墙体保温材料技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

1、EPS板薄抹灰外保温墙体技术 

EPS板薄抹灰系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成，EPS板用胶粘剂固定在基层上，薄抹面层中铺满玻纤网。

EPS的化学名称为发泡聚苯乙烯，是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小，导热系数小，吸水率低，隔音性能好，机械强度高，而且尺寸精度高，结构均匀，因此在外墙保温中其占有率很高。

EPS板薄抹灰外保温系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统。该系统用EPS板粘贴外墙外保温，具有整体保温效果好、导热系数小、不破坏保温层、隔断冷热桥、没有冷凝点、耐久性好等特点。其缺点是由于板材自身的性质问题，其强度不高，承重能力较低，外贴面砖时需要进行加强处理；板材出厂时要经过一段成熟期，需放置一段时间才可使用。如果熟化时间不足，板材的质量不能得到保证，施工后板材收缩，使系统开裂。

从施工方面和综合经济核算方面考虑，EPS板厚度一般不宜小于3cm，在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区不宜广泛采用。该系统适用于各种新建建筑的混凝土和砌体结构外墙，也适用于既有建筑节能改造。该系统适用于多层建筑和高层建筑，建筑物高度在20m以上时，在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。EPS板薄抹灰系统一般不适用于面砖饰面,但目前也有一些有益的尝试。为了保证施工要求，进行耐候性试验是非常重要的；同时，为了使面砖与抹面层具有牢固的结合，两者间的粘结强度应大于0.2MPa, 辅以粘钉结合方式固定EPS板，锚栓应钉在网布外并钉在粘胶点处；为了能承受剪切应力，EPS板的密度应不低于30kg /m3。

2、岩棉板外保温墙体技术

岩棉板外保温系统采用机械固定件将岩棉板固定在外墙上，外挂镀锌钢丝网并抹胶粉ＥＰＳ颗粒保温浆料，表面做玻纤网增强抗裂砂浆薄抹面层和饰面涂层。岩棉板密度和压缩性能应符合设计要求，金属网和所有金属部件应做防锈处理。系统抗风压值不应小于设计要求的风荷载值。 

岩棉（矿物棉）是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好、耐久性好，能够做到与结构寿命同步。 

岩棉板外保温系统具有环保性好、保温性能好、防火等级高等特点，因而具有很好的应用前景。岩棉外墙外保温隔热的应用在欧洲、北美比较广泛，北欧人均20kg，美国人均5-10kg，岩棉外保温隔热系统尤其实用于防火等级要求高的建筑。国外20m以上的建筑一般都不用聚苯板作为外保温隔热。

采用钢丝网和锚固件将岩棉板固定在基层墙体上，其配套使用的聚苯颗粒浆料能提高岩棉板面层的强度，主要是为了解决高层建筑防火的要求，高层建筑的保温隔热层应具有更好的抗火灾功能，并应具有在火灾情况下防止火灾蔓延和防止释放烟尘或有毒气体的特性，材料强度和体积也不能损失降低过多，面层无爆裂、无塌落，否则，就会给住户或消防人员造成伤害，对施救工作造成巨大的困难。 

3、XPS板外保温墙体技术 XPS板外保温系统是以XPS板为保温材料，采用粘钉结合的方式将XPS板固定在墙面的外表面上，聚合物胶泥作保护层，以耐碱玻璃纤维网格布为增强层，外饰面为涂料或面砖的外墙外保温系统。 

XPS板是由聚苯乙烯树脂和添加剂在一定温度下采用模压设备挤压而成的绝热制品，具有连续均匀的表层和全闭孔的蜂窝状结构，蜂窝状结构互相紧密连接，没有空隙。因此，它不仅具有极低的热导率和吸水率，较高的抗压、拉伸和抗剪强度，更具有优越的抗湿、抗冲击和耐候等性能，在长期高湿或浸水环境下，仍能保持优良的保温性能，是当今建筑业物美价廉的环保材料。 

XPS板外保温系统是其存在的缺点为因为XPS板本身的强度较高，从而造成板材较脆，不易弯折，板上存在的应力时应力集中，容易使板材损坏、开裂；透气性差，几乎不透气，如果板两侧的温差较大，湿度高很容易结露；国内尚无国家标准；欧美、韩国等保温技术先进国家尚无推广；使用吸胶性差，粘结后破坏面为XPS板表面，粘结强度不够。

第二节 产品工艺特点或流程

1、保温层 

保温层是外墙外保温系统中最关键的组成部分，主要起保温隔热作用。目前，作为墙体保温层的保温材料，种类繁多，主要分为无机、有机和金属三类；由于外保温材料置于墙体的外侧，直接与外界接触，承受的温差大，因此，保温材料不仅要有良好的阻抗热流传递的性能即大的热阻、小的传热系数，而且对保温材料的耐候性、耐久性和保温体系的抗裂、防火、防水、透气、抗震、抗风压能力提出较高的要求。

具体来说，平均传热系数要满足设计要求，与基层和防护层能形成一个整体，满足系统耐久性要求。应采用热阻值高，即导热系数小的高效保温材料，其导热系数一般应小于0．06W／(m·K)。根据设计计算，规定一定厚度以满足节能标准对该地区墙体的保温要求。此外，保温材料的吸湿率要低，而粘结性能要好；为了使所用粘贴剂在其表层的应力尽可能减少，对于保温材料，一方面要用收缩率小的材料，另一方面在控制其尺寸变形时产生的应力要小为此，可采用的保温材料有：膨胀型聚苯乙烯（EPS）板、挤塑型聚笨乙烯（XPS）板、聚氨酯、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。其中以阻燃膨胀型聚苯烯板应用得较为普遍。为了达到节能65％的目标，硬泡聚氨酯以其优异的隔热防水性能，越来越引起世人的瞩目。 

2 、保温层的固定部件 

保温层的固定部件主要起到固定和支撑保温材料的作用。可采用的方法有粘结法和钉固法，或者采用粘钉结合的方法。对于不同的外保温体系，应选用不同的固定方法。粘结法中将保温板粘结在基底上的粘结材料多种多样。在不同的体系中，粘结材料运到工地时的状态有所不同。为使保温板粘结良好，往往事先在外墙外表面上涂抹界面层。钉固法中将保温板永久固定在基底上的机械件，一般采用膨胀螺栓或预埋筋之类的锚固件，国外往往用不锈蚀而耐久的材料，由不锈钢、尼龙或聚丙烯等制成，国内一般常用钢制膨胀螺栓，并进行防锈处理。粘结法与钉固法主要用于外保温层采用后作法施工。当外保温层采用现浇法施工时，可以将作为保温层的聚苯乙烯(EPS)板安置在模板内，通过浇灌混凝土加以固定，即在绑扎墙体钢筋后，将聚苯板依次安置在钢筋层的外侧，平整排列并绑扎牢固。再安装模板浇灌混凝土，利用混凝土的压力将聚苯板与墙体牢牢的连接在一起。 

3 、抹面层 

抹面层是抹在保温层上，中间夹有增强网，保护保温层并起防裂、防水和抗冲击作用的构造层。外保温体系的抹面层大致有两种做法：一种是采用聚合物抗裂砂浆做成薄抹灰面层（一般底层抹灰层厚5-7mm，其余层抹灰层厚度3-5mm）；另一种是采用水泥砂浆做成厚抹灰面层（一般厚度25- 30mm）。 

抹面层的抗裂问题是主要矛盾，实践证明传统的水泥砂浆抹在保温层上，不容易解决抗裂问题，必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网，在砂浆中加入适量的聚合物和纤维对控制裂缝的产生是有效的。加强材料可改善抹灰层的机械强度、保证其连续性、分散抹灰层收缩应力和温度应力、避免应力集中、防止抹灰层出现裂缝。薄抹灰的厚度必须适当，抹灰层太薄则不能保证抹灰层的抗冲击性能；灰层太厚则使得玻纤网格布离外表面较远，难以起到抗裂的作用。厚抹灰层厚度一般不超过30mm，涂抹于钢丝网架聚苯板保温层上。厚抹灰在施工前，应在聚苯板与钢丝网片表面喷涂界面剂以增强抹灰层与保温层的粘结。抹灰层一般分为三层，底层和中层用同一配比的普通水泥砂浆，总厚度约20-25mm；面层宜用聚合物抗裂砂浆罩面，厚3-5mm，内部压入耐碱玻纤网格布。 

4、饰面层 

饰面层是外保温系统的外装饰层，一般可采用涂料或面砖做饰面。首先底层腻子必须有一定的防水、抗裂、柔性变形能力，其次涂料的各层不仅要求有一定的柔性而且与基层以及相互之间也应有相容性，装修层的材料不仅要求防裂、透汽(水蒸气)，而且要与保温层协调，最好选择弹性外墙涂料。当采用面砖饰面时，应存分考虑基层材料的性能，避免面砖饰面层的开裂、脱落。

5、零配件和辅助材料 

外保温体系在接缝、边、角部位还要使用一些零配件和辅助材料，如墙角、端头使用的边角零件和螺栓、销钉以及密封膏、背衬材料等，应根据各个体系不同的做法分别选用；另外为了加强EPS板与基层以及与抹灰层的粘结力所采用的喷砂界面剂，也要根据需要在相应当部位采用。 

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

纳米隔热保温涂料是以合成树脂乳液为基料，引进反射率高、热阻大的纳米级反射隔热材料，如中空陶瓷粉末、氧化钇等而制成的隔热保温涂料，具有较好的发展前景。纳米隔热保温涂料是建立在低密度和超级细孔(小于50nm)结构基础上，其导热系数低而反射率高。

真空状态使分子传导传热和对流传热完全消失。因此采用真空填料以制备性能优良的保温涂料成为当前研究的热点之一。美国将采用太空科技的ASTEC陶瓷绝热涂料用于建筑中，施以薄层即可达到隔热保温效果。

研制生产复合型多功能隔热保温涂料。一种隔热保温效果良好的涂料往往是两种或多种隔热保温机理协同作用的结果，各种隔热保温涂料各有其特点，可进行复合，达到优势互补，研制出性能优良的复合型隔热保温涂料。