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一、材料介紹
1.1政策背景
改性聚苯板類型的材料本質上可以說是一款政策性的產品。近年來的建筑外墻火災頻發(fā)(2009年南京中環(huán)國際廣場、2008年哈爾濱經緯360度雙子星大廈、濟南奧體中心、2009年北京央視新址附屬文化中心、2010年上海膠州路教師公寓、2011年沈陽皇朝萬鑫大廈相繼發(fā)生建筑外保溫材料火災,甚至在前幾天2019年5月24日南京新街口金鷹可燃物質失火外墻烈焰滾滾)讓保溫材料的燃燒性能得到非常重視。
1.2 改性聚苯板
改性聚苯板是一個大類,包括我們常說的勻質板、硅質板、真金板等,他們萬變不離其宗。采用分倉式用不燃材料,把這個EPS顆粒包裹起來。根據JG/T536-2017《熱固復合聚苯乙烯泡沫保溫板》規(guī)定,熱固復合聚苯乙烯泡沫保溫板以聚苯乙烯泡沫顆?;虬宀淖鳛楸鼗w,使用處理劑復合制成的板狀制品,其復合工藝主要有顆粒包覆、混合成型或基板滲透等,在受火狀態(tài)下具有一定的形狀保持能力且不產生熔融滴落物的特點。
該類產品按密度分為:
D型,低密度型,標稱密度35~50kg/m3,采用以有機材料為主要成分的處理劑通過顆粒包覆處理加工制成。
G型,高密度型,標稱密度140~200kg/m3,采用以無機材料為主要成分的處理劑通過混合成型或基板滲透處理加工制成。
按導熱系數(shù)分類分為:
040級,導熱系數(shù)≤0.040W/(m·K) 對應D型(低密度型)
050級,導熱系數(shù)≤0.050W/(m·K) 對應G型(高密度型)
060級,導熱系數(shù)≤0.060W/(m·K) 對應G型(高密度型)
二、材料特點
企業(yè)響應國家政策,積極研制A級保溫材料這是值得肯定的,這樣保溫行業(yè)才能進步。但目前對EPS進行改性使其作為A級保溫材料使用,確實有很多弊端。
2.1 燃燒性能能不能達到A級?
難以達到A級。
改性聚苯板除石墨改性模塑聚苯板(改性聚苯板的一種)老老實實標注B1級外,其余改性聚苯板如勻質板、硅質板、熱固性改性復合板(真金板)等等,這些材料的生產廠家都將其作為A2級保溫材料在推廣銷售。JG/T536-2017《熱固復合聚苯乙烯泡沫保溫板》標準也規(guī)定了G型(高密度型)可以做到A2的燃燒性能等級。但實際上該材料在外墻保溫實踐中應用上墻后的板材難以達到A級材料。
廠家送檢的A級材料是高容重,但現(xiàn)場實際使用往往被替換為低容重的了,其密度不超過90kg/m3,超過的很難施工了。
真金板的紅色部分,有阻燃劑,也用酚醛材料,這些材料摻雜在一起,達到A2級是很牽強的。單純的酚醛雖然氧指數(shù)達到38左右,但也不是A級材料,與EPS顆粒雜合在一起也是不能達到A級。
硅質板用了二氧化硅硅酸鹽之類(水泥)的東西,在實驗室可能達到A級,但摻入物質大大增加,保溫板的保溫性能大打折扣,雖然防火但作為保溫材料使用就牽強了。
2.2 保溫性能如何?
“準A級”改性聚苯板保溫性能差。
保溫性能是保溫材料的關鍵指標之一。從產品標準可以看到保溫材料導熱系數(shù)在0.040 W/(m·K)以上。簡單分析,改性聚苯板的主要成分,大多數(shù)成分為EPS聚苯顆粒,純粹的這種材料其導熱系數(shù)在0.039~0.041 W/(m·K),當板體摻加了其他物質,如硅質水泥、阻燃材料等,其導熱系數(shù)只增不減。倘若按照G型高密度A級保溫板使用,其導熱系數(shù)在0.050~0.060 W/(m·K)甚至更高,所以完全不像有些廠家宣稱的勻質板(硅質板)延續(xù)了聚苯板導熱系數(shù)低,保溫性能好。保溫性能尚可的,做到0.040 W/(m·K)左右的是低密度板,其燃燒性能只能劃分到B1級范疇。
在很多地方,這種主要成分為EPS的改性聚苯板的燃燒性能判定為B1級。
在目前的市場上,我們搜一下硅質保溫板改性聚苯板可以看到廠家都是按照A級來宣傳,這是有局限性的。很多負責任的大廠雖然取名AEPS聲明其還是B1級的。
2.3板材重不重?
有廠家雖然宣稱可以做A級的檢驗報告,但其產品密度達到180~200kg/m3甚至更高,這樣的板材自重大,成本高,導熱系數(shù)高,基本上不會大面積的用于外墻,用作外墻的材料往往成了D型低密度的改性聚苯板。有些廠家標稱:密度為80~100的硅質板就能達到A2級的燃燒等級,是不負責任的。
可以說這類改性聚苯板與水泥發(fā)泡板的密度范圍屬于同一個范疇,他們都是150~300 kg/m3左右的區(qū)間。高于巖棉的80~160kg/m3的密度區(qū)間。這些“A級”改性聚苯板上墻后的重量重,安全性能差。
2.4板材物理性能指標如何?
(1)抗拉強度低,這類板材如果作用A級高密度型,其垂直于板面的抗拉輕度050級≥0.10Mpa,060級≥0.12MPa。實際上技術中心對市面上的改性聚苯板做復檢,其強度達不到0.10Mpa便產生了破壞。
(2)尺寸穩(wěn)定性差。在標準規(guī)范里面對D型低密度的改性聚苯板的要求為≤0.8%,這個值比較高了,EPS模塑聚苯板的尺寸穩(wěn)定性為≤0.3%。而G型高密度的改性聚苯板對這一指標避而不談,不做要求。不做要求是不可能的,做了又被動。廠家宣稱的尺寸穩(wěn)定性≤0.3%,完全照搬GB/T29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)材料》的指標要求,是很難達到的。這些改性聚苯板將有機的聚苯顆粒與無機的材料摻雜在一起,二者性能有差異,其尺寸穩(wěn)定性只會變差,形變較大。
(3)吸水率大,這個很好理解,因為改性聚苯板中添加了很多無機的材料,這些無機的材料比如水泥、二氧化硅,水泥的主要成分就是硅酸鹽,這些物質就是吸水的。吸水后顆粒之間的凝聚力就減弱掉,同時內聚力也被破壞掉。所以特別容易掉粉,掉渣。廠家宣稱A級改性聚苯板吸水率≤6%,在標準規(guī)范中為≤10%(EPS為≤3%),可見改性聚苯板的吸水率是很大的,其規(guī)范值與水泥發(fā)泡板相當。
吸水率大的保溫材料會導致哪些不良后果呢?
1)施工時,吸水率大的改性聚苯板會從膠粘劑和抹面砂漿中搶水分,導致膠粘劑的抹面砂漿的水灰比發(fā)生變化,其施工質量受到影響。吸水率較大容易讓覆蓋在其上面的砂漿養(yǎng)護不到位,因為膠粘劑和抹面砂漿養(yǎng)護過程中是需要水的。表現(xiàn)在作為粘結砂漿的膠粘劑無法按照預期達到粘結強度,同時抹面膠漿又因板面吸水容易產生開裂的現(xiàn)象。
2)使用過程中,一旦外墻滲水,保溫材料吸水受潮,重量加劇,保溫性能喪失不說,強度降低,材料容易下墜沉積,產生脫落風險。
(4)材質脆。由于其滲透工藝或分倉工藝,每個EPS顆粒之間包覆了一層阻燃物質或硅質無機材料,EPS顆粒之間的粘結能力減弱。改性聚苯板往往容易產生掉粉、顆粒容易剝落等缺陷。在做拉拔力時間的時候,觀察板面的斷裂面,往往是顆粒完好,顆粒之間的阻燃物質呈粉狀掉渣。這表面顆粒之間粘結力不佳。
改性聚苯板斷面
用手摸改性聚苯板,能感覺到碎屑的脫落,品質感覺不好。這款產品還要在表面打釘固定(其施工工藝與EPS保溫板類似),電鉆鉆孔,敲擊錨釘又會對這款材料本體造成沖擊,脆性的特質更容易在外墻破碎。即熔結性較差。掉渣嚴重。
三、市場應用情況
改性后的聚苯板吸水率較大,用于實際工程往往可能大大降低保溫性能。手摸板材有掉渣現(xiàn)象,實際大批量生產因為價格低,其質量可能更差。材料性能達不到真正的A級。從工程實踐看,尚未有大量的案例可以驗證此板的實際操作性能和完工質量。所以選擇改性聚苯板作為A級材料使用需要慎之又慎。
這款產品也可以說是目前保溫行業(yè)百花齊放百家爭鳴時代的衍生產品,在GB50016建筑防火設計規(guī)范嚴格執(zhí)行的今日,屬于擦邊球的產品,局限性很大。論防火性能應納入B1級范疇,論價格成本又干不過石墨改性模塑聚苯板。
政府政策層面,已經有江西省限制使用這款材料了。在2019年4月19日山西省出臺《關于建筑節(jié)能產品(技術)推廣應用有關事項的通知(試行)》中規(guī)定,熱固復合聚苯板(D型、G型)限制使用,不再列入山西省建筑節(jié)能產品推廣目錄。
其中G型高密度型的復合聚苯板不能用于薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng),理由為熱工性能差、吸水率較高、導熱系數(shù)高、密度大、難以滿足建筑節(jié)能設計標準要求,無機材料成分難以確認,鎂系板尚存在返堿、返鹵、返潮等現(xiàn)象。
D型低密度復合聚苯板不能作為A級保溫材料使用,這就意味著用D型冒充G型作為A級使用明令禁止。當然了這類材料是不甘心被降級為B級材料的,這違背了它的研發(fā)初衷,要知道選擇B級材料,EPS和SEPS這兩位老大哥的地位很穩(wěn)妥的,又便宜,又輕質(才18~22kg/m3)。
總之,A級材料選擇改性聚苯板是不合適的,雖然它在我國一些地方仍然有市場。目前半硬質的憎水性巖棉板/帶是主流的常見的正宗A級材料。當然也有價格較貴的真空絕熱板,也有目前市場地位減少的發(fā)泡水泥板等。A級無機保溫材料還會面臨防火性能與保溫性能相矛盾的難題。
四、A級保溫材料性能指標對比
結論:
1.真空絕熱板導熱系數(shù)最低,保溫性能好,燃燒等級A級不燃,吸水率較低,應用厚度最薄。但在某些區(qū)域禁用在外墻(如江蘇),造價較高,板面無法打釘,現(xiàn)場不能裁切。成本造價較高;定型產品現(xiàn)場無法切割;工序復雜。
2.工期較長,板縫需要保溫砂漿處理,在安裝處理過程中容易受損。
3.巖棉板/巖棉帶A級不燃,導熱系數(shù)較低,雖吸水率較高,但通過憎水性巖棉改性后可以彌補,目前是A級保溫材料的常用材料。
4.泡沫玻璃A級不燃,但密度大,產品本身容易粉化不適合低溫地區(qū)使用,因為其物理性質并不算太穩(wěn)定。
5.復合巖棉板 A級不燃,提升防水性能,抗壓抗拉強度高,施工便捷,人工成本低,平整度好、本體強度高、抗沖擊性能好。但自重較重,應用高度受到限制,地方規(guī)范缺乏,推廣難度較大。
6.發(fā)泡水泥板防火性能好,燃燒性能等級A級不燃。但材質較脆,容易出現(xiàn)缺棱掉角的情況,上墻后強度低,破損率高,尺寸誤差大、吸水率高。該產品為JGJ289-2012《建筑外墻外保溫防火隔離帶技術規(guī)程》中推薦的防火隔離帶保溫材料,但宜選用巖棉帶。目前該類保溫產品設計應用較少。
7.無機輕集料保溫砂漿 防火、阻燃、安全性高、 理化性能穩(wěn)定且環(huán)保無公害。 理化性能穩(wěn)定且環(huán)保無公害。 耐酸堿、耐腐蝕性能好、能有效阻止建筑梁、柱等構件部位冷熱橋的產生,保溫性能差,施工質量難以保障。吸水率高,防水性能差,安全性能差,空腔,起鼓,加上涂料系統(tǒng),施工復雜、工期長;全國范圍內已經全面叫停無機保溫砂漿類等保溫材料的推廣應用,只有浙江省部分限制,只允許在12米以下項目使用。
8.發(fā)泡陶瓷保溫板 不燃燒(A級),與墻體粘結力強,強度高,無毒害放射物質,環(huán)保。與建筑物使用壽命同期,而且施工簡便、快捷。技術性能優(yōu)于泡沫玻璃、泡沫陶瓷等墻體保溫材料。缺點:導熱系數(shù)較高(≤0.085 W/(m·K))強度低(脆),吸水率高,無法與泡沫玻璃、泡沫陶瓷、酚醛泡沫板、聚苯顆粒、聚苯板、擠塑板等墻體保溫材料相比。應用少。
9.改性聚苯板,高密度板熱工性能滿足不了要求,不建議用于外墻外保溫系統(tǒng)。
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