擠塑聚苯板外墻外保溫技術探討

擠塑聚苯板產品特點及生產現狀

        擠塑聚苯板簡稱擠塑板，亦稱XPS板，與EPS板（聚苯乙烯板）利用的原材料完全一樣，不同的是成板的工藝和機理。采用國內最先進設備擠出法生產的（XPS）擠塑式聚苯乙烯保溫板以聚苯乙烯樹脂為原料，經特殊工藝連續擠出發泡成型的硬質板材，其內部具有緊密的閉孔蜂窩結構，是目前工業民用建筑中理想的保溫隔熱材料。

      擠塑板的產品特性有如下幾個方面：1.優異、持久的保溫隔熱性；2.卓越的抗水、防潮性；3.高強度抗壓性；4.防腐蝕、經久耐用性；5.綠色環保性；6.輕質、高硬度等。

       目前國內市場上使用的XPS板有很多品種和生產廠家。在國際上，美國的陶氏化學公司和歐文斯科寧公司是生產XPS板實力最強的兩家企業。陶氏公司生產的XPS板叫舒泰龍板，在1995年左右就開始在中國銷售，1997年歐文斯科寧公司也開始在南京建廠。1998年的舒泰龍板價格為1800元/m3，歐文斯科寧板價格為1300～1500元/m3。隨著中國經濟的發展建筑節能要求在逐步提高，國內對XPS板的需求量也有所增加，因此，在2002年起投資建廠的廠家開始增多，目前生產XPS板的企業主要集中在上海、青島、北京等城市。隨著技術的發展，在中國生產XPS板設備的廠家開始增多，目前，哈爾濱、大均已建廠并準備投產。XPS板的價格越來越便宜，目前產品已售到380元/m3～500元/m3，同時質量也出現了好多問題。

擠塑板的主要用途及在外墻外保溫中的應用

         但擠塑板到了中國以后，其主要用途發生了重大的變化，除上述用途以外，根據中國的國情，又開發出了其它用途：1.鋼筋混凝土屋面保溫隔熱、壓型鋼板屋面保溫隔熱；2.混凝土澆筑的永久或臨時模板；3.現澆混凝土無網擠塑板外保溫系統；4.現澆混凝土斜嵌入式鋼絲網架擠塑板外保溫系統；5.機械固定擠塑鋼絲網架板外保溫系統；6.擠塑板薄抹灰外保溫系統；7.擠塑板外掛裝飾保溫系統等。這些外保溫系統雖在中國已應用有幾年，但都因或多或少的存在這樣那樣的問題，迄今為止尚未出臺任何的國家標準、行業標準、標準圖集及施工規程，其應用也一直備受爭議。但因擠塑板具有高抗壓性能和抗沖擊韌性，加之以專用柔性抗裂砂漿、耐堿網格布的配套使用，可使外保溫系統具有更好抗沖擊能力，因此一般大家認可的做法是用于建筑物的首層外墻外保溫，并且其安全性設計以釘為主，以粘為輔。

擠塑板在傳統外墻外保溫系統中應用的弊病

        擠塑板在傳統的外墻外保溫技術中應用面積最大的是擠塑板薄抹灰外墻外保溫系統，同時也是出現問題最多的一種系統。擠塑板具有閉孔結構良好，吸水率和導熱系數都很低的優點，因此近一段時期有應用量加大的趨勢。但在已完成的外保溫工程中，開裂現象比較普遍，開裂程度也較為嚴重（圖1）。

       擠塑聚苯板造成的保溫層開裂，除了與膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫體系有類似的原因外，還有以下原因：整個體系材料不配套，未經大型耐侯性試驗驗證。擠塑板雖然具有良好的保溫防水性，但由于其強度較高、變形應力大、表面光滑、疏水難以粘結等原因，國外主要用于屋面及地面±0以下墻面的保溫。

       目前，國內未經體系研究就用于墻面保溫，如不經過大型耐侯性試驗驗證對材料性能嚴格控制，必然出現較為嚴重的質量事故。

         擠塑聚苯板比膨脹聚苯板密度大、強度高，由于自身變形及溫差變形而產生的變形應力也很大，相對于每條板縫來說，相臨兩塊板自身的應力變化是反向的，對板縫處進行擠或拉，易造成板縫處開裂。擠塑聚苯板具有更小的導熱系數，為0.029W/(m2•K)，而抗裂砂漿的導熱系數為0.93 W/(m2•K)，兩層材料的導熱系數相差32倍，比膨脹聚苯板與抗裂砂漿的導熱系數相差更大，因此更易產生裂縫。

         擠塑板不適宜做墻體保溫材料的另外一個主要的原因，就是擠塑板的密度太高，不透氣，制約了墻體的呼吸功能，墻體無法呼吸的時候就要想辦法出氣，于是就出現了裂縫。因此擠塑聚苯板雖然具有比膨脹聚苯板優良的保溫防水性，但由于用于墻面保溫還缺乏大型耐侯性試驗，及成功的工程實例驗證，所以尚須很多問題需要解決。

        綜上所述，實際上影響擠塑板在傳統外墻外保溫技術中大量應用的技術瓶頸有以下三個方面：1.擠塑板表面光滑致密積低吸水的性能，直接造成難以與配套的產品粘結導致開裂、脫落的弊?。?.擠塑板透氣性差易形成板印子，而帶來的整個體系水蒸汽滲透受阻造成的開裂、脫落的弊??；3.擠塑板與臨近配套材料導熱系數相差過大，而帶來熱脹冷縮過快，容易開裂的弊病。

        因此要想成功的在外墻外保溫墻體中應用擠塑板，必須找出一種有效地解決擠塑板弊病的技術方案。

圖1 采用擠塑聚苯板外保溫工程面層開裂照片

解決擠塑板弊病的合理技術方案：
膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術

        針對擠塑板目前存在的一些弊病，北京振利高新技術公司經過數年艱苦研究及工程驗證，創造性地提出了合理的解決弊病的技術方案：膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術。膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術中，擠塑板界面劑有效地解決了擠塑板不吸水、光滑難粘結的弊??；擠塑板的尺寸及板上開孔的設計，使施工操作變得更為快速簡易，并進一步增加了體系聯結的安全度，使整個系統透氣更為均勻；用粘結型保溫漿料貼砌擠塑板的做法，有效地解決了擠塑板難以粘結及系統不透氣的弊?。挥谜辰Y型保溫漿料對擠塑板進行找平處理的做法，有效地解決了相鄰材料導熱系數偏差過大容易開裂的弊病，其“相鄰材料導熱系數逐層漸變路線”使整個體系的抗裂性能、抗風壓性能以及防火性能均會得到很大程度的提高，并保證了整個保溫做法的穩定性。

        因此膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術，是有效解決擠塑板自身缺陷的一種新型外墻外保溫技術，其已得到成功的工程應用，必將成為未來發展較快的一種新保溫做法。

膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術的構造

         置于建筑物外墻外側的保溫及飾面系統：涂料飾面時是由膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料、雙孔擠塑板、抗裂砂漿復合耐堿網格布和涂料等組成的系統產品；面磚飾面時是由膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料、雙孔擠塑板、抗裂砂漿復合熱鍍鋅鋼絲網（四角電焊網或六角編織網）、塑料錨栓和面磚等組成的系統產品。

        擠塑板面層有膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料找平層時稱為“貼砌擠塑板LBL型”外墻外保溫系統，擠塑板面層沒有膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料找平層時，稱為“貼砌擠塑板LB型”外墻外保溫系統，其中“L”表示膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料，“B”表示擠塑板。

膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板
外墻外保溫技術的關鍵配套材料

1.雙孔擠塑板

         在擠塑板長度方向的中軸線上開有兩個垂直于板表面通孔的保溫板，兩通孔相對于寬度方向的中軸線對稱。擠塑板表面開有與長度方向平行的梯形槽，也可不開槽。

用于外墻外保溫的擠塑板的物理性能應滿足表1的要求，其它性能應符合GB/T 10801.2-2002的要求。

表1 擠塑板的物理性能

2.擠塑板界面劑

        該產品是由聚合物乳液、觸變劑等多種添加劑為主要原材料制成的均勻液體材料。在工地現場與水泥、砂子按比例混合制成擠塑板界面砂漿，涂覆于擠塑板表面，用于解決擠塑板表面光滑不易粘結的問題，避免擠塑板表面吸水率過低，不易與水泥材料粘結而產生空鼓及脫落現象發生，保證工程質量。該產品配制的砂漿具有如下特點：1.粘結力強，具有良好的塑變彈性；2.抗凍融、耐候性、耐久性優異；3.具有良好的耐水性能；4.環保安全，無毒害、無污染。擠塑板界面砂漿的性能指標應符合表2規定的要求。

表 2 擠塑板界面砂漿的性能指標

3、膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料

膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料的性能指標應符合表3的要求。

表3 膠粉聚苯顆粒粘結找平漿料的性能指標

膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板
外墻外保溫技術的關鍵技術

1、擠塑板界面處理技術

擠塑板因其表觀密度較大，抗拉強度較高，表面光潔致密程度較高及其吸水率過低等因素，導致經常會發生以擠塑板設計的外保溫體系容易產生空鼓、脫落、開裂等現象的形成，因此擠塑板界面處理劑的設計必須綜合考慮上述的因素。

外墻外保溫配套材料絕大多數為水泥基的聚合物砂漿，擠塑板界面處理劑的設計必須起到與水泥砂漿、擠塑板都能很好粘結的作用，其形成的界面砂漿在做拉拔試驗時必須能很好地破壞擠塑板，并考慮其耐水、耐溫變、耐凍融后的性能也能滿足要求，并且具有一定的柔韌性。

市面上擠塑板的界面處理有以下四種方法：

（1）滾涂聚合物乳液或底漆進行界面處理，不太成功的方法，容易起皮，其與水泥砂漿、擠塑板不能很好的粘結。

（2）環氧類膠漿的界面處理方法，其能解決與擠塑板良好的粘結，但因界面膠漿本身硬度較高、光潔程度較高，其與水泥砂漿的粘結就顯得不是很理想，另外其耐候性也存在一定的問題，加上其生產工藝較復雜及成本太高，也是一種不太成功的方法。

（3）單組分的界面砂漿，因施工時稠度要求較稀，水灰比較大，要解決與擠塑板的粘結，其膠粉摻量必須加大，相對成本會較高，其性能應做相應的實地驗證。

（4）出廠擠塑板預先進行打磨處理，但擠塑板很多優異性能來自于其光滑致密的表皮，這樣一來實際對擠塑板造成很大的破壞。雖然其拉毛的構造可以與配套砂漿有一個機械咬合的作用力，但經過拉拔試驗測試，這種作用力還是不能有效地對擠塑板形成粘結力。但目前又很少有人注意到這一點，現在市場上的應用量還是比較大的。

（5）本公司研制的雙組分界面砂漿，設計較為合理，成本也較為合適，其無機復合有機配方的設計，能同時有效解決與水泥砂漿、擠塑板良好的粘結，并且具有較好的柔韌性、耐候性。該技術的成功研制有效地解決了一直困擾著擠塑板材料不好配套的問題，并使其界面良好粘結成為可能。

2、膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板技術

一般設計院對擠塑板與基層聯結安全度的設計，主要是考慮錨固件的作用力，即以釘為主，以粘為輔。因擠塑板難以有效粘結，故膠粘劑的作用力設計時一般不予考慮。傳統擠塑板外保溫系統一般按4個錨栓/m3的數量設計，其系統聯結安全度為：4×1.0KN（假設單個錨固件的抗拉承載力為1.0 KN）/ m2=0.004MPa。本系統擠塑板因進行過有效的界面處理，所以使系統聯結安全從最薄弱的擠塑板界面部位（沒有粘結力）有效地轉移到底層滿粘的膠粉聚苯顆粒粘結找平層上（0.1 MPa），其系統聯結安全度是傳統擠塑板外保溫系統的25倍（0.1MPa/0.004MPa），另外，擠塑板雙孔的設計也進一步地提高了整個系統的安全性。

膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板的做法，其底層、板縫、面層設置膠粉聚苯顆粒漿料層，可有效規避擠塑板，由于養護周期不夠收縮嚴重等弊病，另外也有效地改善了整個系統的透氣性，消除了板印子的存在，其膠粉聚苯顆粒漿料層層楔結的設計，使整個系統的安全性進一步得到了提高。

用膠粉聚苯顆粒漿料對擠塑板進行找平處理的作法，有效地解決了相鄰材料導熱系數偏差過大容易開裂的弊病，其“相鄰材料導熱系數逐層漸變路線”使整個體系的抗裂性能、抗風壓性能以及防火性能均會得到很大程度的提高，并保證了整個保溫做法的穩定性。

另外，整個系統的材料選用與設計采用“柔性漸變逐層釋放應力的抗裂技術路線”，其合理的設計也進一步地提高了整個系統的安全性。

值得一提的是，實際上現在市場上擠塑板的阻燃性往往都達不到B2級要求，而只有個別國外的產品能夠達到相關要求，但其價格是國產擠塑板的2倍多。如前一陣子，烏魯木齊外環路自來水公司樓設計的擠塑板薄抹灰外保溫系統，就因為電焊引起的火災，使一面墻的擠塑板隨著火勢的蔓延整個迅速熔化掉，這種體系充分說明了在遇到火災時，在保護國家財產和人身安全方面，該體系對防火的設計方面幾乎是空白。

但如采用膠粉聚苯顆粒貼砌設計的做法，由于其充分考慮了國內高層建筑的防火問題，材料的耐火等級設計B1級，而且已通過國家大型實驗室耐火等級試驗，對火災有良好的延緩自熄性，特別在高層建筑，更能體現它耐火的優越性，恰好可彌補一般擠塑板的阻燃性能達不到設計要求的弊病。

膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板技術的
主要性能試驗驗證

      因膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術實際上與膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板外墻外保溫技術是同一種技術：構造相同只是夾心保溫材料不同，其它配套材料都是相同的，因此，我們只要能證明膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術中擠塑板是良好聯結就可以了。復合型膠粉聚苯顆粒體系的系統試驗都是一樣的，沒有必要全部去做，參照即可。我們在實驗室里按相關的規范進行模擬試驗，對系統樣塊進行了抗拉拔試驗，結果破壞界面在膠粉聚苯顆粒粘結找平層上，數值為0.1MPa，也充分證明了系統的聯結是安全有效的，對其耐凍融、耐水性做了相關的試驗研究，并在室外制做大型的樣板墻，對其耐候性進行實地驗證，歷經三夏二冬，未發現開裂、空鼓和脫落的現象。因此，膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術應該是一種安全、合理的擠塑板全新概念的新型外墻外保溫技術。當然做為一種新的技術，我們還須做大量的試驗，來進一步考察系統的安全性與合理性。

工程應用情況

     膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術已在北京、天津、新疆等地應用了10萬平方米，并在不斷完善和提高。典型工程有：北京亞運欣欣家園、北京望京K6、北京八仙別墅、北京香山青琴別墅、新疆昌吉西域家園9#10#11#樓等工程，取得了較好的效果，得到了甲方、監理方和房地產開發商的高度認可。

結論

      擠塑板均勻密閉蜂窩狀的結構組織，使其擁有出色的保溫隔熱性能、優越的抗濕性和很高的抗壓強度，因此，實際上在國外擠塑板主要用在屋面、地面、冷庫、嚴寒地面凍脹控制等領域，在中國其主要用途是作為外墻外保溫墻體的保溫材料，大概其銷售比例的70%都用在外墻外保溫墻體之中?，F在生產擠塑板的廠家已達到幾百家，質量良莠不齊。擠塑板在傳統的外墻外保溫技術中應用面積最大的是擠塑板薄抹灰外墻外保溫系統，但同時也是出現問題最多的一種系統。

     北京振利高新技術公司對目前擠塑板在傳統外墻外保溫系統中應用受到限制的原因進行了分析，創造性地提出了解決擠塑板弊病的合理的技術方案：膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術，對其進行了大量的工程應用，并取得了不錯的效果。

       膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術是目前有效解決擠塑板自身缺陷的一種新型的外墻外保溫技術，其已得到成功的工程應用，必將成為未來發展較快的一種新的保溫作法，因此擠塑板具有很好的應用前景。

       隨著膠粉聚苯顆粒貼砌擠塑板外墻外保溫技術的不斷成熟，其應用會得到大大的推廣。目前，利用該技術已經在北京、烏魯木齊進行了部分工程試點，效果比較好，其保溫性能、耐候性能、抗裂性能都得到了實際工程應用的檢驗，從而也進一步地驗證了該技術體系的合理性、科學性。