不低于8分钟,确保搅拌均匀,拌好的粘结砂浆在静停十分钟后还需二次搅拌才能使用,二次搅拌时间不低于5分钟,配好的砂浆应注意防晒避风,一次配制量应控制在可操作时间内用完,一般不应超过2小时,超过可操作时间后不准再度加水(胶)使用。
(4)粘贴翻包网格布(涂料外墙使用)
凡在粘贴的保温板侧边外露出(伸缩缝、沉降缝、温度缝、门窗洞口处)都应做网格布翻包处理。
(5)粘贴保温板
1)粘贴保温板时应将基体墙体上的脱模剂、混凝土残渣、灰土等杂物必须清理干净,充分保证粘结砂浆与基层的浸湿渗透,提高砂浆的粘结强度。
2)保温板的的粘结方法分点框法和条粘法,点框法是在保温板的周边抹≥50-100mm宽、10mm厚的粘结砂浆,并在周边留出10×40mm的排气通道,然后在中间抹直径100mm、10mm厚的粘结砂浆圆饼,其间距为200mm,且粘结砂浆的实铺面积不得少于保温板面积的30%。条粘法为在保温板上满刮5mm厚的粘结砂浆,然后表面用刮板刮成50mm宽的凹凸形,不得在保温板侧面涂抹粘结砂浆。
3)排板按水平顺序排列,上下错缝1/2板长粘贴,阴阳角处应做错茬处理。
4)粘板应用专用工具轻揉,均匀挤压保温板,使粘结砂浆与墙面接触紧密,并与相邻保温板齐平,粘结砂浆挤出时用铲刀刮平,保证粘结密实,粘结保温板时,随时用2m靠尺和托线板检查平整度和垂直度,粘板时注意清除板边溢出的粘结砂浆,使板与板之间无“碰头灰”,板缝拼严,相邻两板拼缝高差不大于1.5mm,否则应用钢丝刷打磨平整。保温板粘贴后24小时内不得碰动,若有松动未粘贴牢固的保温板应取下重新抹粘结砂浆再粘贴。
5)保温板粘贴24小时后,用机械锚固件固定保温板。首先用冲击钻在保温板表面向内打孔,孔径根据固定件直径而定,进墙深度不得小于设计要求,拧入或敲入锚固钉,钉头和圆盘垫圈不得超出保温板面,与保温板平齐,一般按规范要求每平方米应不少于6个锚固件,但按照本工艺做法每块保温板一个锚固件,使得每平方米达到12个锚固件之多,更加有效的防止保温板因冻胀、撞击而脱落。
保温板安装的允许偏差及检查方法
6)安装胀管螺栓、固定镀锌钢丝网(面砖外墙使用)
①镀锌钢丝网的厚度为0.9mm,网孔12×12mm,安装时,应根据层高、窗台高和过梁高将钢丝网在施工前裁好备用,待胀管螺丝安装完毕后,方可进行钢丝网安装,安装时,单张钢丝网长度不宜大于层高,搭接长度不得小于10cm,在阴阳角处搭接时不得小于15cm,门窗洞口四角处应设附加钢丝网片,其规格为200×400mm。搭接处应用双股Φ0.7镀锌钢丝绑扎牢固,其间距为150mm。
②锚固件采用Φ8胀管螺丝,胀管螺丝的长度根据保温板厚度而定,其塑料垫圈Φ60,厚度4mm,其作用是确保钢丝网与保温板有不小于4mm的距离,钢垫圈Φ40,厚度1.2mm,其作用是用于卡紧钢丝网。保温板粘贴24小时后,根据设计和规范要求采用机械锚固件固定保温板时,用冲击钻在保温板中心位置处向内打孔,锚固件进墙深度不得小于5cm,拧入或敲入锚固钉,钉头超出保温板面不得小于5mm,锚固件数量每平方米不得少于12个。
7)抹聚合物抗裂砂浆
①聚合物抗裂砂浆的配制采用生产厂家成品砂浆粉料,按照粉料:水=1:0.30(重量比)的配合比配制抗裂砂浆,使用要求同粘结砂浆。
②保温板粘贴完毕后,经检查验收合格后,方可进行抗裂聚合物砂浆施工。抗裂聚合物砂浆抹灰分底层和面层,底层厚度为2-3mm,且厚度均匀。
③按层高、窗台高和过梁高将玻璃纤维网格布在施工前裁好备用,待底层抗裂聚合物砂浆未干前,立即将玻璃纤维网格布用铁袜子压入抗裂聚合物砂浆内,要求面层要揉出浆来,且要平整压实,严禁玻璃纤维网格布起皱,单张网格布长度不宜大于6m,铺贴搭接时,必须满足横向100mm,纵向80mm,阴阳角150mm的搭接长度要求,门窗洞口四角处应设附加网格布片,其规格为200×400mm。
④待底层抗裂聚合物砂浆初凝后在其表面再抹一层抗裂聚合物砂浆,其厚度为1-2mm。以网格布均被覆盖,微见网格布轮廓为宜。其抗裂聚合物砂浆总厚度控制在3-5mm内,面层砂浆切忌不停搓揉,以免形成空鼓。为在连续墙面上间歇施工,面层砂浆不应全部覆盖已铺好的网格布,应与网格布底层砂浆呈台阶形留茬间距不小于150mm,以免网格布搭接处平整度超出偏差。
⑤在距窗框边应留出10mm缝以备打胶用。
⑥加强层做法
8)考虑首层的抗冲击要求,在标准外保温做法的基础上,加铺一层网格布,并再抹一层抗裂聚合物砂浆罩面,以提高保温层的抗冲击强度,以满足设计要求的抗冲击强度为原则。加强部位抗裂聚合物砂浆总厚度控制在5-7mm,并在同一墙面上,加强后的标准层相接部位应留伸缩缝。
在首层阳角上加设一根30×30×2000mm的成品护角线,在抹完底层抗裂聚合物砂浆后,将成品护角线调整压入砂浆内(以挤出砂浆为宜)然后同大面一起压人玻璃纤维网格布将护角包裹起来。
9)伸缩缝、分格缝做法
外墙外保温可设置伸缩缝、装饰缝。在结构沉降缝、温度缝处也应做相应处理。留设伸缩缝时,分格条应在进行抹灰工序时就放入,待砂浆初凝后取出,修整缝边,缝内填塞发泡聚乙烯圆棒(条)作背衬。直径或宽度为缝宽的1.3倍,分两次勾填建筑密封膏,深度为缝宽的50-70%,沉降缝与温度缝根据缝宽和位置设置金属盖板,以射钉或螺丝紧固。
四、质量控制
1.外墙外保温挂基准线,应在外墙各大角(阳角、阴角)及其他必要处挂垂直基准线,并在每个楼层的适当位置挂水平线,以控制无机泡沫保温板的垂直度和水平度。
2.无机泡沫保温板与基层墙面应采用点粘法,并应符合下列规定:
(1)无机泡沫保温板铺贴前应清理表面浮灰。
(2)无机泡沫保温板与基层粘结,用抹灰刀将粘结砂浆均匀的抹到保温板表面上,粘结面积不小于40%,粘结砂浆经挤压使之在墙面上形成满贴无空腔。并辅以锚栓固定。
(3)无机泡沫保温板应从首层开始,距室外地面150mm处弹出水平控制线。采用金属托架固定,自下而上沿水平方向横向铺贴无机泡沫保温板,相邻板面平齐,上下排之间应错缝1/2板长。
(4)门窗洞口阳角和外墙阴角处以垂直基准线作为控制阳角上下竖直的依据,四角部位的无机泡沫保温板应采用整块板裁成L型进行铺贴,不得拼接。接缝距洞口四周距离不宜小于100mm
3.抗裂砂浆施工应符合下列规定;
(1)无机泡沫保温板大面积铺贴完成后,视气候条件宜养护2d~3d,然后再进行抹面砂浆施工;
(2)施工前用2m靠尺在无机泡沫保温板保温层平面上检查平整度,对凸出的部位应刮平并清理板平面碎屑,方可进行抗裂砂浆施工;
(3)锚栓要设置于耐碱玻纤网格布内侧,直接固定于保温板的中心位置。
4.耐碱玻纤网格布施工应符合下列规定:
(1)耐碱玻纤网格布的铺设应平整、找直,并保持阴阳角的方正和垂直度。耐碱玻纤网格布上下、左右之间均应有搭接,其搭接宽度不应小于100mm;
(2)建筑物首层墙面中加强层和内层网格布可对接。耐碱玻纤网格布不得直接铺设在无机泡沫保温板表面,不得外露、干搭接;
(3)锚栓安装应设置在板的中心处,用冲击钻或电钻钻孔,钻孔深度应大于锚栓深度10mm。
5.外挑阳台、窗口、女儿墙等细部做法:
(1)外挑阳台、窗口细部处理
无机泡沫保温板粘贴完毕、第一遍抗裂砂浆施工完毕后,将阳台、窗口上部清理干净,然后在阳台上沿窗楣两侧弹线找直,根据阳台上沿或窗口的尺寸裁剪长度合适的PVC“鹰嘴”滴水线,滴水线网格布用抗裂砂浆固定,保证网格布和PVC条完全压入砂浆内。由于滴水线抹灰量小且宽度较窄,容易空裂,应控制抹灰厚度,每遍厚度不得超过5mm。待抹灰完成后,再用抹子将鹰嘴内侧造型修饰出来,要求做到顺直一致、四周交圈,同时要与窗口两侧弹线保持一致,两侧高差不超过3mm。施工完成后同一楼层拉通线进行校核,超过误差部分用抗裂砂浆进行找补。成品滴水线的安装,不仅增加装饰观感,还有效防止雨水泛到阳台底板、窗户上,进而渗入保温层内。(见图1)
(图1)
除了阳台、窗户上部使用PVC“鹰嘴”滴水线外,窗口下沿仍需用“后塞口”工艺。在外墙保温施工前先将窗框下沿用密封膏封闭,待外墙保温抹聚合物砂浆基层时可用砂浆吃进框下1-2cm,将缝堵死,然后用防水砂浆将饰面层与窗框之间的缝勾成“小圆角”,形成挡水台切断进水通道。
(2)女儿墙细部做法
外墙发泡保温板施工完成后,通过深化设计图纸,在女儿墙顶部做60mm厚细石混凝土压顶,同时将网格布收于混凝土内,防止雨水灌进保温板与墙体缝隙内,有效防止保温板因冻胀造成脱落。如图二所示。
图二
五、效益分析
1.工期效益
通过合理安排施工,科学组织,多点多面同时流水施工,与岩棉板外墙保温相比提高工效显著,节省施工工期15天。保证了外墙装饰涂料等后续工程顺利进行。
2.安全环保效益
外墙无机泡沫保温板无毒、无害、无辐射,在施工使用过程中对环境人体无任何伤害。不会造成传统保温材料燃烧给环境及人身安全带来的威胁;无矿物棉类材料飞尘对人体呼吸道及皮肤造成的伤害,建筑物报废拆除后,该材料经过粉碎可再次填充利用。不会对环境造成污染,实现可持续生产,体现了“以人为本”的建筑理念。
六、结束语
通过对施工技术的应用,有效解决了外墙保温脱落、局部开裂、渗漏等质量通病。无机泡沫保温板在外墙外保温施工中,通过标准化操作,既节约原材料成本,又满足节能防火环保的施工理念。施工后经检查无机泡沫保温板无一脱落、无一破损,减少了后期维护保养费用,取得了良好的社会效益和经济效益。在今后的工程施工中会得到更多的应用。
参考文献:
关键词:建筑节能;外墙保温板;发展前景
前言
建筑物是世界上最大的能源消耗之一,其消耗的能源和释放的温室气体量占世界能源总消耗量的四分之一到三分之一。近年来,能源价格上升、电力需求猛增以及对环境的日益关注等诸多因素,以促使建筑节能日益受到人们的广泛关注。在建筑围护结构中,墙体在采暖能耗中所占的比例最大,约占总能耗的32.1%~36.2%,因此,如何改善墙体的保温性能成为重中之重。
1.外墙保温板定义
保温板材就是把一般的保温砂浆进行成型养护,制成板使用,然后通过一定数量的锚栓和粘结胶使其固定在建筑维护结抅的外表面形成保温系统。保温板材高强质轻、隔热保温,它既能够在工厂预制,实现批量化生产,提高劳动生产率;又能够在施工现场裁剪、拼装,提高施工效率。合理有效利用保温板材,构造良好的保温系统,必将实现建筑节能的目的。
外墙保温板的主要作用是把建筑物的内部温度始终保持在最佳状态,而尽量减少能量损失,即散热。外墙保温板把建筑物外表“包裹”保护起来,在满足了建筑物的保温性能的同时,大大延长了建筑物的寿命。外墙保温板是新建筑最好的外墙防护体系,也是老建筑物最好的维修体系。伴随着我国经济的快速发展,房屋建筑业也取得了显著的成就,外墙保温板在我国房屋建筑施工中得到了广泛的应用。
2.国内外墙保温板材的发展状况
20世纪80年代前,我国的外墙外保温技术发展相当缓慢,轻质保温板材品种也非常少,但经过国内一些科研机构和科研工作者30多年坚持不懈的努力,尤其是近20年,建筑外墙轻质保温板材的发展有了质的飞跃,保温板材在规格品种、质量、数量、性能及应用等方面都获得了巨大的发展。本文选择国内几种主流墙体保温板品种来简单说明下我国外墙保温板材的发展状况[1]。
2.1聚苯乙烯泡沫塑料板材
聚苯乙烯泡沫塑料板材分为膨胀性EPS板和连续性挤出型XPS板两种。EPS板(又称苯板)是可发性聚苯乙烯板的简称,是由原料经过预发、熟化、成型、烘干和切割等制成。它既可制成不同密度、不同形状的泡沫制品,又可以生产出各种不同厚度的泡沫板材,广泛用于建筑、保温、包装、冷冻、日用品,工业铸造等领域;挤塑板XPS保温板就是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板,它是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚含物,通过特殊工艺加热混合同时注入催化剂,然后连续挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板。与EPS板材相比,XPS板是第三代硬质发泡保温材料,从工艺上它克服EPS板繁杂的生产工艺,具有EPS板无法替代的优越性能,XPS具有完美的闭孔蜂窝结构,这种结构让XPS板有极低的吸水性(几乎不吸水)、防潮、不透气、轻质、耐腐蚀、低热导系数、高抗压性、抗老化性(正常使用几乎无老化分解现象)、使用寿命长等优异性能的节能环保型保温材料。但这两种产品属于有机类材料,防火等级不高、易燃,耐久性差,而且施工时表面需要处理,不易施工。
2.2石膏类板材
目前市场上常用的石膏类轻质板材墙体品种非常多,它不但可以被加工成单体板,如纸面石膏板隔墙、纤维石膏板隔墙、增强石膏空心条板隔墙等,而且可制作成复合夹芯板。由于石膏具有防火、轻质、隔声、抗震性好等特点,石膏类板材在内墙板中占有较大的比例,但是由于石膏是气硬性材料,耐水性较差,若用于外墙外保温需要做防水处理。纸面石膏板以熟石膏为主要原料,掺入适量的添加剂和纤维作板芯,以特制的纸板做护面,连续成型、切割、干燥等工艺加工而成,适用于建筑物的非承重墙、内隔墙和吊顶,也可以用于活动房,民用住宅,商店、办公楼等;纤维石膏板是以石膏为主要原料,以玻璃纤维或纸筋等为增强材料,经铺浆、脱水、成型、烘干等加工而成,一般用于非承重内隔墙、天棚吊顶、内墙贴面等;石膏空心板是最为常见的石膏类板材,它以磷石膏为主要原料,加入少量增强纤维,并以水泥、石灰、粉煤灰等为辅助材料,经浇筑成型、脱水烘干制成。因其具有质轻高强、隔热防火、节能环保、施工方便等优点,适用于高层建筑、框架轻板建筑及其他各类建筑的非承重内隔墙。
2.3水泥类板材
水泥类板材是以水泥为主要原材料加工生产的一种建筑平板,是一种介于石膏板和石材之间、可自由切割、钻孔、雕刻的建筑产品,以其优于石膏板、木板的防火、防水、防腐、防虫、隔音性能和远远低于石材的价格而成为建筑行业广泛使用的建筑材料。水泥类板材既有预制的,也有现浇的,广泛用于建筑外墙、内隔墙、楼板和屋面板等。但是由于普通混凝土的导热系数(1.52W/( m·K))较大,产生较大的墙体热损值,不能很好的满足建筑节能要求,因此此类板需要进行保温处理。通常的做法是加气、发泡、加入轻骨料或做成夹芯复合板来实现保温隔热,达到建筑节能的目的。水泥类板材的典型代表是发泡水泥板,其主要材料是普通硅酸盐水泥,加入双氧水、硬钙、聚丙烯纤维、粉煤灰和水泥发泡剂等搅拌融合发泡而成[2]。发泡水泥保温板是目前市场上墙体保温和墙体保温防火隔离带较理想的保温材料,其具有导热系数低、保温效果好、防水防火、与墙体粘结力强、强度高、无毒害放射物质、绿色环保等优点,能满足我国夏热冬冷地区建筑维护结构节能65%的要求。
2.4膨胀珍珠岩类板材
膨胀珍珠岩类板材是以膨胀珍珠岩为轻集料,以水泥等为胶凝材料,加入一定量的添加剂,经搅拌、成型干燥、常温养护而成的具有规则形状的板材。膨胀珍珠岩类板材的耐热性、吸声性能好,导热系数低、不燃、抗腐蚀性好,还具有电绝缘性,但是其体积收缩大、吸水率高、易空鼓开裂、后期的保温效果还会下降,多用于建筑围护结构的保温隔热。
2.5纤维增强复合材料保温板材
纤维增强复合材料保温板是一种新型外墙保温板,具有轻质高强、保温隔热性能好、粘结强度高、防火性能好、耐候等优点,既克服了膨胀珍珠岩类板材吸水率高,搅拌时体积收缩大,后期保温效果下降和易空鼓开裂的缺点,又弥补了聚苯乙烯泡沫塑料板材耐久性差、易燃、防火性能差,高温时产生有害气体等缺陷[3]。此外,纤维增强复合材料保温板与聚苯颗粒保温砂浆相比,解决了聚苯颗粒保温砂浆冬季不宜施工的问题,避免了工人在现场的拌和施工。此类板材既可以作为单一保温材料应用,就是以聚苯颗粒为轻集料,以水泥、石膏、石灰和粉煤灰等为胶凝材料,加入一定量的可再分散乳胶粉、抗裂纤维、憎水剂等添加剂,经搅拌、发泡、成型干燥、标准养护成具有规则形状的制品;又可以与岩棉、聚氨酯等材料用特定的胶粘剂粘合成聚苯颗粒保温复合板。纤维增强复合材料保温板能在工厂大规模预制,在施工现场拼装,易于实现机械化,具有良好的应用前景。但其制作工艺较复杂,造价相对较高。
2.6复合墙体类板材
复合墙体类保温材料是近年来新兴的一种集合外墙保温、承重、装饰于一体的材料[4]。目前复合墙体类板材主要有钢丝网水泥类夹芯复合板材、彩钢夹芯板材、加气混凝土板、混凝土复合保温板、纤维增强水泥复合板等。
(1)钢丝网水泥类夹芯复合板材是以两片钢丝网将聚氨酯、聚苯乙烯、脲醛树脂等泡沫塑料、轻质岩棉或玻璃棉等芯材夹在中间,两片钢丝网间以斜穿过芯材的“之”字形钢丝相互连接,形成稳定的三维桁架结构,然后再用水泥砂浆在两侧抹面,或进行其他饰面装饰。它轻质高强、隔热、隔声、防火、防潮、防冻、防震等优质性能,但其导热系数较高、耐久性差、防火性能差。钢丝网水泥类夹芯复合板材在保证一定保温性能的基础上使墙体的厚度减薄,重量减轻,可用于房屋建筑的内隔墙、围护外墙、保温复合外墙、楼面、屋面及建筑夹层等。
(2)彩钢夹芯板材是以硬质泡沫塑料或结构岩棉为芯材,在两侧粘上彩色压型镀锌钢板,其中外露的彩色钢板材料表面涂以高级彩色塑料涂层。彩钢夹芯板材能够实现自动化生产,具有整体性能好、抗震性能好、施工速度快、外形美观、灵活多变等优点,但其导热系数较高、防火性能差,多用于各类工业民用建筑中加层、大跨度和活动房等。
(3)加气混凝土板全称蒸压加气混凝土板,是以硅质材料和钙质材料为主要原料,以铝粉为发气材料,配以经防腐处理的钢筋网片,经加水搅拌、浇注成型、预养切割、蒸压养护制成的多气孔板材。加气混凝土板具有良好的不燃性能,能够隔热、隔声、防火、防潮、防冻、防震等,但是其质量较重、高层施工较难。适用于民用及工业建筑物的屋面板、非承重墙外墙和内隔板墙,也可用拼装外墙板,不能用于建筑防潮层以下的外墙以及长期处于浸水和化学侵蚀的环境。
(4)混凝土复合保温板是由钢边框、加强肋、发泡水泥芯材、钢丝网、上下高强度水泥面层(含玻纤网)复合而成的新型建筑板材。混凝土复合保温板强度高、绝热性能好、抗震性能优越、施工方便、尺寸稳定性好,而且具有良好的不燃性能,但是其保温层耐久性差、后期保温效果难以保证。主要用于装配式民用住宅大板建筑以及整体预应力装配式板柱结构建筑物。
(5)纤维增强水泥复合板[1]是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体,以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强材料,经加水搅拌、浇注成型、预养切割而成的墙体板材。纤维增强水泥复合板厚度小、质量轻、抗拉强度和抗冲击强度高、耐冷热、不受气候变化影响、易加工、不燃,但是其燃烧时会产生有毒气体,对人体产生危害。因其造型丰富、外墙表面形状和线条多样、明快、安装施工方便等特点,它被广泛应用于各类建筑的墙体外挂式保护板。
2.7真空隔热板
真空隔热板(Vacuum Insulation Pane, VIP 板)[5]是真空保温材料中的一种,由隔热较好的填充材料(如玻璃纤维、气相二氧化硅和聚氨酯等)与真空保护表层复合而成,它能有效地避免空气对流引起的热传递,从而导热系数得到大幅度地降低,一般小于 0.0035W/(m·K),仅为聚氨酯硬质泡沫塑料的1/4~1/6,并且不含有任何 OD(消耗臭氧层)材料,是目前世界上最先进的高效保温材料。真空隔热板导热系数低、轻质高强、施工方便,并且比较薄,可用于外墙内保温,节省使用面积。但是真空隔热板造价高,仅在冰箱、冰柜、热水器、冷藏集装箱等行业领域应用,在建筑保温市场上还没推广开来,处于初级阶段。
3.我国外墙保温板发展前景
随着外墙保温板市场的发展,保温板行业慢慢会走向规范化,技术、产品、品牌、渠道、竞争环境都会得到改善。我国的建筑节能标准由以前的30%提高到50%,北京、上海等部分一级城市的节能标准要求达到65%。由于此次标准的颁布受到国家相关部门的高度重视,各地对房地产、建筑行业进行了重点部署,出台多条相关政策,甚至对不达标的建筑不予通过审核。这给整个建筑外墙保温板产业带来了前所未有的机遇。
建筑外墙保温板是近两年刚开始普及的一个产业,除在直辖市、省会城市等经济较发达的城市,国家开始强制性地要求住宅和公共建筑必须进行节能保温外,全国大部分的地级和地级以下的城市还没有明确要求。而在省会城市等地,很多地方也是刚刚开始响应国家的政策,推广节能保温板,全国还存在着大部分的空白市场。即使是北京、天津已经普及建筑外保温墙板的城市,市场竞争也刚开始,还处在初期阶段,竞争并不太激烈。
在各种外墙保温板不断充斥市场的情况下,应大力发展轻质高强、保温隔热、防火阻燃、耐久性强、绿色环保的新型保温板材,如应大力发展目前在建筑外墙使用较少的真空隔热板、防火等级较高的纤维增强复合材料保温板、多功能复合保温板等。外墙保温板行业具备了朝阳产业的明显特征:新兴产业,行业发展速度较快,利润较高,市场需求量大,发展前景广阔。
4.结语
能源危机日益加剧,建筑节能迫在眉睫。大力发展研究新型外墙外保温板材,并加之合理有效地利用,终将实现建筑节能65%的目标。
参考文献
[1] 李珠、袁波、王蕊、周华杰.我国建筑墙体保温板的发展状况及对策[J].建筑节能,2011,08:35-37.
[2] 陆总兵、陆健.发泡水泥保温板的性能与外墙保温施工要点[J].中国高新技术企业,2012,07:72-73.
[3] 袁波.玻化微珠发泡保温板的研制及应用分析[D].太原理工大学,2012.
关键词:泡沫混凝土,保温隔热,施工,工艺
中图分类号: TU37文献标识码:A 文章编号:
1、概况
近年,随着以聚苯板为代表的建筑保温体系存在的火灾隐患、脱落隐患、耐久性问题、服役期后的巨量垃圾问题等逐渐暴露,社会各界呼吁淘汰泡沫聚苯、泡沫聚氨酯等有机保温材料的声浪日高。在央视文化中心特大火灾之后,这一呼吁声浪更掀,因此,在建筑节能中以无机保温取代有机保温,已无多少悬念,其变革也只是时间问题。在未来的建筑保温节能中,泡沫混凝土很有可能成为其主导材料。
2、工艺流程
2.1工艺原理
泡沫混凝土是用机械方法将泡沫水溶液加压制成均匀封闭的气泡组成的泡沫,然后将泡沫注入到由水泥、集料、掺合料、水及各种外加剂等制成的浆料中,再经混合搅拌,浇筑成型,养护而成的轻质多孔材料
2.2施工操作要点
(1)根据设计要求,试配泡沫混凝土,确定其水泥、发泡剂、水、集料及外加剂等的掺量。
(2)清理基层上的尘土、杂物和积水。
(3)按照泡沫混凝土层的设计厚度、设计坡度,用水泥砂浆贴点标高(贴灰饼),再拉线,冲筋。若设计无规定坡度值,坡度值宜为2%。
(3)在屋面与女儿墙交界处及凸出屋面的构造物四周埋设分格条。
(4)在基层上洒水湿润,然后涂刷一道素水泥浆。
(5)在发泡瓶内加入发泡剂及发泡剂量12~13倍的水充气加压3~6分钟,待空压机气压升压到0.6~0.8MPa后停机待用。
(6)在搅拌机内加入水和抗拉纤维(按0.7kg/m3配料)搅拌1~2分钟,再按水泥、砂及外加剂等的先后顺序加入搅拌机内搅拌2~3分钟形成稠状浓液,随后加入泡沫搅拌。当搅拌机内泡沫混凝土坍落度增大到200~220mm时,达到设计立方重量比后停止加泡沫,然后继续搅拌泡沫混凝土5~6分钟。之后将搅拌均匀的成品泡沫混凝土倾倒在基砰上。
(7)采用分段流水作业摊铺泡沫混凝土,虚铺厚度为实际厚度的1.2~1.3倍,然后用长3米的铝合金刮杠刮平即可。
(8)在泡沫混凝土接近终凝时,应先取出埋设在屋面凸出部位周边及女儿墙边的分格条;待泡沫混凝土终凝后,及时用切割机具切割分格缝,分格缝间距宜为3m×3m,分格缝的宽度按25mm留置,深度同铺设的泡沫混凝土厚度,养护期结束后在分格缝中嵌填PVC高级密封膏。
3、质量控制
(1)泡沫混凝土的配合比应根据设计标准强度、施工条件以及环境温度由试验来决定。各种原材料应符合其质量要求并应严格控制计量。
泡沫混凝土常用配合比(kg/m3)
(以坍落度来控制掺量)
注:本表以容重为700~900kg/m3的泡沫混凝土为例,坍落度为200~220mm.
(2)泡沫混凝土的干燥容重为500~1000kg/m3,导热系数≤0.22w/m.k。其容重、干燥收缩值、抗压强度按《混凝土小型空心砌块试验方法》(GB/T4111-1997)、吸水率按《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》(GB/T11970-1997)、导热系数按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热法》(GB/T10294-88)的有关条款执行。
(3)屋面泡沫混凝土的施工及质量验收应满足《屋面工程技术规范》(GB50345-2004),《屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002)及《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)的相关规定。
(4)整体现浇屋面泡沫混凝土的厚度不应小于60mm,分格缝留置的面积不应大于4m×4m,分格缝应用柔性防水材料填嵌;其坡度必须准确,符合设计要求,不能倒泛水。
(5)大面积泡沫混凝土表面应平整,用2m靠尺检查,空隙不应大于5mm,并不得有疏松、起砂、起皮等现象。
(6)雨雪天或五级风以上的天气不得施工,施工的环境温度宜在5℃~40℃之间。
4、效益分析
(1)采用泡沫混凝土作屋面隔热找坡层与其它的屋面隔热找坡层(如水泥砂浆找坡加挤塑保温板、膨胀珍珠岩,陶粒混凝土,架空预制隔热板等)相比具有自重轻,工艺简单,工序少,防水及保温隔热效果好等优点,且经济环保,有良好的综合效益。
(2)以一商住楼为例,本工艺与目前常用的水泥砂浆加挤塑保温板隔热找坡层相比,效益分析如下:(除泡沫混凝土为新型建筑材料,定额中没有体现单价,以市场价计算,其它单价均套用广东省2005年定额计算)
1用泡沫混凝土找坡隔热,屋面最厚处为150mm,最薄处为60mm,平均厚度为100mm,目前泡沫混凝土市场每立方米综合单价为250元/m3,即100mm厚每平方米单价为25元。
2若采用水泥砂浆找坡,按设计要求1%坡度,平均厚度为25mm。根据定额测算出25mm厚水泥砂浆找坡层每平方米单价为10.72元
每平方米25mm厚挤塑保温板的单价为19.41元/m2
故采用水泥砂浆加挤塑保温板作为保温隔热找坡层每平方米的单价为:
10.72+19.41=30.13元/ m2
3相比用水泥砂浆加挤塑保温板作为保温隔热找坡层,用泡沫混凝土作隔热找坡层,每平方米节约费用为30.13-25=5.13元。
商业广场屋面面积以16000㎡计算,共节省费用为5.13×16000=66080元。
参考文献:
(1)张磊,杨鼎宜。轻质泡沫混凝土的研究及应用现状[J]。混凝土, 2005(8):44-48
关键字:聚苯板(EPS expanded polystyrene) 挤塑板(XPS extruded polystyrene)聚氨酯(PUF polyurethane foam) 酚醛(Phenolic foam)保温板 节能 防火
1 国内外外墙保温发展现状
1.1 国内发展现状
近年来,随着国家对建筑节能要求的不断提高,有机保温材料聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、挤塑板(XPS)和聚氨酯(PUF)开始在国内建筑工程中广泛应用1,2,3。这些材料优势明显:造价较低、轻质、保温性能好且易施工。多数应用于建筑物墙体保温,而由于混凝土结构外露部分的保温难于处理,所以目前多采用外墙外保温的形式。
然而这些材料保温性能虽然好,阻燃性却差。目前,这些材料在生产过程中都向原材料中添加了阻燃剂,有一定阻燃效果;但EPS和XPS仍易着火、易滴溶;而聚氨酯燃烧时是否产生致命有毒气体也成为人们热议的话题。由这些材料引发的火灾和安全事故,损失惨重。
诚然,用有机高分子材料部分替代传统的多孔砌块做保温材料施工便利,也带来了很大的经济效益;然而由于其本身可燃,一旦起火,火势蔓延迅速、难以控制,燃烧所产生的有毒气体令人窒息,往往造成难以估计的巨大损失。
在我国,一些高档公共建筑施工中已经不再使用上述三种材料(EPS、XPS和PUF),而换用耐热性能好燃烧后发烟量低的酚醛泡沫材料,如在“水立方”、北京地铁、南京新城科技园企业加速器等工程的使用。2009年9月25日,由公安部、住房和城乡建设部共同颁布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知,明确规定了针对不同高度建筑物使用不同防火等级的外墙保温材料。2010年6月住建部批准福建省《酚醛保温板外墙保温工程应用技术规程》作为地方标准实施。从市场调查和跟踪研究结果看,酚醛保温板价格与前述三者具有可比性,且各项材料性能优越,施工便利,这给我们解决高分子保温材料易燃的难题带来了希望。
1.2 国外发展现状
由于涉及严重的防火问题,目前,已有多国限制使用易燃保温材料。美国已有20多个州禁止使用聚苯乙烯泡沫(EPS);英国,18米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统;德国则规定22米以上的建筑不允许使用该系统。很多保险公司禁止给EPS保温的建筑进行保险。日本政府出台法规,将耐热性能好、燃烧后发烟量低的酚醛泡沫作为公共建筑的标准耐燃物。耐燃烧性能低于酚醛泡沫的,不允许在公共建筑上使用。目前,岩棉和玻璃棉作为保温材料,在国际市场被广泛采用,岩棉耐高温最高使用温度能达到650℃,玻璃棉可以达到300℃。
2 几种外墙保温材料性能对比分析4,5,6
2.1 几种有机高分子保温材料简介
聚苯乙烯泡沫保温板(又名泡沫板、EPS板)由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒,经加热预发后在模具中加热成型的白色物体,其有微细闭孔的结构特点,主要用于建筑墙体,屋面保温,复合板保温,冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热,地板采暖,装潢雕刻等用途非常广泛。
挤塑板(XPS),是以聚苯乙烯树脂为原料,经由特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材,其内部为独立的密闭式气泡结构,是一种具有高抗压、不吸水、防潮、不透气、轻质、耐腐蚀、使用寿命长、导热系数低等优异性能的环保型保温材料。挤塑聚苯乙烯保温板广泛应用于墙体保温,平面混凝土屋顶及钢结构屋顶的保温,低温储藏地面、泊车平台、机场跑道、高速公路等领域的防潮保温,控制地面冻胀。
硬泡聚氨酯(PUF)材料是一种集防水、保温于一体的新型材料。它主要由多元醇(polyol)与异氰酸酯(MDL)两种组份液体原料组成,采用无氟发泡技术,在一定状态下发生热反映,产生闭孔率不低于95%的硬泡体化合物――聚氨酯硬泡体(PUF)。近年来随着建筑节能标准的提高,硬泡聚氨酯外墙及屋面保温在各类建筑中得到越来越广泛的应用。
酚醛泡沫酚醛泡沫塑料是一种新型难燃、防火低烟保温材料,它是由酚醛树脂加入阻燃剂、抑烟剂、发泡剂、固化剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。它最突出的特点是难燃、低烟、抗高温歧变。其克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点,保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。
2.2 价格分析
按照2009年市场统计资料显示,聚苯板300元/m3,挤塑板400元/m3,聚氨酯1000元/m3,酚醛泡沫约850元/m3(B1级),酚醛保温板材与其他几种保温板价格具有可比性。
2.3 性能对比
2.3.1 基本性能对比
从以上对比可见,酚醛泡沫在导热系数、粘接抗拉强度、耐高温等方面具有明显的优势。
2.3.2 耐候性对比
耐候性是指保温系统对外界天气变化的适应能力,指在不同的气候条件下,系统的整体稳定性、保温效果是否有变化等有关质量的系列问题。耐候性是保温系统的一个非常重要的指标。
由于EPS板与XPS相比有较高的吸水性,所以他的耐候性的不如XPS系统。但EPS板的延展性比XPS板好,可以克服一定的缺陷。EPS和XPS的共同缺陷是在多次冻融循环中一旦开裂,保温效果就会大打折扣。
在这方面,PUF由于多遍喷涂施工,材料致密,防水保温效果好。酚醛保温板材由于制作中加入改性的外加剂,其防水效果优于XPS,略逊于PUF;但若结合面层装饰材料做成复合节能板,则耐候性和使用寿命大大提高(本文述及的南京工程所采用的就是复合节能板,见图1)。
2.3.3 其他性能对比
关于整体保温性能和施工成本对比,文献【5】作者对于EPS、XPS以及PUF已作出较为详尽的分析;酚醛泡沫保温材料,从跟踪调查结果看,前述“水立方”、北京地铁等高档公共建筑施工中使用酚醛泡沫,保温效果优良。作者对南京项目的数据初步分析,施工成本及整体保温效果与PUF接近。
3 结语