外防腐保温材料（精选12篇）
外防腐保温材料 篇1
0 引言
随着我国建筑节能工作在民用建筑领域的全面铺开, 外墙保温材料已在我国建筑上大面积使用。然而目前我国建筑外保温工程尚且处于起步阶段, 材料、工艺、管理等多方因素普遍存在质量问题、安全问题。尤其是近年来, 由易燃可燃的建筑外保温材料引发的火灾引起了人们对外保温材料火患问题的关注。
1 建筑外保温材料引发的火灾事故分析
近年来, 由易燃可燃的建筑外保温材料引发的火灾已呈多发势头。据公安部消防局不完全统计, 2007~2010年间, 引起严重后果的外保温工程火灾就达1 359起。如北京央视新址附属文化中心、南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、上海胶州路教师高层公寓、中国科技馆新馆、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生的火灾, 造成重大人员伤亡和财产损失, 这些案例无一不暴露出外墙外保温材料的问题, 使建筑易燃可燃外保温材料成为一类新的火灾隐患。
1.1 外保温材料分析
目前市场上多采用聚苯乙烯泡沫 (EPS、XPS) 、聚氨酯硬泡体 (PU) 等有机保温材料, 这类材料具有轻质、保温效果好等优点, 但其易老化、耐久性差, 且易燃, 具有火灾蔓延速度快、火灾从外墙向室内蔓延、易形成立体火灾、易危及临近建筑物等特点。在现有的技术条件下, 此类外墙外保温系统的保温材料在火灾时, 灾情基本上是不可控的, 易造成巨大的财产损失及群死群伤事件。
1.2 事故特点
(1) 由于燃烧的隐蔽性, 灾情难控制。对于那些采用易燃保温材料的装饰墙面或外墙工程, 由于保温层处于防水面层与基层间的夹层中, 当火星引燃保温层后在外面只能看到冒烟, 难以清楚火势情况及其位置, 而防水面层又会阻挡消防水的扑灭。为了防止冷桥, 保温层施工时一般采用满铺法, 甚至于上万平米连片粘贴。特别是高层建筑, 由于当前消防设备所及的高度有限, 而火势上串迅猛又隐蔽, 所以一旦发生火灾将难以控制。
(2) 易成立体火灾, 蔓延速度极快。由于外墙保温层的所处位置及施工特点, 火灾发生后有从外墙向室内蔓延的趋势、又由于烟囱效应致蔓延特别迅速, 易形成立体火灾。诸多此类灾害事例表明:火情发生后在极短的时间内就可以从底层燃烧到十几层甚至几十层的楼顶。消防队员赶到时已经火烧连城, 浓云蔽日了。
(3) 保温材料易燃, 产生有毒气体。目前市场上的外墙保温材料燃点低, 甚至—些火星都能将之引燃, 当接触到明火之后, 就会立即开始燃烧, 同时还不断冒出黑烟, 伴随—股刺鼻的有毒气体, 这种有毒气体往往致人窒息或死亡。例如上海市静安区胶州路728弄1号28层高公寓楼大火, 造成了58人死亡, 56人失踪, 71人受伤的特大事故。很多楼层上的人在火灾还没有烧上来的时候就已经被保温材料燃烧后释放出的有毒气体熏死或毒死。
2 对策建议
2.1 加强保温材料质量监管
当前市场上流行的同样密度的保温层板材, 因阻燃程度不同价格相差很大。以EPS泡沫板为例, 每立方米的EPS泡沫板, B2级别 (可燃级别) 400元;而B1级别 (难燃级别) 则要600元。很多企业为节省成本在阻燃剂的环节上偷工减料, 甚至达不到国家最低的B2级别, 致使很多工程上所采用的保温材料属易燃不合格产品, 故而隐患重重。
相关部门应统筹协调当地建筑节能改造工程质量问题, 把工程质量责任逐级落实到市、县、乡镇和施工工地, 形成“地方政府对建筑产品质量负总责, 监管部门各负其责, 生产经营者作为第一责任人”的责任体系, 构建“横向到边, 纵向到底, 责任到人”的责任网络。从材料的制造、进入市场到材料的使用及后期维护进行全程监管, 不合格的产品严禁流入市场, 对采用不合格材料的工程单位和个人采取严厉打击措施。
2.2 建立外墙保温工程责任制度
在我国城市的快速发展中, 各地方政府忽视了很多不该忽视的东西。有关专家指出“城市建设、公共设施、政府服务、行政管理处处捉襟见肘, 各种安全隐患正越来越成为特大城市的心头之患。”由于我国相关规范的滞后和相关责任制度的缺失, 在国家大力推行建筑外墙保温的节能举措之时, 建筑外墙外保温工程一度处于“不设防”的境地。要防范于未然, 制度是保障。工程参与各方应认真落实安全责任制, 双方要签订外墙保温工程安全责任合同, 明确责任细则和责任期限, 将外墙保温工程安全责任期定同建筑设计使用年限。
2.3 加强外墙保温工程设计和施工监管
外保温工程安全防范不仅与施工过程有关更与设计密不可分。在设计阶段加强防范将能从源头上有效防范火灾。如选择难燃不然的保温材料如玻璃棉、岩棉、泡沫混凝土等保温墙材, 或者采取相应的阻燃和隔离措施如设防火隔离带、防火保护面层、采用无空腔构造等, 都能有效从源头控制, 降低甚至消除外墙保温工程火灾隐患。施工期间是外墙外保温的火灾事故的多发期, 因为在施工过程中, 未覆盖保护易燃的保温材料, 在进行电焊或钢材切割过程中, 容易将火星溅到保温材料上而导致其燃烧, 济南奥体中心体育馆发生火灾事故就是一个典型的事例。在施工现场, 工人随处乱扔的烟头、生活用火和电气设施都有可能是火源。因此, 有必要强化施工现场管理, 采取一定的施工措施。在距离火源和可燃物较远的地方存放可燃保温材料, 并采用不燃材料完全覆盖, 并加设一定的消防灭火设施;将禁烟、禁火标志设置在显眼的地方;周围禁止出现明火作业, 禁止存放易燃和易爆的危险物品。
2.4 有效促进既有高性能外墙保温材料推广应用
传统的保温材料虽然节能, 但十分易燃, 且蔓延迅速, 容易引发重大火灾事故, 尤其对于高层建筑, 由于消防车工作高度有限, 行车时间加上到场展开工作的时间, 往往赶不上外墙火灾的蔓延速度。因此, 具有防火性能的外墙保温材料研究及其推广应用已迫在眉睫。为此, 一种新型保温材料—泡沫混凝土保温板应运而生。泡沫混凝土保温板具有良好的防火隔热性能, 3cm厚的板材用手托着, 拿焊枪喷上10min, 手却安然无恙。与此同时, 它还是一种轻质的建筑材料, 可以漂浮在水面上, 比水还要轻, 这样就可以降低建筑物的自重, 减小建筑基础所需承受的载荷。经过结构抗震检测, 泡沫混凝土板房经过9度抗震而不坏, 这说明它的抗震性能也非常好。正因为具有这些优势, 泡沫混凝土保温材料取代传统保温材料已成为未来行业发展趋势。
2.5 加强新型外保温材料研发
建议加强对新型外墙保温材料的试验研究, 探索和分析新型外墙保温材料在使用过程中可能存在的缺陷和问题, 并及时采取有效控制措施, 使新型外墙保温材料有较成熟的设计理论和施工方法, 有效促进外墙保温材料向保温与防水防火一体化方向发展。组织专业人员制定编制相关规范和规程, 使企业生产和使用新型外墙保温材料有统一的标准, 促进其迅速推广应用。
3 结语
总而言之, 随着我国建筑节能工作的推进, 外墙保温材料将在我国建筑上大面积使用。在国家节能标准的要求下, 人们如果不能严格控制易燃、可燃保温材料的使用, 将为社会带来巨大的火灾隐患, 如何给建筑穿上安全又环保的节能外衣, 让类似上海“11·15”胶州路高层住宅楼火灾这样的惨剧不再发生, 如何让不合格或不符合国家要求的外保温材料彻底从市场上消失, 将此类火灾隐患消灭于萌芽, 将是我们今后艰巨而关荣的使命。
参考文献
[1]李红晖, 毛跃春, 单建国.从我国外墙保温现状谈上海11·15火灾带给我们的反思[J].工业建筑, 2011 (S1) :59-61.
[2]彭飞.浅谈建筑外墙保温材料防火性能设计[J].建材技术与应用, 2011 (04) :29-30.
外防腐保温材料 篇2
EPS 聚苯板由可发性聚乙烯珠粒经加热预发泡后在模具中加热成型，制成具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材。它既可制成不同密度、不同形状的泡沫制品，又可加工出各种不同厚度的泡沫板材。产品因其价格较廉、施工方便而应用广泛。
选择 2 批次 EPS 聚苯板为热塑性材料，在不太高的温度下燃烧，就会发生收缩、融化和滴落;在较高温度下会发生快速滴落。 SBI 中单体燃烧试验点火器火焰温度为 30 kW,仅模拟墙角垃圾桶燃烧的火焰大小，试验过程中前 600 s 聚苯板的滴落物未超出燃烧器范围，说明前 600 s 无燃烧滴落物 /颗粒，但当 SBI 单体燃烧试验点火器火焰温度达900 kW 时，燃烧滴落物范围增大，快速燃烧并引燃旁边的刨花(见图 1)。
SBI 单体燃烧试验仅以试验前 600 s 滴落物是否燃烧作为判定，但当试验进行到 600 s 后，由于温度升高等原因，滴落物发生了二次燃烧(见图 2)。
从图 2 可以看出，第一个峰值出现是聚苯板燃烧过程的热释放情况，第二个峰值出现是垂直样品受火区域已经完全滴落情况，正是由于滴落物燃烧引起了放热加剧。
从试验现象可以得出：EPS 聚苯板这类热塑性材料，遇火融化收缩、滴落流淌，非常容易被引燃发生二次燃烧，且二次燃烧火焰持续时间长，燃烧流淌物容易引燃附近可燃、易燃物品，易增大火灾的蔓延性和引燃范围。
3.2 XPS 挤塑板。
XPS 挤塑板是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料和聚合物，通过加热混合并同时注入催化剂，挤塑压成型而制造成的硬质泡沫塑料板。常用于建筑物屋面、钢结构屋面和建筑物墙体保温层。
XPS 挤塑板与 EPS 聚苯板相似，在燃烧情况下也会产生滴落物，发生二次燃烧。图 3 为 B2 级 XPS挤塑板滴落物无需加大火焰，在远离燃烧器的位置自发剧烈燃烧。试验结束后关闭燃烧器，滴落物仍持续燃烧直至燃烧殆尽。
从试验现象可见，XPS 挤塑板这类热塑性材料，遇火也会融化收缩、滴落流淌，非常容易被引燃发生二次燃烧，且二次燃烧的火焰持续时间长，燃烧流淌物容易引燃附近可燃、易燃物品，增大火灾的蔓延性和引燃范围，具有潜在风险。
3.3 建筑外墙外保温材料燃烧安全性能分析。
通过上述试验分析比较可以看出：
(1)在外墙外保温材料中，EPS 聚苯板和 XPS挤塑板这类热塑性材料，遇火融化收缩、滴落流淌，非常容易被引燃发生二次燃烧;二次燃烧的火焰持续时间长，燃烧流淌物容易引燃附近可燃、易燃物品，增大火灾的蔓延性和引燃范围。
建筑外保温与内保温的节能分析 篇3
关键词：节能;建筑;外墙保温
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）04-0178-01
我国的资源相对不足，但耗能日巨，能源问题已经成为制约经济发展的主要因素，节约能源刻不容缓。随着我国对节约能源与保护环境的不断重视，建筑维护结构的保温技术也在日益加强，尤其是外墙保温技术得到长足的发展，并成为我国一项重要的建筑节能技术。目前，在建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法，然而，在不同的保温方法施工过程中，也出现了各种各样的质量问题。
一、我国建筑节能的现状、目标及节能标准
建筑节能，就是以节约建筑能耗为核心，对建筑物围护结构和采暖系统进行控制。对建筑物围护结构和采暖系统进行革新，改善我国居民的居住环境条件，使之满足节约能源的需要。
（一）节能目标
居住建筑：以80年代改革开放时期建造的建筑为“基准建筑”，在这个基础上，实现节能50%的目标，《民用建筑节能设计标准》JGJ26-86，实现节能65%的目标，《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95. 公共建筑：《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005，实行节能50%目标，建筑保温节能的范围也从建筑物的新建、改建、扩建，逐步推行到既有建筑的改造，从单一的居住建筑向公共建筑领域推进。建筑保温节能标准从节能30%到50%再到65%逐步提高。
（二）节能标准
居住建筑节能设计标准，根据我国的气候条件及地理位置分为五个地区：由北向南，分为寒冷地区、严寒地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区以及温和地区，各自有不同的节能标准。除上寒冷、严寒地区的节能标准外，尚有：《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001，《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JDJ75-2003，以上均执行50%节能标准。建筑节能应是多专业共同执行节能标准的结果。大致比例是暖通20%、建筑20%、照明10%，建筑照明另有自己的设计标准。
二、节能建筑的外墙保温措施
（一）外墙内保温
外墙内保温是在外墙的内侧覆盖苯板、保温砂浆等保温材料，从而使建筑达到保温节能作用的施工方法。该施工方法具有施工方便，对建筑外墙垂直度要求不高，施工进度快等优点。外墙内保温的缺陷是：结构冷（热）桥的存在使局部温差过大导致产生结露现象。由于内保温保护的位置仅仅在建筑的内墙及梁内侧，内墙及板对应的外墙部分得不到保温材料的保护，冬天室内的墙体温度与室内墙角（保温墙体与不保温板交角处）温度差约在10℃左右，与室内的温度差可达到15℃以上，一旦室内的湿度条件适合，在此处即可形成结露现象。而结露水的浸渍或冻融极易造成保温隔热墙面发霉、开裂。
（二）内外混合保温
内外混合保温是指在外保温施工操作方便的部位采用外保温，外保温施工操作不方便的部位做内保温，从而对建筑物进行保温的一种施工方法。从施工操作上看，混合保温可以提高施工速度，对外墙内保温不能保护到的内墙、板同外墙交接处的冷（热）桥部分进行有效的保护。然而，局部外保温、局部内保温混合使用的保温方式，使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速度和形变尺寸，建筑结构出于不稳定的环境中，常年温差结构形变产生裂缝，从而缩短整个建筑的寿命。
（三）外墙外保温
外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，使建筑达到保温的施工方法，这也是目前建筑工程中最可行的外墙保温方法。由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，从而使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小，对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷（热）桥，有利于结构寿命的延长。从有利于结构稳定性方面来说，外保温隔热具有明显的优势，在可选择的情况下应首选外保温隔热。
三、节能建筑外墙保温应注意的事项
（一）全面保温
建筑的外保温应该是整个建筑全部的外保温。由于不完全外保温使得建筑的女儿墙、雨篷等构件出现裂缝，因此，我们应该对建筑进行全面的保温，包括女儿墙、雨篷等构件。
（二）保温材料的选择
1.现施工的建筑中，保温材料的使用以挤密苯板、聚苯板、聚苯颗粒保温材料为主。挤密苯板具有密度大，导热系数小等优点，他的导热系数为0.029w，而抗裂砂浆的导热系数为0.93w，两种材料的导热系数相差32倍，而聚苯板的导热系数为0.042w，同抗裂砂浆相差22倍，因此挤密苯板同聚苯板相比，抗裂能力弱于聚苯板。以聚苯颗粒为主要原料的保温隔热材料由胶粉料和胶粉聚苯颗粒做成，胶粉材料作为聚苯颗粒的粘结材料，采用熟石灰粉-粉煤灰-硅粉-水泥为主要成分的无机胶凝体系，该类材料的导热系数一般为0.06w，与抗裂砂浆相比相差16倍，该种材料与挤密苯板和聚苯板相比，导热系数要小得多，因而能够缓解热量在抗裂层的积聚，使体系受温度骤然变化产生的热负荷和应力得到较快释放，提高抗裂性和耐久性。
2.增强网的选择
玻纤网格布作为抗裂保护层的关键增强材料在外墙外保温技术中的应用得以快速发展，一方面它能有效增加保护层的拉伸强度，另一方面由于能有效分散應力，将原本可以产生的宽裂缝分散成许多较细裂缝，从而形成抗裂作用。但由于保温层的外保护开裂砂浆为碱性，玻纤网格布的长期耐碱性对抗裂缝就具有决定性的意义。从耐久性上分析，高耐碱纤维网格布要比无碱网格布和中碱网格布的耐久性好得多，至少能够满足25年的使用要求，因此，在增强网的选择上，建议使用高耐碱的网格布。
3.保护层材料的选择
由于水泥砂浆的强度高、收缩大、柔韧性变形不够，直接作用在保温层外面，易引起开裂。为解决这一问题，必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网，并在砂浆中加入适量的纤维，抗裂砂浆的压折比要小于3。如外饰面为面砖，在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片，钢丝网片孔距不宜过小，也不宜过大，面砖的短边应至少覆盖两个网孔以上，钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。
四、结语
建筑节能是一项全方位的综合性的系统工程，建筑节能技术涉及了建筑技术、材料技术、能源技术、智能技术、仿生技术、废物再利用技术等，也涉及设计、施工、管理、政策法规等诸多部门，是一项全方位的、综合性的系统工程，也是一项长期而艰巨的任务。结合我国国情，必须逐步完善建筑节能设计标准，大力推广建筑节能适用技术，提高能源利用率，探索出一条符合中国国情的建筑节能适用技术新路。
参考文献：
[1]涂逢祥.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]建设部科技发展促进中心，北京振利高新技术有限公司.外墙外保温技术百问（第2版）[M].北京：中国建筑工业出版社， 2007.
外防腐保温材料 篇4
EPS材料作为外墙外保温在我国已经具有二十多年的历史了, 尤其是近几年, 随着EPS材料生产工艺的发展, EPS材料的性能、外观、形状、质量以及施工工法等都得到了显著的改善, 致使其在全国范围内得到广泛的推广和应用。
一、EPS材料的概念及其特点
1. EPS材料的概念。
由可发性聚苯乙烯珠粒经过加热发泡之后, 根据相关施工工艺、建筑构造、结构体系以及节能标准等的需求, 通过专用的模具以及其他设备经过加热成型后制成的具有闭孔结构、不同外边面、不同外观形状、不同规格以及不同种类的聚苯乙烯泡沫塑料。
2. EPS材料的特点。
长期以来, EPS材料被当做优良的保温材料被广泛的应用在世界各国, 主要是因为EPS材料具有以下特点: (1) 全生命周期的耗能量在塑料中最少; (2) 生产工艺中不添加氟利昂; (3) 耐老化性能强; (4) 能够回收再利用; (5) EPS材料材质软, 具有多方面的适应性; (6) 耐化学性强; (7) 低吸水性; (8) 力学性能良好, 抗拉强度超过0.1MPa; (9) 导热系数低, 导热系数通常小于0.039; (10) 质量轻。
二、EPS材料配置在外墙外保温中的应用
1. EPS材料配置在外墙外保温中的应用要点分析。
通过了解了EPS材料的上述特点之后, 在建筑外迁外保温中应用EPS材料的过程中, 应该注意以下应用要点:
(1) 严格的控制规格尺寸及其偏差。如果EPS材料的规格尺寸过大, 沾满聚合物砂浆后的重量非常大, 显著的增加了施工难度, 因此在实际应用的过程中, EPS材料的规格尺寸应该采用1200mm×600mm。严格的控制尺寸的偏差。如果EPS材料的尺寸偏差过大, 接缝也越大, 显著的增加了施工难度。因此, 在实际应用的过程中, 应该严格的控制尺寸的偏差, 保证对角线的偏差不超过3.5mm、宽度偏差不超过2mm、长度的偏差不超过3mm。同时, 考虑到应该尽可能的降低粘结层厚度的偏差, 保证粘结合层的效果, 在实际应用的过程中, 应该将厚度的偏差控制在±1mm以内。
(2) 判断EPS材料的燃烧性能。国内一些生产厂家在利益的驱使下, 许多不良的生产厂家在生产的过程中并没有添加或者少添加阻燃剂, 影响外墙的防火性能。因此, 在实际应用的过程中, 应该对EPS材料进行严格的检查, 如果添加了足量的阻燃剂, EPS材料的会掺有颜色的颗粒。当EPS材料进场后, 必要时应该送样检查, 判定EPS材料的燃烧级别。通过将EPS材料样品送至有相应资格的单位进行检查, 保证其达到B2级燃烧性能标准。
(3) 材料配套与专业施工。采购了合适的EPS材料与相应的界面粘贴剂以及其他配套产品之后, 还应该委托专业的施工单位进行施工。
2. EPS材料配置在外墙外保温中的应用效果分析
(1) 有效的延长建筑外墙的使用寿命。通过将EPS材料应用在外墙外保温中, 因为保温层位于墙体的外侧, 有效的降低了湿度、温度变化对墙体结构产生的应力, 防止气候循环对墙体造成的破坏, 同时还降低紫外线以及有害气体对墙体的侵蚀, 有效的延长建筑外墙的使用寿命。
(2) 增加了房屋的使用面积。因为EPS材料通常都粘贴在外墙的外侧, 保温隔热的效果优于夹芯保温和内保温, 因此建筑主体结构墙体的厚度可以适当减薄, 以此增加房屋建筑的使用面积。
(3) 降低保温材料的使用量, 节约建筑成本。在相同节能效果的前提下, 采用EPS材料配置的外保温外墙, 由于基本消除了“热桥”的影响, 能够有效的减少保温材料的使用量, 与内保温相比, 保温材料的节省量在45%-60%之间, 有效的节约工程成本。
(4) 提高建筑的舒适性。通过将EPS材料应用在外墙外保温中, 增加了外墙内部的实体墙的热容量, 在室内储存更多的热量, 如果室内受到不稳定热作用的影响, 导致室内的气温升高或者降低, 墙体结构层能够吸收或者释放热量, 将室内的温度始终保持在稳定水平。在炎热的夏季, 外保温层能够降低太阳辐射进入到室内, 有效的降低建筑外墙内表面以及室内空气的温度, 由此可见, 通过将EPS材料应用在外墙外保温中, 能够使建筑内部冬暖夏凉, 适宜居住。
(5) 有效的改善墙体潮湿的问题。外墙外保温中, 因为主体墙位于保温层的内部, 并且主体墙具有较高的蒸汽渗透性, 通过选择合适的EPS材料, 并且按照相关的施工工艺进行施工, 通常在墙体内部不会出现冷凝问题, 因此不需要设置隔汽层。同时由于选用外保温措施, 有效的提高了墙身的温度, 降低了含湿量, 有效的改善了墙体的保温性能, 同时也消除了墙体潮湿的问题。
结束语
总而言之, 由于EPS材料具有质轻、力学性能稳定、导热系数低、耐老化、环保以及施工方便等方面的优点, 通过将其应用在外墙外保温中, 能够显著的提高建筑的保温节能效果。因此, 在外墙外保温应用EPS材料时, 应该严格的控制EPS材料的材质标准, 并进行合理的施工, 以此保证EPS材料在外墙外保温中发挥相应的作用。
摘要：文章介绍了EPS材料的概念及其特点, 探析了EPS材料配置在外墙外保温中的应用, 以供参考。
关键词：外墙外保温,EPS材料配置,应用
参考文献
[1]王建华.EPS材料配置及在外墙外保温中的应用[J].工业建筑, 2007, 37 (2) :65-67.
外防腐保温材料 篇5
关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理
有关要求的通知
公消[2011]65号
各省、自治区、直辖市公安消防总队，新疆生产建设兵团公安局消防局：
近年来，南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外保温材料火灾，造成严重人员伤亡和财产损失，建筑易燃可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患，由此引发的火灾已呈多发势头。为深刻吸取火灾事故教训，认真贯彻落实中央领导同志重要批示精神，公安部、住房和城乡建设部正在修订有关标准、规定，经部领导批准，在新标准、规定发布前，本着对国家和人民生命财产安全高度负责的态度，为遏制当前建筑易燃可燃外保温材料火灾高发的势头，把好火灾防控源头关，现就进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理的有关要求通知如下：
一、将民用建筑外保温材料纳入建设工程消防设计审核、消防验收和备案抽查范围。凡建设工程消防设计审核和消防验收范围内的设有外保温材料的民用建筑，均应将建筑外保温材料的燃烧性能纳入审核和验收内容。对于《建设工程消防监督管理规定》（公安部令第106号）第十三条、第十四条规定范围以外设有外保温材料的民用建筑，全部纳入抽查范围。在新标准发布前，从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（公通字[2009]46号）第二条规定，民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。
二、加强民用建筑外保温材料的消防监督管理。2011年3月15日起，各地受理的建设工程消防设计审核和消防验收申报项目，应严格执行本通知要求。对已经审批同意的在建工程，如建筑外保温采用易燃、可燃材料的，应提请政府组织有关主管部门督促建设单位拆除易燃、可燃保温材料；对已经审批同意但尚未开工的建设工程，建筑外保温采用易燃、可燃材料的，应督促建设单位更改设计、选用不燃材料，重新报审。
公安部
住房和城乡建设部文件
公通字[2009]46号
关于印发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知 各省、自治区、直辖市公安厅、局，住房和城乡建设厅、建委，江苏、山东省建管局，新疆生产建设兵团公安局、建设局：
为有效防止建筑外保温系统火灾事故，公安部、住房和城乡建设部联合制定了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》，现印发你们。请结合工作实际，认真贯彻执行。相关标准规范制修订后，按发布的标准规范的有关规定执行。
公 安 部
住 房 和 城 乡 建 设 部
二 〇 〇 九 年 九 月 二 十 五 日
主题词：消防 建筑外保温系统△ 防火
抄送：中央办公厅、国务院办公厅。中央政法委。
住房和城乡建设部有关部门。公安部党委，部属局级单位。(存档3份 共印700份)公 安 部 办 公 厅 2009年9月28 日印发 承办人：沈 纹 张 磊 校对：马 恒
民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定
第一章 一般规定
第一条 本暂行规定适用于民用建筑外保温系统及外墙装饰的防火设计、施工及使用。
第二条 民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B2级。第三条 民用建筑外保温系统及外墙装饰防火设计、施工及使用，除执行本暂行规定外，还应符合国家现行标准规范的有关规定。
第二章 墙体
第四条 非幕墙式建筑应符合下列规定：
（一）住宅建筑应符合下列规定：
1、高度大于等于 100m的建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级。
2、高度大于等于60m小于100m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。当采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。
3、高度大于等于24m小于60m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。当采用B2级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带。
4、高度小于24m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。其中，当采用B2级保温材料时，每三层应设置水平防火隔离带。
（二）其他民用建筑应符合下列规定：
1、高度大于等于50m的建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级。
2、高度大于等于24m小于50m的建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。其中，当采用B1级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带。
3、高度小于24m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。其中，当采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。
（三）外保温系统应采用不燃或难燃材料作防护层。防护层应将保温材料完全覆盖。首层的防护层厚度不应小于6mm，其他层不应小于3mm。
（四）采用外墙外保温系统的建筑，其基层墙体耐火极限应符合现行防火规范的有关规定。
第五条 幕墙式建筑应符合下列规定：
（一）建筑高度大于等于24m时，保温材料的燃烧性能应为A级。
（二）建筑高度小于24m时，保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。其中，当采用B1级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。
（三）保温材料应采用不燃材料作防护层。防护层应将保温材料完全覆盖。防护层厚度不应小于3mm。
（四）采用金属、石材等非透明幕墙结构的建筑，应设置基层墙体，其耐火极限应符合现行防火规范关于外墙耐火极限的有关规定；玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙、裙墙的耐火极限和防火构造应符合现行防火规范关于建筑幕墙的有关规定。
（五）基层墙体内部空腔及建筑幕墙与基层墙体、窗间墙、窗槛墙及裙墙之间的空间，应在每层楼板处采用防火封堵材料封堵。
第六条 按本规定需要设置防火隔离带时，应沿楼板位置设置宽度不小于300mm的A级保温材料。防火隔离带与墙面应进行全面积粘贴。
第七条 建筑外墙的装饰层，除采用涂料外，应采用不燃材料。当建筑外墙采用可燃保温材料时，不宜采用着火后易脱落的瓷砖等材料。第三章 屋顶
第八条 对于屋顶基层采用耐火极限不小于1.00h的不燃烧体的建筑，其屋顶的保温材料不应低于B2级；其他情况，保温材料的燃烧性能不应低于B1级。第九条 屋顶与外墙交界处、屋顶开口部位四周的保温层，应采用宽度不小于500mm的A级保温材料设置水平防火隔离带。
第十条 屋顶防水层或可燃保温层应采用不燃材料进行覆盖。第四章 金属夹芯复合板材
第十一条 用于临时性居住建筑的金属夹芯复合板材，其芯材应采用不燃或难燃保温材料。
第五章 施工及使用的防火规定
第十二条 建筑外保温系统的施工应符合下列规定：
（一）保温材料进场后，应远离火源。露天存放时，应采用不燃材料完全覆盖。
（二）需要采取防火构造措施的外保温材料，其防火隔离带的施工应与保温材料的施工同步进行。
（三）可燃、难燃保温材料的施工应分区段进行，各区段应保持足够的防火间距，并宜做到边固定保温材料边涂抹防护层。未涂抹防护层的外保温材料高度不应超过3层。
（四）幕墙的支撑构件和空调机等设施的支撑构件，其电焊等工序应在保温材料铺设前进行。确需在保温材料铺设后进行的，应在电焊部位的周围及底部铺设防火毯等防火保护措施。
（五）不得直接在可燃保温材料上进行防水材料的热熔、热粘结法施工。
（六）施工用照明等高温设备靠近可燃保温材料时，应采取可靠的防火保护措施。
（七）聚氨酯等保温材料进行现场发泡作业时，应避开高温环境。施工工艺、工具及服装等应采取防静电措施。
（八）施工现场应设置室内外临时消火栓系统，并满足施工现场火灾扑救的消防供水要求。
（九）外保温工程施工作业工位应配备足够的消防灭火器材。第十三条 建筑外保温系统的日常使用应符合下列规定：
（一）与外墙和屋顶相贴邻的竖井、凹槽、平台等，不应堆放可燃物。
（二）火源、热源等火灾危险源与外墙、屋顶应保持一定的安全距离，并应加强对火源、热源的管理。
（三）不宜在采用外保温材料的墙面和屋顶上进行焊接、钻孔等施工作业。确需施工作业的，应采取可靠的防火保护措施，并应在施工完成后，及时将裸露的外保温材料进行防护处理。
外墙外保温施工技术综述 篇6
【关键词】外墙外保温；相关问题；综述
我国住宅产业化发展迅速，外墙保温面层裂缝、保温系统脱落等现象上升为主要矛盾之一。外保温系统的防开裂和防脱落问题也就成为了外保温的关键技术问题。
１．外墙外保温技术的定义
外墙外保温，是将保温隔热体系置于外墙外侧，使建筑达到保温的施工方法。由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，从而使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小，对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷（热）桥，有利于结构寿命的延长。
2.外墙外保温技术的优越性
2.1有利于改善墙体热工性能
外保温墙体由于蒸汽渗透性高、蓄热能力较大的主体结构层在墙体内侧，当室内受到不稳定热作用时，墙体结构层能够吸引或释放热量，故有利于室温保持稳定。
2.2外保温技术使用范围广
外保温技术南北方建筑均可采用，同时，不仅适用于新建的结构工程，也适用于既有建筑的节能改造。
2.3延长建筑物使用寿命
鉴于外保温是包在主体结构的外侧，缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力，避免了雨、雪、冻、干、湿循环造成的结构破坏，因此能起到保护主体结构的作用。
2.4基本上可以消除“热桥”（指在内外墙交界面、框架梁、构造性、门窗洞等部位形成散热的主要渠道）的影响
外保温既可以防止“热桥”部位产生的结露，又可消除其造成的热损失。
2.5增加建筑的有效空间
外保温技术的技术、隔热效果优于内保温，故可使主体结构墙体减薄，从而增加每户的使用面积。
2.6提高了室内居住的舒适度
外保温技术增加了室内而定热稳定性，在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿，提高了墙体防潮性能，避免室内霉斑、结露等现象，为人们创造了舒适的居住环境。
2.7降低建筑的工程成本
一方面，墙体的减轻可减少建筑梁、柱的直径和钢筋用量，从而进一步降低了工程造价；另一方面，外保温有效防止和減少了墙体或屋面的温度变形，有利于消除常见的斜裂缝和八字裂缝，减少了长期的维修费用。
3.外墙外保温技术存在的不足
虽然该技术具有上述许多优点，但在使用中也发现存在着一定的问题，主要有：
3.1和普通墙体结构相比造价较高
由于该技术还没有在大范围推广使用，受批量和原材料的影响，主材聚苯板和辅材粘结剂、抹面胶浆等材料的价格还比较高，因此综合造价也比较高。根据地区不同，采用外墙保温技术和普通墙体结构相比，美平方米外墙的造价要偏高30%~40%。
3.2对主辅材料之间的匹配要求比较高，工序较多，工期较长
为保证工程质量，采用的聚苯板和粘结材料、锚固材料和外层涂料之间必须有较好的相容性，而且施工工序也比较多，施工周期也相对较长。
3.3国内的外墙保温施工与国外相比难度较大
我国地少人多，城市人口居住密度高，居住建筑结构以多层和高层建筑为主，而国外发达国家以低层别墅和少量多层建筑为主，这样国内的外墙外保温针对的对象，要比国外建筑结构的单体面积及高度都大得多，施工难度也更大。
有些外墙保温产品技术不过关，刮大风时常常吹落外墙保温层，外墙保温层裂缝处理较难，阻碍外墙保温技术的推广。
3.4安全问题
首先，防火，保温材料一般为高分子有机化合物，材料本身虽然进行了阻燃处理，但当发生火灾时，还是会引起燃烧。其次是高层建筑。
4.外墙外保温的施工技术
4.1基层处理
在进行外保温施工前，必须将外墙上非设计要求存在的孔洞按照规范要求封堵完毕。外墙面的雨水管卡、预埋铁件、空调眼等应提前安装完毕，并留出保温层厚度，对于墙体上固定螺钉胀管钻孔部位必须用高弹性密封胶封严。墙体表面在粘贴聚苯板之前应进行抹灰找平（如墙体砌筑平整度较好的也可以不用做抹灰处理），抹灰之后要对外墙面进行检查，空鼓处要彻底清除，开裂处应认真修补。
4.2粘贴处理
每个楼层间的板缝应安装防锈金属制成的托架，托架镀锌处理，凡在聚苯板端头处，如门窗四周、墙面下边及顶部收口处等，都应做网络布翻包处理；聚苯板安装必须上下错缝搭接铺贴，粘结方法要求采用点框法施工，墙面所有的保温板拼角处都应该在该处保温板粘结完毕24小时以后进行锚固件安装，其伸进墙深的不得小于设计要求，顶头和圆盘不得高于板面；门窗洞口框角处要用整板铺贴，不得拼板施工，阴阳角部做咬槎铺贴。
4.3板缝处理
为有效减少外保温墙面裂缝，须对聚苯板缝进行严格处理。如每一个板缝全部用聚氨酯发泡灌满，其原理是使外保温墙体形成一个整体，使保温墙体收缩膨胀较为均匀，局部热桥现象减少，从而减少出现裂缝的概率。
5.外保温技术与施工质量尚需提高
近年来，对于我国外墙外保温质量，流行着“外墙外保温只能用25年”的说法，此说法来自欧洲聚苯薄抹灰标准。虽然此说法并不可靠，因为有时外保温的应用远远超过这个年限，但此说法的存在，只是暗示着外保温也是有一定寿命的。姑且不去讨论外墙外保温到底具有多少年的寿命，我认为，最重要的是抓好外墙外保温的工程质量问题，只有认真按照外墙外保温技术的规程去做，寿命当然远远超过25年。
我国现有外墙外保温技术主要有膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法、采用单面钢耸网架聚苯板的外墙外保温、采用挤塑聚苯乙烯为外墙保温材料的墙体、采用聚苯颗粒浆料外墙外保温、保温膏料用于外墙外保温，现场模浇硬泡聚氨酯外墙外保温等几种外保温技术。
6.外墙外保温技术的发展前景
随着建筑技术的不断进步，推广保温装饰一体化的外墙保温系统是大势所趋。保温装饰一体化是现代保温与传统装饰紧密结合在一起的一项新技术。一般的保温装饰一体化系统是一次性将各类产品复合到位，尽管不是尽善尽美，但相比传统的外墙保温以及外装饰，施工工序少、质量容易控制、价格更趋合理。要想真正实现建筑节能，在大力推广外墙保温技术的同时，还应该加强新型节能材料的开发和利用。作为节能材料的建筑保温材料主要有聚氨酯、胶粉、聚苯颗粒墙体保温材料、高压聚乙烯板、橡塑海绵、硅酸铝、泡沫石棉等。其中聚氨酯被人为是目前世界上性能最好的保温材料，已被广泛应用于建筑外墙保温系统中。
7.结束语
建筑物外墙保温技术是一项先进的具有极高的环保和节能价值的外墙节能技术，推广实施此项技术既有利于国家可持续发展，延长建筑物使用寿命，又有利于住户节省日常开支，综合效益显著，这已是大势所趋，且应用日益广泛。但外墙外保温技术对产品技术和施工质量要求比较高，在这方面，我国尚需进一步努力，对其加以细化。总之，建筑工作者必须熟练掌握该项技术，为更好控制工程质量打下基础。
【参考文献】
［１］王亚杰.在建筑节能设计中外墙外保温技术的探讨[J].山西建筑,2006,32(21).
［２］中国建筑业协会建筑节能专业委员会建设部建筑节能中心.建筑节能丛书.中国计划出版社,2005,10.
外防腐保温材料 篇7
上海11·15大火和沈阳皇朝万鑫国际大厦火灾造成严重人员伤亡和财产损失, 同时也暴露出外墙保温材料发生火灾的危险性和严重性。为此, 各地纷纷出台政策, 严格规范建筑物外墙保温材料的使用, 如北京市已经出台《外墙外保温工程施工防火安全技术规程》, 规定2万m2以上的大型公共建筑禁止使用易燃的外墙保温材料。在现阶段, 我们应该把人民群众的生命安全利益放在第一位。在提倡节能减排、发展低碳经济的同时, 也要关注保温材料的防火性能。
1 外墙外保温材料行业现状
一般情况下建筑物的墙体保温可以分为两种——外墙内保温和外墙外保温。随着节能减排工作的推广, 外墙外保温技术在建筑保温工程中得到广泛的应用。相对于外墙内保温来说, 外墙外保温具有很多外墙内保温所不具有的、无法匹敌的优点。首先, 外墙外保温可以很好的保护建筑物的主体结构, 有利于延长建筑物的使用寿命。在采用外墙外保温的时候, 保温层全部位于外墙主体结构的外面, 可以很好地缓冲因为温度变化所导致的结构变形产生的应力, 同时避免了冻融循环给建筑主体结构所带来的破坏, 减少了空气中的有害气体、太阳紫外线给建筑物带来的侵蚀。其次, 按照外墙外保温材料的设计, 蓄热能力较强的部分在墙体的内侧, 当室内受到不稳定热作用的时候, 保温材料可以吸收或者放出热量, 这样就有利于保持室内温度的平衡。另外, 保温材料可以使墙体的潮湿情况得到很好的改善, 在不占用室内使用面积的同时较好地改善室内的热环境质量。近年来, 随着国家对建筑节能减排工作的重视, 外墙外保温材料的发展已经得到很大的进步, 涌现出了大量的外墙外保温系统, 如喷涂硬泡聚氨酯、保温装饰一体化、胶粉聚苯颗粒、EPS (聚苯乙烯泡沫) 、XPS (挤塑聚苯板) 和PU (聚氨酯泡沫塑料) 等。
2 建筑外墙外保温材料的防火问题
近年来, 随着节能减排的推进, 我国的建筑节能标准也不断地提高, 从而导致导热系数较高的一些材料, 如胶粉聚苯颗粒、膨胀珍珠岩等浆料保温材料逐渐被禁止使用。取而代之的是EPS、XPS和PU等高效保温材料开始被广泛使用。但是这些高效保温材料都属于可燃的保温材料, 防火性能较差, 燃烧时会产生大量的烟雾, 包含有大量的有毒气体。即使在这些材料中加入阻燃剂, 也仅仅把着火点提高到300℃左右, 而火灾发生的时候, 外部的温度可以达到上千摄氏度, 从而使阻燃剂挥发, 防火效果并不理想。从2008年至今, 因为外墙外保温材料被引燃而引发的火灾越来越多。南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心等由保温材料导致的火灾频发, 使人们对保温材料的防火性能产生质疑。
目前, 业内对外墙外保温材料发生火灾的3个阶段已经形成普遍共识, 分别为:1) 进入施工现场过程中的码放时段;2) 保温材料施工过程时段;3) 保温系统投入使用时段。而在这3个阶段中, 施工过程阶段发生火灾的频率最高, 比如央视新大楼火灾、上海11·15火灾等, 主要原因在于相关保温材料的阻燃性能较差, 并且在施工现场中大量的保温材料被裸放, 缺乏有效的保护措施, 相关工人的防火安全管理意识较差等。
3 关于有效预防外墙外保温材料火灾的对策建议
3.1 建筑材料技术方面
首先要从材料上发生改变, 选择无机材料代替原有的有机保温材料。为了有效地防止外墙外保温系统的火灾事故, 我国制定了相关的规范, 并且出台了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》, 从制度上规定了鼓励使用不燃或者难燃的无机材料来代替原有的易燃有机材料。其次, 要积极采用新技术, 开发新产品, 采用低毒、低烟且防火性能达到一定级别的保温材料。比如聚氨酯改性异氰脲酸酯泡沫, 燃烧后低烟密度、低毒, 无燃烧滴落物, 能够保护建筑结构, 同时低热释放、高炭化程度能够阻止热量和火焰的进一步传播, 抑制火势蔓延。最后, 在采用有机保温材料的同时可以采用防火隔离带技术。防火隔离带是指水平设置在建筑层与层之间的防火隔断, 一般采用不燃或难燃保温材料, 系统的任何材料之间都不留空隙, 具有一定的宽度, 当室内发生火灾的时候, 能够防止火势从窗口部位引燃外墙外保温系统引起火灾蔓延。
3.2 消防部队方面
1) 首先要提高对保温材料的认知。消防部门要提高对相关保温材料的认识, 加强对相关建筑物的管理, 通过报纸、电视等媒体普及宣传, 增强公众对这些材料的科学认识, 做到科学预防;2) 更新消防部队器材设备。现在高层、超高层建筑日益增多, 而消防部队的消防设施却相对落后。“沈阳第一高楼”大火发生的楼层高达200多米, 救火难度大。这就要求我们消防部队的消防设备也要与时俱进, 比如配备消防飞机、消防坦克、高喷消防车以及云梯消防车等, 紧跟楼层的“长”高速度;3) 加强施工工地的管理。在保证外保温材料符合防火性能标准的前提下, 在施工阶段做好防护措施。同时, 提高建筑工人对火灾的防范意识, 要求在每个施工现场都要配备消防水源等, 有效地预防火灾发生。
4 结论
外墙外保温材料的防火性能事关广大人民群众的生命安全, 我们必须高度重视, 通过各种外墙外保温材料以及保温系统的防火性能实验, 建立一套适合我国国情的实验方法。并在这些实验的基础上, 借鉴有关国家的相关技术标准规范, 对我国建筑物的外墙外保温材料进行规范, 尤其是对高层以及超高层建筑物的外墙外保温系统。同时, 消防部队也要不断地提高认识、不断地更新设备, 为保证人民群众的生命安全做好准备。
参考文献
[1]林永飞.浅谈建筑节能与聚氨酯保温材料防火技术的应用[J].城市住宅, 2011 (3) .
[2]阚捷华.几种墙体保温材料的保温、安全及防火性能的研究[J].工程建设, 2009 (4) .
[3]李京, 战峰.建筑外墙保温材料的火灾危险性与防火措施[J].安全技术, 2009 (11) .
[4]杨晓丹, 张宏, 陈亿雄.浅谈建筑外墙保温材料防火性能设计[J].中国市场, 2010 (41) .
外防腐保温材料 篇8
1 外墙保温材料的火灾危险性
1.1 外墙保温材料自身的可燃和易燃性。
我中目前绝大多数民用建筑的外保温材料都是使用的类苯板, 一则出于投资方的成本方面的考虑, 二则出于施工的便利性的考虑。然而, 由于是粘贴或挂于外墙, 因此, 决策方就忽视了对其防火性能的考量, 殊不知, 我国已经发生了数起外保温层引燃而导致的恶性火灾事故, 因此, 外保温的施工工艺以及材料选择再次成为民用建筑外保温工程施工设计过程中的热议的焦点话题。无论是聚苯板、挤塑板, 还是PU板、现场发泡PU, 其燃烧级别都在B2-B3, 在我国的国家级标准中, B2、B3分别对应着可燃与易燃两个危险等级, 可见, 这两个等级与难燃的B1级以及不燃的A级相差甚远。B2、B3级的建筑装饰材料在遇到火灾时不但会出现通常可燃物与易燃物表现出来的蔓延性的火况, 而且更为严重的是, B2、B3级别的类苯板还会出现滴落以及流淌势的火况, 因此, 相对而言不仅火灾的隐患较大, 而且火灾的危险性也较大。即便是撇开火灾的直接危险性, 仅仅是其在燃烧过程中生成的大量的氰化氢以及大量的一氧化碳气体就足以致人于死地, 据科学实验表明, 这种混合气体对人体的伤害是极其致命的, 普通人只需要吸入少量即可在几秒种之内失去知觉与意识, 这对于身处于火灾现场的逃生者来说无疑是致命的。更为严重的是这些类苯板物质在燃烧过程中还会生成大量的黑暗浓密的烟气, 这些烟气比空气略重, 因此, 不但会将人体呼吸必需的空气挤出, 而且还会将身处火险现场的人类的逃生空间遮蔽, 使现场彻底失去能见度。因此, 我国目前广泛采用的类苯板由于其上述特性, 目前在较高档的住宅外保温施工中已经开始使用替代产品取而代之。目前可以达到A级防火性能的外保温材料主要包括无机岩棉类板材、玻璃棉板类板材以及玻化微珠类板材, 然而有一利必有一弊, 这些板材虽然其阻燃与难燃性能极佳可以达到与石材相同的A级防火性能, 但是其保温性能、施工的便利性、成本等方面却要略逊于类苯板。
1.2 外墙保温材料在施工构造中的缺陷性。
外墙保温材料一个重要的火灾危险性来源于构造, 火焰自下而上的卷吸及燃烧后的滴落、流淌, 很容易造成外保温材料垂直方向上的蔓延。尤其是一般幕墙内部常使用薄抹灰或现场喷涂, 再进行幕墙施工, 幕墙-空气间层-保温层这一类的大量应用, 该种构造中保温板在幕墙内部与幕墙保持一定的空隙, 空隙内存在大量空气, 外保温材料一旦被引燃, 内部极易形成“空腔”。
1.3 施工现场的复杂性。
在进行外墙保温材料施工过程中, 尤其是在北方冬季寒冷地区要进行采暖和烘干, 这些都需要临时拉接线路, 极易引起电气火灾。另外, 施工过程中经常要使用切割机等工具, 切割过程中极易产生火花喷溅, 如果周围存在大量可燃物容易引起火灾。
2 民用建筑外墙保温火灾原因与对策分析
2.1 外墙保温材料消防安全问题的焦点在于:是在安全性的基础上选择有效性, 还是在有效性的基础上选择安全性。
2.1.1 在工程现场码放、堆存大量保温材料, 以及在保温材料上墙后表面未做面层处理时发生的火灾。
2.1.2 在建筑交付使用以后, 外包面砖脱落, 保温材料裸露, 遇火源发生的火灾, 这种情况极少。
2.2 应该在国家机关、各级政府、行业部门、生产领域、建设单位、施工单位等齐抓共管、形成合力, 共同做好安全工作。
2.2.1 制定新规定, 依法规范外墙保温工程安全。
2.2.2 研发新材料。现行市场A级材料少、差、贵, 远远不能适应建筑领域和人民生活的需要。
2.3 开发新工艺。构造建筑施工方式要在材料防火基础上, 改革施工方式。
2.4 宣传经常化。外墙保温材料大都用在民用建筑、公众场所, 既要加强对施工人员、监理人员、现场管理人员教育, 防患未然。
2.5 检查常态化。
要严格外墙保温材料施工现场的检查, 确保施工现场合法性、材料的安全性、管理的规范性、人员的可靠性、装备设施稳定性, 决不能养患成灾。
3 消防部门的应对策略
3.1 进一步加大对外墙保温系统防火技术的研究, 不断提升我国外墙保温防火技术水平。
由于建筑防火安全的重要性, 国外对保温材料及系统几乎毫无例外地都进行了燃烧性能分级, 并不断修订以使其更趋于合理并更符合实际使用时的情况。我国也应立足于本国的国情, 加大对外墙保温系统防火技术的研究, 建立适合中国国情的外墙外保温防火试验方法。
3.2 进一步加大对既符合建筑节能要求, 又能防火的外墙保温材料产品的开发。
我们应该明确不能因为外保温层着火就否定建筑节能的目标和做法, 最好的办法就是通过对国外先进技术的借鉴和针对国情的自主创新标准, 开发出具有独立知识产权的, 能彻底解决大部分现有外保温系统防火性差等弊病的外保温系统。为未来的防火分级后的外保温技术应用提供了更多的选择, 这也是外保温行业未来的发展方向。
3.3 提高公众对外保温材料的认知水平, 做到科学预防。
从现实情况来看, 建筑外保温材料的使用关键在于安全化的规范使用。如果规范合理使用外保温材料, 加大对外保温材料的监管力度, 灭火措施齐全, 提高安全意识, 绝大多数由外保温材料引发的火灾是可以预防的。目前, 国内新建建筑大量使用有机类外保温材料, 如模塑聚苯板、挤塑聚苯板及现场发泡聚氨酯, 它们的保温性能要优于大部分无机材料, 是主流的建筑保温材料。
结束语:针对我国的目前的民用建筑外保温现状而言, 装饰材料的选择直接决定的建筑物本身的火灾的防控性能, 因此, 必须在我国目前的通常使用的苯板外加装防火隔火阻燃层, 可选用玻化微珠、岩棉或混凝土板, 这些材料不但可以起到防火隔火阻燃的效果, 而且还可以起到外墙美化的效果, 是目前民用建筑外保温工程施工的不二选择。
摘要：无论是出于节能减排保护环境的需要, 还是出于对人居舒适度的考虑, 进行外保温施工都是十分必要的, 但是在民用建筑外保温装饰材料的应用过程中, 常常会遇到防火性能与保温、环保、方便四者之间的权衡问题。
关键词：民用建筑外保温,装饰材料,消防安全,防火性能,燃烧性能
参考文献
[1]高法民, 秦鹏, 李永华.一种外墙保温材料[J].2011.[1]高法民, 秦鹏, 李永华.一种外墙保温材料[J].2011.
外防腐保温材料 篇9
关键词：建筑节能,保温材料,防火措施
2009年2月9日晚21时,在建的央视新台址园区文化中心发生特大火灾事故,大火持续6 h,造成1名消防队员牺牲,6名消防队员和2名施工人员受伤,造成直接经济损失16 383万元。火灾发生原因是燃放烟花引燃了外墙保温材料聚氨酯和挤塑板。
2010年11月15日下午14时,上海胶州路上正在进行保温节能改造的静安区教师公寓发生大火。短短4 min,火势迅速蔓延至整栋大楼。大火持续燃烧4 h,导致58人遇难,70余人不同程度受伤,经济损失达数亿元。火灾原因是违规操作电焊渣引燃了外墙保温材料聚氨酯。
2011年2月3日零时13分,沈阳皇朝万鑫大厦发生火灾,大火持续6 h,经济损失达数十亿元,所幸无人遇难和伤亡。造成火灾的原因是燃放烟花不慎引起B座楼体外墙表面装饰材料和保温材料燃烧。
近年来,接二连三的建筑外墙外保温火灾事故的发生,引起社会及有关部门的普遍关注。
2011年3月14日,公安部消防局发布公消[2011]65号《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》,规定在新标准发布前,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的不燃材料。
65号文同时还规定:将民用建筑外保温材料纳入建设工程消防设计审核、消防验收和备案抽查范围。凡建设工程消防设计审核和消防验收范围内的设有外保温材料的民用建筑,均应将建筑外保温材料的燃烧性能纳入审核和验收内容。从发布之日起,各地受理的建设工程消防设计审核和消防验收申报项目,要严格执行本通知要求。对已经审批同意的在建工程,如建筑外保温采用易燃、可燃材料的,应提请政府组织有关主管部门督促建设单位拆除易燃、可燃保温材料;对已经审批同意但尚未开工的建设工程,建筑外保温采用易燃、可燃材料的,应督促建设单位更改设计、选用不燃材料,重新报审。
此前,在2009年9月25日,住房和城乡建设部与公安部联合发布了公通字[2009]46号文《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》。该文规定:民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B2级。居住建筑高度达到100 m及以上、公共建筑高度达到50 m及以上、幕墙式建筑高度达到24 m及以上的,保温材料的燃烧等级应为A级。
65号文件颁布以来,使得广大设计从业人员顿时陷入无建材可选的困境。如何解决建筑外墙高效保温节能与保温材料防火之间的矛盾,成为业内最关心的话题。
1 外墙保温材料发展应用现状
保温材料按燃烧性能或氧指数分为A级、B级。氧指数是指在规定的条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。A级为不燃材料,B1为难燃材料,B2为可燃材料,B3为易燃材料。
按照燃烧性能,用于建筑外墙的保温材料可分为3大类:一是以矿物棉和岩棉为代表的无机保温材料,通常被认定为不燃材料A级;二是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为代表的有机-无机复合型保温材料,通常被认定为难燃材料B1级;三是以聚苯乙烯泡沫塑料(包括EPS板和XPS板)、硬泡聚氨酯和改性酚醛树脂为代表的有机保温材料,通常被认定为可燃材料B2级。
大部分有机类保温材料添加阻燃剂后燃烧性能也只达到B1级,比如EPS板通过添加阻燃剂只能达到B2级;XPS板能达到B1级,但对生产工艺要求较高;普通PU最易燃,且产生剧毒烟雾,如要达到B1级防火要求,其成本较高。表1~表4为典型保温材料的基本属性和综合性比较[1]。
1.1 国内外墙保温材料发展应用现状
目前我国在外墙外保温材料应用方面,聚苯乙烯泡沫塑料占整个外墙外保温材料的80%左右,发展迅速。主要原因是与玻璃纤维、岩棉和保温砂浆等保温材料相比,其导热系数小,保温隔热效果更好,价格较便宜,同时配套的施工技术较为成熟,形成了相对完善的标准、规范体系。但其防火性能差,易燃烧,燃烧时产生大量有毒气体。由于材料本身特性以及各种防火措施和管理措施没有落实到位,火灾事故时有发生。
无机保温材料如岩棉、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩/玻化微珠等,防火性能更好,但导热系数高,保温节能效果相对较差,在严寒地区和寒冷地区不能保证节能效率,更不能满足65%以上的节能标准要求[2]。
1.2 国外外墙保温材料发展应用现状
欧美发达国家,对重要建筑、高层建筑使用外墙保温材料均有严格的防火要求。对保温系统和绝热材料作燃烧性能及耐火极限试验(并考虑燃烧时烟气及毒性),且分为若干个等级,以适应不同范围的建筑防火要求。
在燃烧性能达到A级标准的无机保温材料中,岩棉在欧洲已具备成熟的外墙外保温应用技术,但我国生产的岩、矿棉保温材料普遍存在抗拉强度低、耐水性和耐久性差的问题,影响其在外墙保温上的应用。
欧洲(德、奥)和美国采用防火性能达到要求的EPS和XPS制作夹芯复合墙体和屋面,建造学校图书馆(3层)、教室(3层)和宠物医院(4层)以及别墅(2层)等建筑。他们对EPS和XPS等要求是:产品标准规定氧指数普遍大于35%,而企业生产的产品氧指数实际达到36%~38%,有的达到40%;其阻燃剂采用优质的磷、氮系阻燃剂,不但阻燃效果好,可以在1~2 s内自熄,而且不会产生燃烧滴落物引燃的现象,其燃烧产生气体为烟密度极低的一缕缕青烟。而我国建筑市场的EPS和XPS常常出现不加阻燃剂或者加入质量低劣的阻燃剂,往往达不到阻燃效果和防火安全要求,多数EPS采用卤族阻燃剂,一旦失火冒出浓烈黑烟,就容易造成人员窒息死亡[3]。
2 建筑外墙外保温火灾原因与对策分析
65号文件的出台,在行业内引起了强烈的反响。应该在安全性的基础上选择有效性,还是在有效性的基础上选择安全性,成为行业内探讨的问题。
通过对南京中环国际广场、哈尔滨经纬 360°双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等一系列火灾的统计分析,可以看出,根据发生火灾的阶段,外墙外保温火灾大体可以分为两种情况:一是施工阶段发生的火灾,即发生在保温材料在施工现场的码放阶段以及在保温材料上墙以后表面未作面层处理的阶段。另一种情况是建筑投入使用阶段发生的火灾。近年来绝大多数的外墙外保温火灾属于第一种情况。
外墙外保温火灾之所以易发生在施工阶段,是因为保温材料的氧指数较低,施工现场又是多工种复杂交叉作业的地方[2],在施工阶段未做阻燃措施的情况下,容易被烟头、电焊火花等小火焰引燃,迅速燃烧,短时间内放出很多热量,形成轰燃,并继续引燃其他可燃物质,形成火灾。某些工程使用不符合相关产品标准要求的保温材料,也是火灾易发的原因之一。
通过以上分析可知,在这种情况下,控制火灾可以从提高保温材料的可点燃性入手,而未必一定使保温材料不燃。正如木材也是可燃材料,但是不易点燃,并不禁止木材作为建筑材料。
降低保温材料的可点燃性,即提高材料的氧指数,是降低火灾的关键有效手段。如果材料的氧指数能做到35%以上,将很难被点燃,若能提高到40%以上,阻燃效果将会更好。建筑防火也除了材料防火还有构造防火的方式。目前可以在材料防火的基础上,结合构造防火。构造形式有3种:保护层,包括防护层和饰面层,其厚度和质量的稳定性,对系统层面构造的抗火能力起着决定性作用;防火隔离,包括建筑层的防火隔离带、门窗洞口的隔火构造、系统自身的分仓构造等;空墙封堵,在火灾条件下,由于系统中热塑性保温材料受火后的收缩、熔化甚至燃烧,可能导致空腔的形成或封闭空腔的贯通,对系统的阻火性产生不利的影响。
综上所述, 预防外墙外保温火灾的有效方案总结如下:
1)提高保温材料的特性,可点燃性,即氧指数,使其不易被点燃,离火自熄;
2)加强材料市场的管理,保证保温材料的性能确实达到产品标准要求;
3)重视保温材料的构造防火,针对不同的保温材料进行适用的构造措施,确保保温材料在系统完成后防火构造措施落实到位;
4)加强施工现场监管,总体协调施工进度和施工工序,提高工程施工质量以及保证施工工序合理,保证外保温系统施工不被其他工种施工破坏或干扰。
3 结 语
立足现实,理性对待,不能因为部分外保温材料可燃引起火灾,就全盘否定其在建筑节能中的作用。保温材料的关键性能指标是导热系数要低,氧指数要高,使用性能好,而并不是单纯的强调 A 级不燃,而不顾其保温性能低效。外墙保温材料要求既节能又安全防火,已经成为不可逆转的世界趋势。
对于火灾原因、保温材料的选择等,有一点已达成共识,那就是建筑节能是基本国策,防火安全更是人命关天的大事。如何在二者之间找到平衡点,这就需要全行业产、学、研共同努力,早日研发出节能性优良、防火性更好、安全性更高的墙体保温材料和外墙外保温系统,早日实现国家绿色节能的目标,为全国人民造福。
参考文献
[1]白月枝,于雪飞.节能与防火,鱼和熊掌如何兼得[J].墙体革新与建筑节能,2011.
[2]朱春玲.外保温火灾问题分析及措施[J].墙体革新与建筑节能,2011.
外防腐保温材料 篇10
目前,我国大规模应用的外墙外保温材料主要是模塑聚苯乙烯泡沫和挤塑聚苯乙烯泡沫,这些材料质轻、闭气,防水性、绝热性好,因此被保温行业广泛使用。但是,在实际应用和检验中发现,如果这些有机保温材料没有经过化学分子结构的改性,只是简单地添加阻燃剂,一旦遇到火源仍易燃烧,并且高温时还会发生蔓延和轰燃现象,火灾隐患并未根治。
从北京央视大楼和上海靖安大厦两例特大火灾案件中不难窥见,外墙外保温材料起火主要是由于内、外两方面原因共同造成的:于“外”,往往是指“偶然”的违规操作。但是,通过严格的操作规程、有效的现场管控以及得当的人员培训是可以降低其发生的几率;于“内”,通常是指保温材料的特性。由于现阶段,我国大规模采用的外墙外保温材料为模塑聚苯乙烯泡沫和挤塑聚苯乙烯泡沫,均属于可燃材料,防火性能不佳。而在实际施工过程中,又无法完全避免明火情况的发生,因此,最根本解决问题的办法就是采用难燃、不燃的材料,力求杜绝此类火灾的发生。
国内市场上常见的,可用于替代EPS(聚苯乙烯泡沫)和XPS(挤塑聚苯乙烯泡沫)的保温材料分为无机保温材料(以岩棉、玻璃棉以及泡沫玻璃为代表)和有机保温材料(以聚氨酯PU以及酚醛泡沫为代表)两大类。下面,根据每个替代品的工艺流程、性能特点以及应用现况等逐一进行分析、描述。在比较优、劣势之后,以上述替代品的局限性作为切入点展开深层次思考,找到未来行业技术的发展方向。
2外墙外保温材料介绍
1玻璃棉
玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别,是一种人造无机纤维。国内企业多采用离心法技术加工成型玻璃棉毡或板,即以碎玻璃、石英砂、石灰石、白云石等为主要原料,配合一些纯碱、硼砂等辅助原料,按固定的比例投放进窖炉,在一定温度下熔成玻璃液。然后,与粘结剂(调和液+树脂)混合,在熔融状态下,借助外力吹制式甩成絮状细纤维,最后利用集锦机中的负压收集在网带上,从而形成玻璃棉毡。如若成板,则还需在固化炉链板和热风循环的双重作用下,压制而成。
正是由于离心玻璃棉内部的纤维不规则地蓬松交错,阻止了空气的流动,削弱了对流在热传导中的作用,所以其有不错的保温、隔热效果。另外,材料存在大量微小的孔隙,这些无数细小而深入并相互贯通的孔洞能使声波受到磨擦和粘滞阻力,使其又具有良好的吸声特性。同时,貌似看来抗拉强度不高的离心玻璃棉却因为丝径纤细(5μm~7μm),丝面微纹既少又小,在抗拉强度方面却有着惊人的表现。最为重要的,玻璃棉属于人工制成的无机材料一种,燃烧性能可达到A级的要求,符合国家优先发展不燃保温材料的政策导向。
当然,离心玻璃棉的劣势也不容小视。首当其冲的是将调和液与树脂在配制成粘结剂的过程中会产生甲醛和苯酚。甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,吸收低剂量的甲醛可引起慢性呼吸道疾病,甚至导致鼻咽癌;苯为无色具有特殊芳香味,是室内挥发性有机物之一且被有关专家确认为严重致癌物质。此外,在安装和拆卸过程中释放到空气中的人造纤维也会对人体组织造成损伤。其次,玻璃棉表面及内部存在大量且连通的孔隙,所以亲水性能好,抗渗能力差。因此,当受到雨水冲淋后,会吸收大量水分而导致强度降低、导热系数加大。最后,当离心玻璃棉直接应用于外墙时,其内部纹理势必与基材表面平行,再加上自身容重较轻,致使抗剥离性能较差。
对于上述问题,当前可采取的办法有:⑴使用环保型粘合剂并加入一定量憎水剂,从而一方面减少或消除对环境的污染、对人体的伤害,另一方面提高防水性能,趋于接近憎水材料;⑵在离心玻璃棉毡或板的两面分别粘贴玻纤布和铝箔,不仅可以防止纤维飞散而且还达到防潮效果;⑶直接在匀质离心玻璃棉的基础上增强抗剥离性能的途径很少,只有采取曲线迂回的方法,将离心玻璃棉毡竖向(垂直于丝向)切割成条形状,在长边对接拼合成面板后上下两面再加贴金属饰面层,形成复合轻板。如此一来,通过整个复合轻板体系的共同作用,间接提高了离心玻璃棉的抗剥离性能。另外,还有一种理论上的可能性,就是将集锦机和褶皱机结合利用,使网带收集的玻璃棉丝进行叠层处理,从而改变了原来单一的横向纹理结构,直接提高了材料的抗剥离性能。但是,此种可能性还处于推测阶段,需要进一步严谨的科学论证和大量的实验数据作为前提和依据。
2岩棉
岩棉由玄武岩、白云石等为主要原材料,在冲天炉或燃气池炉中融化成液状,经四辊离心机高速甩丝成纤,同时喷入适量专用粘合剂,合成岩棉纤维。然后,通过捕集带收集、定速摆锤、固化炉成型,最后切割成不同规格的岩棉板制品。
岩棉是一种优质高效的保温材料,它具有良好的保温隔热、隔声及吸声性能,与传统的保温材料相比,具有密度小、导热系数低、不燃烧、防火无毒、适用范围广、化学性能稳定、使用周期长等突出优点。在国外,尤其是欧洲的建筑市场中大量使用了岩棉制品,北欧人均消耗量在20kg以上,美国人均消耗量为5-10 kg。由于防火问题,在美国岩矿棉占70%,在德国超过22米高的建筑外保温几乎全部采用岩棉保温材料。但在我国,岩棉作为建筑保温材料的使用率还较低,主要应用于能源、石油化工、船舶工业和建筑轻板的绝热、防火、隔声等方面,而在民用建筑中应用得很少,特别是外墙外保温的应用仍是空白。究其原因主要是由于以下几点造成的:
⑴在原材料选用方面,与玻璃棉所采用的充分利用废旧物资发展循环经济的碎玻璃不同,岩棉主要所用的玄武岩、白云石均为不可再生且无法循环利用资源,此与我国节能降耗的整体发展态势不相符;
⑵岩棉被水浸泡后马上软塌,因此丧失了许多原有的优良性能;
⑶国产“岩棉板”的技术性能较国外产品有很大差距,主要表现在抗拉强度及吸水率方面,而这两项指标正是限制岩制板应用于外墙外保温系统很关键的指标。影响这两项指标的原因在于酸度系数偏低,硅氧-铝氧骨干结构不合理以及在成型过程中设备自动控制程度不高。
对于生产原材料不可循环利用这块短板,我们可以换一个角度,从废弃的岩棉制品着手,寻求一条资源可持续发展之路。首先一种可行性方法是对废弃岩棉进行破碎、梳理和风选,去除杂质后制成均匀疏松的岩棉纤维,混入粘结剂、防水剂等,在压制设备上压制成硬质岩棉砖。此技术制成的硬质保温砖不仅可用于炎热地区的屋面隔热,又可用于严寒地区屋面保温,大量节省了取暖费和空调费;其次一种可行性方法是将废岩棉通过挤压、剪切的方式制成颗粒状,而后再将这些颗粒与水泥或者石膏粉等胶结料进行干拌,重新成为一种建筑材料。
岩棉板外墙外保温系统常见的病害基本都与体系浸水有关,对于该体系,如何降低水分的侵入就显得非常关键。可以从两方面入手:一方面,在工艺流程中将高效憎水剂添加于粘合剂中,使生产的岩棉板制品具有高效憎水的性能;另一方面,提高岩棉板外墙外保温系统中抹面砂浆的防水性与抗裂性,阻止岩棉板与水分接触。
由于岩棉体内硅氧四面体和铝氧四面体结构骨架内能偏高会造成酸度系数偏低,导致抗湿热性能、弹性、抗拉强度和热稳定性等偏低。而成型过程中设备自动控制程度不高,也导致板材中纤维的三维分布状况不理想,使得板材的抗压、抗拉、抗剪强度偏低,弹性不好。因此,只有通过改进原料配方,提高酸度系数,优化熔制和固化工艺,开发深度打摺工艺等方法,才能缩小国内、外岩棉产品的技术差距,使我国岩棉大规模用于外墙外保温变为可能。
3泡沫玻璃
泡沫玻璃是一种无机硬质保温材料,由无机玻璃作为主要原料,加入碳酸盐等发泡剂和其他辅料,将其一起磨细混合均匀后放在耐热钢模具内,再在炉窑中经过高温烧结发泡和退火冷却处理制成。
泡沫玻璃的物理化学性能突出:其具有较好的抗腐蚀性,作为外墙保温材料,可以防止酸雨或酸雾对外墙的腐蚀性,可以防止大气碳化,可以增强外墙对紫外线的抵抗能力。此外,泡沫玻璃还具有良好的物理性能:它可以耐高温与低温,能在-196℃-400℃的环境中正常使用;它的抗水能力与抗冻能力较强;它是不燃性的材料,并且无毒,不会污染空气,也不会对人们的身体造成危害。但是,泡沫玻璃在我国建筑保温领域的应用还比较少,主要原因是其价格比较高,无法大面积推广使用。
细下分析,造成国内泡沫玻璃价格居高不下的“元凶”是由于技术工艺上的落后,即泡沫玻璃的组成设计缺乏有效的实践验证、采用有模离散型发泡工艺、产品质量差、成品率低。因此,在政府部门建立有效机制以推动泡沫玻璃保温材料在建筑节能领域的应用和生产企业加大对各种高性能泡沫玻璃研发的基础上,引进国外先进的无模连续发泡技术,同时学习科学的管理模式,以实现泡沫玻璃保温材料健康、快速的发展。
4酚醛泡沫
由热固性酚醛树脂发泡而成的酚醛泡沫是一种性能优异的防火、节能隔热、隔音的轻质难燃材料。其遇火后表面略有碳化却不烧穿,既不会着火也不会散发浓烟和毒气。并且,在所有保温材料中,其具有最低的导热系数。
但是,酚醛泡沫材质本身较脆、易粉化成为其广泛应用于民用建筑保温的最大障碍。目前,可以通过化学和物理方法进行性能提升,从而达到改善缺点的目的。化学方法:通过一些助剂的添加改变酚醛泡沫板分子结构;物理方法:开发酚醛泡沫复合保温板。也就是说,以酚醛泡沫为芯材,表面复合一层聚合物砂浆以及玻璃纤维网格布。其中,聚合物砂浆和网格布与酚醛表面的复合过程在工厂一次预制成型。
5聚氨酯PU
世界上公认的最佳保温绝热材料为聚氨酯PU。聚氨酯PU属于热固性(材料被加热时不能软化和反复塑制)有机材料,通过双组份液料反应交联固化发泡而形成。其呈网状结构,耐高温性能、结构稳定性和结构强度等物化综合性能比普通塑料泡沫要优越得多。聚氨酯PU未经阻燃加工处理时,属易燃体。但是,在引入难燃、耐温、低发烟、低毒性的环状结构化合物或具有难燃结构聚合物纳米颗粒后,聚氨酯PU内部性质发生变化,在遇火时不产生收缩,同时形成一层碳化层,隔绝了热量的传递和氧份的渗透,从而阻止火焰继续扩张,不产生蔓延燃烧现象。
3行业分析
公安部和消防局于2011年3月14日发布了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》(公消[2011]65号),该《通知》要求民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。为此,有机保温材料燃烧性能基本上都不满足要求,只有无机保温材料燃烧性能方可达到A级。虽然,同年8月,公安部和建设部又共同发出《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火规定》(征求意见稿),其中在第一章第二条中规定“民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B1级(新标准B级)”,比年初“65号文”的语气态度稍微缓和,但是从中可见端倪的是国家对于使用不燃保温材料的大力倡导和主推方向。此外,以聚氨酯PU为代表的部分有机保温材料的燃烧性能等级为B2级(新标准E级),即使加了阻燃剂或阻燃处理,也只能达到B1级(新标准B级)。可是,一旦发生火灾,火苗会通过窗户或者挑台等位置燃烧到其他位置,甚至波及整栋建筑。同时,这些有机材料在燃烧过程中,放出的烟毒性很大,也是火灾时危害人民群众的主要源头。
4结语
综上所述,玻璃棉、岩棉和泡沫玻璃均为不燃材料,应用于外墙外保温系统的举措即符合国家所倡导的宏观政策,也顺应国外先进的技术潮流。但是,三者的性能局限性和未来技术发展方向也应该引人注意,发人深思,故归结如下:
⑴玻璃棉抗剥离性能差。可将集锦机和褶皱机结合利用,使网带收集的玻璃棉丝进行叠层处理,从而改变了原来单一的横向纹理结构,直接提高了材料的抗剥离性能;
⑵岩棉体内硅氧四面体和铝氧四面体结构骨架内能偏高会造成酸度系数偏低,导致抗湿热性能、弹性、抗拉强度和热稳定性等偏低。而成型过程中设备自动控制程度不高,也会导致板材中纤维的三维分布状况不理想,使得板材的抗压、抗拉、抗剪强度偏低,弹性不好。可改进原料配方,提高酸度系数,优化熔制和固化工艺,开发深度打摺工艺;
⑶泡沫玻璃价格高。在政府部门建立有效机制以推动泡沫玻璃保温材料在建筑节能领域的应用和生产企业加大对各种高性能泡沫玻璃研发的基础上,引进国外先进的无模连续发泡技术,同时学习科学的管理模式,从而减少不合格率,提高产能,降低成本和价格。
参考文献
[1]GB/T25975-2010建筑外墙外保温用岩棉制品,中国标准出版社,2011
[2]GB/T25975-2007绝热用硬质酚醛泡沫之品(PF),中国标准出版社,2007
建筑外墙外保温施工质量控制综述 篇11
【关键词】外墙保温；施工质量；控制；综述
外墙外保温是近年建筑业新兴的施工体系，它旨在保护生态环境，节约能源，就节约能源而言，我国提出了具体战略目标，即2005年以后建筑业节能达到80%。建设部已将新型墙体保温技术列入《建筑部“十五”重点实施技术》并奖励发展新型节能墙体和屋面的保温隔热技术（建设部76号文件）。
1.建筑物外墙外保温体系特征
（1）节能能源，利于环境，大大降低建筑取暖及制冷费用。
（2）保护外墙墙体外面，减缓大自然对墙段的侵蚀，延长使用寿命。
（3）能有效消除外墙体系的热桥，降低建筑结构上热预力，避免因温度变化，而使墙体产生裂缝。
（4）新建或者房屋发行均可为建筑物提供无缝的造型色彩各异的墙体装饰。
（5）有利于室内蒸汽的扩散，不会产生表面和内部结露。
（6）不占用室内使用面积。
（7）不影响用户室内装修，避免保温层的破坏。
（8）便于建筑物维修，维修期间不影响往户的正常居住。
（9）单位热阻造介最低。
2.外墙保温技术
外墙外保温。
外墙外保温技术是将保温层设置在外墙。外保温是大为推广的一种建筑保温节能技术，目前常用的外墙保温系统重点介绍如下：（1）EPS板薄抹灰外保温系统。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。该系统适用于寒冷地区和严寒地区，适用于各种新建建筑的混凝土和砌体结构外墙，也适用于毁有建筑节能改造，但一般不适用于面砖饰面。（2）胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统。胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统由界面层，胶粉EPS颗粒保温浆料保温层，抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成。胶粉EPS颗粒保温层，薄抹面层中铺满玻纤网。该系统适用于各种多层和高层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。（3）EPS板现浇混凝土外保温系统。EPS板现浇混凝土外保温条纹以现浇混凝土为基层，EPS板为保温层，EPS板内表面与现浇混凝土接触的表面水平方向开有矩形齿槽，内，外表面均满喷界面砂浆，在施工时将EPS板置于外模板内侧，并安装辅助锚栓作辅助固定件，浇灌混凝土后墙体与EPS板以及辅助锚栓结合为一体。（4）机械固定EPS钢丝网架板外保温系统。机械固定EPS钢丝网架板外保温系统由机械固定装置，腹丝非穿透型EPS钢丝网架板，砂浆厚抹面层和饰面层构成，该系统不适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区，不适用于加气混凝土和轻集料混凝土基层，该系统可做面砖饰面和涂料抹面，以涂料做筑面层时，应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层。（5）装配式保温——装饰一体化外保温系统。该系统采用工厂化生产的预制复合保温板，以发泡聚氨酯作保温材料，浇注成型时与饰面砖复合在一起，预制板现场安装时用锚栓与墙体连接，该系统适用于混凝土和砌体结构外墙，对既有建筑优势明显，在气候湿热，风大地区慎用。（6）喷涂聚氨酯外保温系统。喷涂聚氨酯外保温系统由聚氨酯防潮底漆层，喷涂聚氨酯硬泡保温层，聚氨酯界面层，胶粉EPS颗粒保温浆料找平层，玻纤网抗理解砂浆抹层和涂料饰面层构成，该系统是喷涂聚氨酯硬泡与胶粉EPS颗粒保温浆料找平的完美结合，是实现节能65%的一种理想的外保温构造系统。
3.外墙外保温施工过程中易出现的质量问题
3.1聚合物砂浆的配制
目前市场上外墙低频保温系统专用的聚合物砂浆存在形态基本上有两种一是工厂化生产的干粉状的预混凝土砂浆，二是厂家仅供应聚合物浆料，在施工现场需要按照规定比例加入水泥，砂子搅拌成稠状浆料才可使用的双组分。因此保温系统专用的聚合物砂浆在配制上就存在着可控性的差别，这种差别的存在会直接导致固化后成品质量的并异性，即性能差异，聚合物砂浆配制上的不严格将直接影响外墙外保温的质量，一般来讲，单组分砂浆在性能可控方面明显优于双组份。
3.2保温板的安装
这种类型的常见问题有（1）墙面交错排布不严格。（2）板与基层面有效粘结面积不足，达不到40￥的规范要求，或出现虚粘现象，达不到个体工程涉及要求。C、板与板接缝不紧密或接高差大或外饰件紧密度太差，D、板缝接近或与窗边平齐，不符合规范要求。E、板面子速度不大标准。
3.3风格布的韩填
这种类型的常见问题有（1）网格布鞋直接于铺在保温层上用抹面砂浆直接涂抹的话网布起不到应有的增强作用，反而会起到隔离负作用。（2）网布搭接不合格，网布上下左右间，与外饰件间以及接口接头处的不合格，会影响到系统整体质量。（3）网布埋入抹面砂浆中，位置不当。（4）网布铺展质量差，起翘，起褶皱露网格迹等等，这些问题的存在将削弱网格布的增强效果，可能引起面层开裂，平整度，粉化等异常现象。
3.4护面砂浆的施工
EPS和XPS两大系统的护面砂浆都有各自的标准性能要求，但性能的达标并不意味着施工能做好，因为施工性能也会影响到成品的性能和质量，特别是外观质量，这些涉及到拌成浆料的流变性能主施工人员规范操作，技能及经验的综合平衡。
3.5施工的组织安排与监督
外墙外保温工程施工是一项十分复杂的生产过程，它的生产过程即将外保温系统的功能按照一定成，一定要求，按照设计要求，它涉及管理组织，人力物力综合平衡，施工培训上网，工具设备安装，个体工程技术要求及技术交底，施工上工作进度与时间安排，文明安全施工等效我方面要求与内容，施工组织安排的好坏直接关系到工程的进度与质量。
4.外墙外保温施工质量问题对策
4.1聚合物砂浆的配制
砂浆配置人员需要进行技术与素质培训，定人定岗，稠度的控制，搅拌应充分均匀，确保施工操作顺畅，配比正确。
4.2保温板的安装
加强施工人员素质与技术培训，培训板面布胶，板裁剪，板排布，板拍挤压胶料，板缝及板丐外饰件间密封，板打磨等操作技能，强调板安装量的重要性，加强管理人员的减产责能严格监理人员检验，并做好记录。
4.3保温浆料的现场搅拌和粘结（配料）
采用大体积的，适合功率的机械混合机混合搅拌，经专业培训后的专人定岗负责配料与混合，专责人员要求掌握加水量多少，配比正确，混合时间控制，稠度控制等要求及其重要性。
4.4保温浆料的现场搅拌和粘结（涂抹）
施工人员经培训后上岗做好界面层质量。首道保温砂浆与之紧密抹压。咬合好以计厚度，且厚度宜控制在30-60MM安全范围内，最后一道要拍打紧压，在砂浆是状态下保证平整度一次成尖，注重阴阳角线，与外饰构件接口处，特殊部位等细活到位。
4.5网格布的埋填
现在保温层均匀布胶，然后铺填网布，两道布胶，一道铺网，明确工艺程序及规范操作动作，同时薄抹灰的厚度控制在3-6MM范围内。
4.6护面砂浆施工
施工操作需经过严格操作培训上岗，保证浆料是信息状态上墙操作熟悉工具，聚合物砂浆特性及薄抹灰操作动作要领，特别是了解抹刀不同角度产生不同效果，知道两道施工要求不同，首道做到要与保温层粘贴充分牢固，网布铺展埋入到位，二道做到施工要收光及平整度符合要求，抹面砂浆现网布复合一道做到所有保温层及延伸塔接的部位，了解聚合物砂浆的施工条件及注意事项，加强（下转第371页）（上接第204页）自检程序，并及时响应作修正，建立强化验收，并作记录表。
【参考文献】
［１］蒋海霞，姜居林．浅析建筑工程的外墙外保温水利水电技术，2010（5）．
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外防腐保温材料 篇12
关键词：聚苯乙烯,聚氨酯,外墙外保温,阻燃,老化,性能评价,寿命预测
0 前言
聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)材料性能优异,制品种类多,尤以泡沫塑料在建筑外墙外保温应用最为广泛。但未经阻燃处理的PS、PU氧指数(LOI)均为18%左右,极易燃烧,因此将PS和PU用于外墙保温泡沫塑料时必须进行阻燃处理。PS与PU阻燃改性经历了较长时间的发展,已经形成了本体阻燃、卤系阻燃、磷系阻燃、膨胀阻燃、黏土阻燃等多体系发展的格局。同时,塑料容易老化,性能下降,使用中需要对塑料的老化性能进行评价,对其使用寿命进行预测。本文从以上几种阻燃体系出发综述了PS和PU在阻燃改性方面的应用,回顾了近年来塑料在老化性能评价和寿命预测方面的研究进展。
1 聚苯乙烯泡沫的阻燃
1.1 本体阻燃PS
采取添加各种阻燃剂的方法生产阻燃PS,往往会导致材料的力学性能下降,阻燃剂渗透、结团、在加工过程中挥发、分解失效等。如果采用苯乙烯单体与反应阻燃剂共聚,在PS链上引入具有阻燃效应的氮、磷、卤族元素生产阻燃PS可以克服上述缺点[1]。
Qilong Tai[2]合成了含磷和氮的单体——丙烯醛基乙氧基苯氧磷酸二乙基酰胺(AEPPA),并通过原位聚合法制备了聚(苯乙烯-AEPPA)/α-磷酸锆(α-ZrP)纳米复合材料。通过热重分析(TGA)观察到共聚物纳米复合材料的热稳定性和炭剩余量有所提高,AEPPA基团可以降低PS的可燃性。此外,随着α-ZrP的加入,PS的可燃性进一步降低。纳米复合材料热降解过程中最大质量损失率的降低和成炭量的增加是其可燃性降低的主要原因。这项研究为新型无卤阻燃提供了一个具有发展潜力的方向。
Yajun Chen等[3]用聚合物型膨胀型阻燃剂(PDSPB)阻燃PS,并与苯乙烯-马来酸酐(SMA)原位增容制备了聚合物,样品均含20%(质量分数,下同)PDSPB,与PS/PDSPB相比,添加5% SMA,聚合物的LOI从23.8%提高到24.2%,最大热释放速率(PHRR)降低18.3%,但继续添加SMA,聚合物的阻燃性能降低。研究发现,当SMA添加量较高时,阻燃性能下降的原因是在聚合物燃烧的过程中-NH2基团转化成更稳定的酰胺基团,同时膨胀性炭难以形成。
胡胜利等[4]以六溴十二烷(HBCD)-有机磷阻燃剂-氧化锑类阻燃剂-膨胀阻燃剂制备了一种苯乙烯聚合物泡沫塑料,经GB/T8624-2006测试,LOI≥32.0%。使用复合阻燃剂,克服了阻燃剂分散性差及聚合物分子量降低的难题,获得了较高的阻燃性,同时节约了成本。
1.2 卤系阻燃体系
用于PS泡沫塑料阻燃的卤系阻燃剂中,溴系阻燃剂由于具有较好的阻燃性能而处于绝对重要的位置。其作用机理是在高聚物分解时溴系阻燃剂也开始分解,并捕捉高分子材料降解反应生成的自由基,从而延缓或终止燃烧的链反应;同时释放的HBr是一种难燃气体,密度大,覆盖在材料的表面,起到阻隔作用,抑制了材料的燃烧。
M·阿尔门丁格等[5]公开了可发性聚苯乙烯板(EPS)的专利,所述EPS添加的阻燃剂是溴含量为50%(质量分数)的有机溴化物,溴化物中包含六溴环十二烷,阻燃剂的添加量为苯乙烯聚合物的0.05%~5%(质量分数)。实例中,以DIN 4102测定EPS,余焰时间大超过6s,产品通过了B1、B2实验,该方法中苯乙烯聚合物熔体的分子量几乎没有下降。
锑类是卤系阻燃剂最高效的协效剂,Sb2O3与有机卤协同使用可构成一种非常有效的阻燃体系。有机卤化物放出HX或卤素与Sb2O3作用生成三卤化锑或卤化锑酰,这些锑化合物具有阻燃作用[6]。胡胜利等[7]以回收聚苯乙烯泡沫塑料的再生塑料颗粒为基材,添加一定量的HBCD-Sb2O3阻燃剂,使制备的聚苯乙烯泡沫达到难燃水平;使难燃挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)的生产实现了工业化,解除了因XPS在许多应用场合阻燃性达不到国家要求而受到的限制。但是当XPS的LOI达到28%左右时,继续添加阻燃剂,XPS阻燃性能没有明显增强。最终工业产品测试表明LOI≥32%。试验表明,以聚磷酸铵(APP)为代表的无机磷酸盐类化合物对提高XPS的阻燃性能作用不明显。
1.3 磷系阻燃体系
当含有机磷阻燃剂的高聚物受热时,有机磷分解生成磷的含氧酸及其聚合物,这种酸能催化含羟基化合物脱水成炭覆盖在表面形成隔离层,同时,由于隔离层导热性差使高聚物温度降低,从而起到阻燃作用[6]。而阻燃剂热裂解所形成的气体中含有PO·,它可以捕获H·和·OH起到抑制燃烧链锁反应的作用。
王志成[8]以芳香族磷酸酯(TPP)/环氧树脂(E618)阻燃PS,在PS燃烧过程中具有催化成炭作用,并可减少可燃蒸汽的产生和释放。当PS、TPP/E618的协同比例为30∶5(质量比)时,阻燃效果最好,LOI可达到39.4%;当TPP/E618协同比例为20∶5时,得到最佳力学性能和阻燃性能。试样燃烧符合UL 94 -2006-V-1评价标准。TPP/E618体系是PS无卤阻燃方向的一种有益的探讨。
1.4 磷-氮系膨胀型阻燃
磷-氮膨胀型阻燃剂是以磷-氮为主要成分的阻燃剂。磷-氮间存在协同作用,阻燃机理具有多重性,其发烟量、有毒气体的生成量很小,显示出良好的阻燃性能。常用氮系阻燃剂有APP、三聚氰胺氰尿酸(MCA)等。
MCA的阻燃机理是物理方面的,三聚氰胺升华吸热为960J/g,氰尿酸的分解吸热为15.5kJ/g,因此可以降低燃烧热而起到阻燃作用。同时,MCA产生的惰性气体稀释了可燃气体,起到阻燃作用。李晴嫒等[9]将PS与MCA直接进行熔融复合制备PS/MCA复合材料,对复合材料的燃烧性能进行了研究,研究表明,随着MCA含量的增加,复合材料的发烟和滴落减少,LOI值增大,水平燃烧级别提高;当MCA用量为20份时复合材料能够自熄,当用量为40份时LOI值从17.5%增加至20.8%,水平燃烧试验可达到FH-1级,且随着MCA用量的增加,LOI值逐渐增大,当在MCA含量为100份时,复合材料的氧指数达到22.7%。
APP含磷、氮量高,热稳定性好,毒性、吸湿性小,分散性好,抑烟,可作PS的无卤膨胀阻燃剂。APP的阻燃机理是其受热脱水后生成强脱水剂聚磷酸,促使有机物表面脱水生成磷化物,加之生成的非挥发性磷氧化物及聚磷酸覆盖基材表面,隔绝空气,达到阻燃的目的。苑会林等[10]研究了APP、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)混合体系对PS的阻燃作用,实验表明,酸源、炭源、气源组成的膨胀性阻燃剂有良好的阻燃效果;炭源所起的作用最显著;当APP、PER、MEL的用量分别为30∶20∶5摩尔份时,阻燃PS获得较好的综合性能。
1.5 粘土类阻燃体系
粘土类阻燃体系以蒙脱土应用较为广泛。由于蒙脱土独特的层状结构,可以通过插层的方法,将聚合物插入蒙脱土片层中,实现蒙脱土与聚合物的纳米尺度上的复合,从而使热解焦炭层增强变厚,大大抑制聚合物σ键断裂后的挥发性分解产物从纳米复合材料中逃逸,同时把材料与火焰分隔开,使PS复合材料的阻燃性能得到改善。
Hongdian Lu[11]采用锥形量热法(CONE)、微尺度燃烧热(MCC)和TGA对聚磷酸铵/三季戊四醇(APP/TPE)膨胀型阻燃聚苯乙烯复合材料(PS/IFR)、有机-改性层状无机材料蒙脱土(MMT)、ZrP、纳米纤维(多层碳纳米管)、纳米粒子(Fe2O3)和镍催化剂的阻燃性能和热稳定性进行了评价。CONE表明,用填料(≤2%)替换膨胀阻燃剂能大大提高阻燃性能。MMT能高效降低PS/ IFR复合材料的热释放速率,而被C21H26NClO3S改性的ZrP表现出负面影响。
付梦月[12]将PS与有机蒙脱土(OMMT)直接进行熔融共混,得到了插层型PS/OMMT纳米复合材料。采用水平燃烧、LOI、TGA、高温处理等方法研究了PS/OMMT纳米复合材料的阻燃性能。结果表明,OMMT的加入使PS/OMMT纳米复合材料水平燃烧速度下降,LOI值增大,耐高温性能和阻燃性能增强。研究认为OMMT硅酸盐片层对热量、氧气和分解产物传递产生的屏蔽和阻隔作用是造成PS/OMMT纳米复合材料阻燃性能提高的主要原因。
1.6 其他阻燃方法
笼型结构多面体倍半硅氧烷(POSS)是一种优异的无机纳米粒子,带有可反应性和非反应性的有机官能团,与有机物材料相容性好,可与有机单体共聚制备高强耐热的聚合物杂化材料,且可分子级地分散于聚合物中,众多研究集中于POSS改性PS以提高其性能。
赵春宝等[13]通过熔融共混法制备了PS/八苯基多面体低聚倍半硅氧烷(OPS)复合材料,并测试了复合材料的阻燃性能。结果表明,OPS有助于提高PS的阻燃性,当其加入量达到8%时,LOI值由17.5%增加到21.0%。
宋晓艳[14]利用Wittig反应合成了新型磁性多面体齐聚倍半硅氧烷POSS,制备了新型PS/POSS纳米复合材料。POSS在纳米材料中含量为1%和3%时可达分子级分散,而含量为5%时部分POSS以晶体形式存在。随POSS含量的增加,PS/POSS纳米材料较纯PS的起始分解温度升高;POSS含量为3%的PS/POSS较纯PS的玻璃化转变温度提高约14℃。
Mg(OH)2作为一种无卤阻燃剂已经开始替代卤素阻燃剂在热塑性塑料中广泛应用,许多研究表明Mg(OH)2能提高塑料的热稳定性。Yonghua Hu[15]通过气相色谱分析和气相色谱分析/质谱分析纯PS和PS/Mg(OH)2复合材料燃烧产物,结果表明,Mg(OH)2对PS的燃烧产物有明显的影响,与纯PS相比,添加30%Mg(OH)2的PS,CO2浓度从2.00%降低到0.44%,随着Mg(OH)2含量的增加,燃烧产物的成炭量和大部分挥发、半挥发有机产物,特别是苯乙烯单体和多环化合物,都有增多的趋势。这说明Mg(OH)2改变了PS燃烧反应路径,降低了PS的燃烧性。
2 聚氨酯泡沫的阻燃
2.1 卤系阻燃体系
邢伟英等[16]公开了一种用于外墙保温的聚氨酯(PU),用含氯元素的阻火聚醚作为阻燃剂,并对异氰酸酯进行结构改性,PU阻燃性能优异,LOI值为34%±1%。
2.2 磷系阻燃体系
应用于PUF的磷系阻燃剂中,卤代磷酸酯类化合物的应用广泛、效果显著,是一类添加型液态有机阻燃剂[17],具有挥发性低、无色、无臭、耐水解等优点。三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)是最早使用的阻燃剂之一,具有较好的耐水解性和较高的阻燃效率,但阻燃持久性差,且易挥发损失。而许多磷酸酯可以用作阻燃剂,同时又具有增塑剂的作用,如甲基磷酸二甲酯(DMMP)。
秦桑路等[18]研究了TCEP对PUF阻燃性能的影响。结果表明,当TCEP的添加量大于20%时,阻燃性能的提高并不明显,而且会导致泡沫强度下降,阻燃剂的添加量在15%左右为宜。
罗振扬等[19]采用DMMP、乙基磷酸二乙酯、双磷酸酯类(DMMP、DEEP、V6)、卤代磷酸酯阻燃剂TCEP、三(2-氯丙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯(TCEP、TCPP、TDCP)以及二者复配对RPUF进行阻燃改性,测试结果表明全磷阻燃剂的阻燃效果优于卤代磷酸酯类阻燃剂,而磷卤复配阻燃效果优于单一阻燃剂。
2.3 石墨膨胀阻燃体系
可膨胀石墨(EG)作为膨胀型阻燃剂发展迅速,它赋予了聚氨酯泡沫塑料很好的阻燃性能。
李来丙[20]研究了EG对聚异氰酸酯-聚氨酯(PIR-PU)泡沫材料阻燃性能的影响,用CONE测定了EG/PIR-PU泡沫材料的阻燃性能。结果表明,当EG的添加量为25%时,防火性能达到DIN4102-B2,LOI值达28%以上。
EG与其他阻燃剂复配可以提高聚氨酯的阻燃性能。Xiang-Cheng Bian[21]在含有20%EG的EG/RPUF中添加10%的晶须二氧化硅(WSi),与未添加WSi的复合材料相比,烧失量从28%(体积分数)提高到32.5%(体积分数),TGA表明,EG和WSi离子的添加提高了复合材料的热稳定性。董金路等[22]采用四溴醇合成了适合水发泡的阻燃聚醚多元醇,并通过固液燃剂的复配使用制得了阻燃型PUF。研究表明,该阻燃聚醚多元醇与含有EG的复合阻燃剂复配使用可以起到协同作用,所得制品的氧指数接近29%。
石磊等[23]考察了不同粒径的EG对RPUF微观形态和燃烧性能的影响,研究测试表明,EG与PU结构的相容性较差,作为阻燃剂,EG的粒径越大,塑料的阻燃性越好,LOI值可达到39.5%。石磊等[24]还研究了不同粒径EG对高密度RPUF(0.45g/cm3)阻燃性能的影响,在超高速搅拌器中研磨4min和13min,分别获得了不同粒径的EG样品(EG4)和(EG13)。结果表明,未经研磨的EG(EG0)和EG4有效提高了RPUF复合材料的阻燃性能,而EG13不能提高复合材料的阻燃性能。填充EG0和EG4的样本生成的炭覆盖基质表面形成一个完整的物理屏障,阻止了可燃气体的燃烧及氧气与材料的接触。EG13不能产生足够覆盖燃烧样品的整个表面的炭,因而阻燃效果较差。TGA表明,EG对RPUF热稳定性的影响可以忽略不计。
Ling Ye等[25]将微粒可膨胀石墨(PEG)和PEG-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)分散在PU中,并用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、TGA和扫描电镜(SEM)进行分析和观察。Ling认为PEG主要用于提高泡沫塑料的力学性能,添加PEG,PEG/ RPUF的阻燃性能会恶化。要同时提高复合材料的力学和阻燃性能,需用一层PMMA对PEG粒子进行密封,结果表明,加入10% PEG-PMMA粒子可明显提高PEG-PMMA/RPUF复合材料的力学性能和阻燃性。Ling认为力学性能和阻燃性能提高是因为PEG在聚氨酯基质中分散理想,没有破坏RPUF细胞系统的完整性, PMMA和RPUF良好的界面粘附力密封了EG粒子,聚合物燃烧时增加了其可膨胀体积。
2.4 粘土类阻燃体系
Guobo Huang等[26]合成了一种含有磷-氮结构的化合物C,化合物C与Na+-OMMT间离子交换制备了C改性的纳米蒙脱土阻燃剂(C-MMT),并制备了剥离型MMT/PU纳米复合材料。热分析(TA)表明,添加C-MMT提高了PU树脂的热稳定性,增强了成炭作用。CONE表明C-MMT明显降低了PU的可燃性;与PU相比,添加20%C-MMT的PU的最高热释放速率(PHRR)降低了25%,电镜显示C-MMT在C-MMT/PU复合材料燃烧后可以很好地分散在成炭中并且形成紧密的可膨胀炭。C的插入提高了MMT在聚合物基质的分散程度和纳米复合材料的阻燃性。
唐希玲[27]制备了3种有机RPUF/有机蒙脱土复合材料,即聚氨酯/癸二胺改性蒙脱土、聚氨酯/十八烷基伯胺盐改性蒙脱土、聚氨酯/十八烷基季胺盐改性蒙脱土(PU/DDA-MMT、PU/ODPA-MMT、PU/ODTMA-MMT),它们的热稳定性能和阻燃性能比纯RPUF的都有所提高。分析表明,复合材料热稳定性能和阻燃性能的改善程度与有机蒙脱土在PU中的分散情况相关:带有部分剥离的PU/DDA-MMT复合材料具有最好的热稳定性,而层间距离最小的ODTMA-MMT制得的只有插层结构的PU/ODTMA-MMT复合材料的热稳定性能是3种复合材料中最差的。
3 建筑保温材料的老化
3.1 性能评价
泡沫塑料在外墙外保温体系应用广泛,因此研究泡沫塑料的老化行为,具有重要的现实意义。朱福海[28]以ISO04582为主要参考,探讨了若干有助于评价塑料老化过程中样品外观性能的简单方法,为国标GB/T15596-1995的制定提供了依据。曹树东[29]通过测试热氧老化、紫外老化后材料的黄色指数来反映材料老化的程度,结果表明,应用黄色指数定量评价高分子材料老化进程是非常简捷的方法。塑料自然老化力学性能的预测研究对于塑料应用具有重要意义,在原始数据极少又无明显的分布特征时,难以用回归分析法进行研究。黄伟[30]提出了基于灰色预测理论的塑料自然老化力学性能的预测方法,并通过实例证实了其良好的精度。
3.2 寿命预测
George Wypyeh[31]重点论述了材料老化过程中环境因素对老化周期的影响以及其原因等,通过对人工加速老化及其加速老化和自然老化相关性的说明,阐述了可降低这种相关性的诸多因素,以及这些因素对老化结果的影响程度,为材料老化的研究提供了较为具体、实际的方法和步骤,并给出了遵照ASTM D632标准研究确定老化方法的流程图、需要考虑的因素等。Jorg Boxhammer[32]也在人工老化试验中论证了通过提高实验温度来缩短测试时间的可行性,为老化研究工作者提供了有效捷径。
E.V. Bystritskaya[33]提出了在无法或难以直接测量所需材料性能的条件下预测复合型聚合物寿命的方法。E.V. Bystritskaya对老化过程使用合理的物理模型,通过一定的数学背景,描述了解决此类问题的方案。
目前环境对复合材料的影响还不能完全定量估算,通常采用得到的半经验数学模型来预测复合材料的使用寿命。对于在无负荷条件下暴露于环境中的热固性复合材料,假设增强过程和损伤过程是相互独立的,那么性能的不可逆变化所造成的复合材料强度变化可用式(1)描述[34]:
S=S0+η[1-exp(-λt)]-βln(1+αt) (1)
式中:S是复合材料老化t小时后的强度;S0是复合材料初始强度;η是材料固化程度参数;λ是材料和外部环境参数;t是老化时间;β是材料抵抗裂纹扩展能力参数;α是外部环境侵蚀性系数。肇研等[35]在式(1)的基础上用中值老化方程的回归分析方法确定了具有置信度、高可靠度的复合材料老化公式:
SR=S0+η[1-exp(-λt)]-β ln(1+θt)-kR(t)σ (2)
式中:SR是置信度为γ、可靠度为R的老化剩余强度;待定系数S0、η、λ、t、β、α含义与式(1)相同,kR(t)是置信度为λ、可靠度为R的二维单侧容限系数,σ是老化剩余强度的标准差。
黄伟[36]提出了利用人工神经网络对塑料自然老化性能时间序列进行预测的方法,并建立了计算模型,将所选性能的数值变化看作是时间的函数,试验性能下降到其原始值的50%为止,做出性能-时间曲线,求出该状态条件下的临界使用时间。实例计算证实了这种方法具有良好的精度。人工神经网络方法需要的试验数据较少,同时也可对统计规律不明显的试验数据进行处理,因此它对老化问题的研究具有重大意义。
目前也有人用差示扫描量热法(DSC)、TGA、动态机械热分析法(DMTA)等来研究聚合物基复合材料的热解力学,以此预测使用寿命。
4 展望
目前,卤系阻燃仍然会在阻燃领域占有重要地位。在无卤阻燃的背景下,磷系会占据越来越大的比例; PER价格较高,对材料力学性能影响较大,降低成本和改善力学性能会成为膨胀性阻燃剂发展的方向;石墨能减慢材料燃烧速率和热释放速率,对其他性能影响较小,是环境友好型阻燃剂。粘土类是新型阻燃剂,对其他性能影响较小,而粘土表面改性剂将会是一个重要研究领域。