不同芯材保溫裝飾一體板的性能分析及對比研究

夏 彥

（甘肅省科工建設集團有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

保溫裝飾一體板廣泛應用在新建建筑和既有建筑改造中，并且是裝配式建筑的主要組成部分。保溫裝飾一體板是我國結合薄抹灰技術與外墻干掛幕墻技術發(fā)展而來的一種新型外墻外保溫材料，保溫和裝飾兩種功能通過工廠生產的方式完美結合，避免了傳統(tǒng)薄抹灰系統(tǒng)造成施工工藝復雜，施工難度大，經常出現(xiàn)開裂、起鼓、起皮等質量問題[1]，并且裝飾效果好，種類齊全，能與石材裝飾效果媲美。保溫裝飾一體板由飾面層、裝飾面板、保溫材料組成[2]，常用的保溫材料有巖棉條、石墨聚苯板、擠塑聚苯板、硬質聚氨酯板及真金板等。以上保溫材料均可滿足保溫裝飾一體板的生產要求，并且燃燒性能均能達到 B1級以上，但部分性能仍有較大差異，實際工程設計過程中往往只考慮保溫材料的單一性能而造成保溫裝飾一體板的耐久性和安全性降低。本文結合保溫裝飾一體板的生產及應用要求，對以上保溫材料的性能指標加以對比研究，為不同芯材保溫裝飾一體板的選用提供理論指導。

1 常用的保溫裝飾一體板保溫芯材

1.1 巖棉條

巖棉條是以天然玄武巖或白云巖為主要原料，在高溫作用下融化，通過離心機形成無機纖維狀材料，加入粘接劑、防塵油等添加劑，碾壓形成巖棉板。再由巖棉板裁切成不同厚度的巖棉條。巖棉條相對于巖棉板來說，垂直于板面方向的抗拉強度有較大提高。

1.2 石墨聚苯板

石墨聚苯板是膨脹聚苯板的一種，在傳統(tǒng)的聚苯板中加入石墨，其組份中的石墨顆?？梢韵耒R子一樣反射熱輻射，通過改性后的石墨聚苯板，保溫性能相對于普通EPS板可提高30%，并且防火性能可達到B1級[3-5]。

1.3 擠塑聚苯板

擠塑聚苯板屬于擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的一種，簡稱XPS板，是將聚苯乙烯、發(fā)泡劑和其他助劑通過擠出機進行連續(xù)擠出發(fā)泡成型的一種發(fā)泡材料。XPS板具有完美的閉孔蜂窩結構，這種結構使得XPS板具有較強的不透水性和較高的保溫性能。

1.4 硬質聚氨酯板

硬質聚氨酯板是以熱固性材料硬泡聚氨酯為芯材，在車間加工而成，雙面帶有界面層的保溫板，簡稱PU板。PU板孔隙率結構穩(wěn)定，基本上是閉孔結構，不僅熱系數(shù)低，熱工性能好，而且抗凍融、吸聲性也好。

1.5 真金板

真金板采用“顆粒防火隔離膜”技術，運用共聚改性技術使EPS單體顆粒具有與防火物質相同的特性，并運用微相復合技術在每個有機顆粒表面形成防火隔離膜，使每一個顆粒形成相對獨立的有機顆粒防火單元。簡稱TPS板。該保溫材料最大的特點就是，相對于其他的有機保溫材料，防火性能大幅提高。

2 實驗

2.1 材料及實驗結果

本實驗采用8mm厚硅酸鈣板作為裝飾面板，保溫材料和裝飾面板采用雙組份聚氨酯膠粘接，雙組份聚氨酯主劑是一種含羥基的預聚物，固化劑采用聚亞甲基聚苯基異氰酸酯，二者按4:1均勻混合。實驗樣塊采用50mm*50mm，保溫芯材厚度采用50mm，每組實驗樣塊數(shù)量為6塊，分別測定不同保溫芯材保溫裝飾一體板的單位面積質量、拉伸粘結強度、導熱系數(shù)、燃燒性能。實驗結果如表1所示：

表1 不同芯材保溫裝飾一體板的性能指標

2.2 實驗結果分析2.2.1 單位面積質量

根據(jù)行業(yè)標準《保溫裝飾板外墻外保溫系統(tǒng)材料》JG/T 287規(guī)定，保溫裝飾一體板可根據(jù)單位面積質量分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型板單位面積質量≤20kg/㎡，Ⅱ型單位面積質量為20kg/㎡～30kg/㎡。由圖1可見以巖棉條為芯材的保溫裝飾一體板單位面積質量最大，其次為TPS板芯材的保溫裝飾一體板。石墨聚苯板芯材保溫裝飾一體板單位面積質量最小。從安全性的角度來說，單位面積質量越小，安全性越強，因此石墨聚苯板芯材的保溫裝飾一體板安全性更高。

圖1 不同芯材保溫裝飾一體板單位面積質量

2.2.2 拉伸粘結強度

本次測定拉伸粘結強度的實驗過程中，破壞均發(fā)

生在保溫材料中，符合規(guī)范要求。保溫裝飾一體板拉

伸粘結強度作為重要的物理指標，保證了保溫裝飾一體板的整體穩(wěn)定性，避免板面分離、脫落、起鼓等質量問題。由圖2可知，TPS板為芯材的保溫裝飾一體板拉伸粘結強度最高，其余四種基本相同。

圖2 不同芯材保溫裝飾一體板拉伸粘結強度

2.2.3 導熱系數(shù)

隨著國家對建筑節(jié)能要求的不斷提高，甘肅省已經實施《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能（75%）設計標準》，因此保溫裝飾一體板的保溫性能指標成為評價材料的關鍵性指標之一。由圖3可知，PU板導熱系數(shù)最低，保溫性能最好。巖棉條和TPS板芯材導熱系數(shù)較大，如果考慮75%的節(jié)能要求，巖棉條和TPS板保溫芯材厚度將到達80mm以上，并且?guī)r棉條芯材保溫裝飾一體板單位面積質量較高，增加保溫芯材厚度將會影響施工難度及安全性。

圖3 不同芯材保溫裝飾一體板導熱系數(shù)

2.2.4 燃燒性能

根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014要求，對于住宅建筑高度大于100m時、其他建筑大于50m時保溫材料的燃燒性能應為A級。住宅建筑高度27m-100m、其他建筑24m-50m的建筑外墻保溫材料的燃燒性能應不低于B1級。由表1可知，由于巖棉為無機材料，因此燃燒性能等級最高，可達A1級。其余四種材料為有機材料，TPS板由于添加特殊的阻燃材料，燃燒等級可達到A2，可滿足100m以上的住宅及50m以上的其他建筑需要。石墨聚苯板、PU板、XPS板燃燒性能為B1級，可適應于住宅建筑高度27m-100m和建筑高度24m-50m的其他建筑。

3 結論

（1）不同芯材保溫裝飾一體板單位面積質量巖棉條＞TPS板＞PU板＞XPS板＞石墨聚苯板，從安裝難以程度及安全性來說，石墨聚苯板相對較好；

（2）不同芯材保溫裝飾一體板拉伸粘結強度TPS板＞XPS板＞石墨聚苯板＞巖棉板和PU板。TPS板的整體穩(wěn)定性、耐候性和安全性相對較好；

（3）不同芯材保溫裝飾一體板導熱系數(shù) TPS板＞巖棉條＞石墨聚苯板＞XPS板＞PU板。PU板保溫性能更好，對于節(jié)能要求較高的建筑建議選用PU板作為保溫裝飾一體板的芯材；

（4）不同芯材保溫裝飾一體板燃燒性能，巖棉條和TPS板為A級，其余為B1級，對于防火要求嚴格的建筑，建議使用巖棉條或TPS板作為保溫裝飾一體板芯材。