北極熊超輕發(fā)泡水泥保溫材料及其外墻外保溫結構體系的創(chuàng)新點
1、綜合指標均良好:
當前國內外研究超輕發(fā)泡水泥材料的單位很多,目前干體積密度停留在200kg/m3左右、導熱系數(shù)0.06 w/m•k左右、抗壓強度0.3 MPa左右,當密度進一步降低時,容易塌孔、強度急劇降低,密度100kg/m3左右時,脫模都已經很困難,更談不上能滿足外墻保溫工程的應用。
北極熊超輕發(fā)泡干粉以特種水泥與其他無機材料、多種外加劑精確混拌的復合干粉加水攪拌后的漿體與專門研制的高分子聚合物發(fā)泡劑經發(fā)泡劑生產的泡沫混和,硬化后形成低密度、低導熱系數(shù)且能夠滿足外墻保溫強度的保溫材料。通過改變超輕發(fā)泡水泥干粉和發(fā)泡劑的配合比,可自由的調整發(fā)泡漿體的流動性、漿體粘度、漿體凝結時間和強度,從而成功開發(fā)出干體積密度30~300kg/m3的超輕發(fā)泡水泥保溫材料,導熱系數(shù)0.33~0.08 w/m•k、抗壓強度0.013~0.68 MPa,解決了制作密度小、導熱系數(shù)低的發(fā)泡水泥難以成型和強度極低在工程中無法應用的問題,實現(xiàn)了不燃和節(jié)能指標雙達標,使發(fā)泡水泥保溫材料實現(xiàn)了更好的發(fā)展。
2、 性能參數(shù)可依據需要自由調整:
傳統(tǒng)的發(fā)泡水泥采用向兩層砌體之間、模具內、地面上灌注的施工形式,外墻外保溫施工傳統(tǒng)方法是制成保溫板材、墻體黏貼、表面抹防水抗裂砂漿的形式。
北極熊超輕發(fā)泡水泥/泡沫混凝土保溫結構體系通過改變超輕發(fā)泡水泥干粉和發(fā)泡劑的配合比,可自由的調整發(fā)泡漿體的流動性、漿體粘度、漿體凝結時間,從而將前述傳統(tǒng)的施工模式改為將發(fā)泡水泥漿體人工涂抹簡易支模灌注于墻體上,硬化后抹防水抗裂砂漿,簡化了工藝、提高了工效,幾乎沒有冷橋,形成幾十平方米一塊保溫大板,板整體性好。
3、 施工無需腳手架:
采用簡易模板和外墻上模板兩側預埋螺栓的辦法,不依靠腳手架和既有建筑支撐支模板,現(xiàn)場澆注超輕發(fā)泡水泥漿體;漿體硬化拆除模板后,將預埋螺栓和抗裂防水聚合物水泥砂漿面層中的金屬網相連接,板間加設一定數(shù)量膨脹螺栓,預埋螺栓起到極為重要的承載作用,這樣形成一個和外墻墻體牢固結合的保溫體系。
4、窗口等拐角處施工便捷:
門窗口處保溫采用北極熊公司專利技術制作以抗裂防水聚合物水泥砂漿作為包覆外殼的板材,用膨脹螺栓固定于門窗口上,然后抹壓抗裂防水聚合物水泥砂漿,結合牢固、工藝簡單。
5、采用該工藝外墻墻體無需找平。
6、 參數(shù)可調、成本可控:
根據不同需要,超輕發(fā)泡干粉和發(fā)泡劑有不同配方,可實現(xiàn)不同密度 、導熱系數(shù)、強度和單位成本;
7、單位成本低:
和其他基本達到節(jié)能指標且不燃無機保溫材料相比,外墻外保溫單位成本較低。
一、北極熊公司超輕發(fā)泡水泥/泡沫混凝土保溫材料主要性能:(與目前市場上主要幾種外墻外保溫材料的對比)
1、導熱系數(shù)低:
眾所周知,導熱系數(shù)是衡量保溫材料保溫性能的一項重要指標,導熱系數(shù)越低,保溫性能越好。根據國家標準規(guī)定,眼下市場上常用:①有機保溫材料:標準規(guī)定擠塑聚苯板的導熱系數(shù)≤0.03%w/m•k、膨脹聚苯板≤0.041% w/m•k;②無機類保溫材料:珍珠巖保溫材料≤0.09% w/m•k、玻璃發(fā)泡板0.058~0.062% w/m•k、巖棉板≤0.044% w/m•k、一般水泥發(fā)泡板0.06~0.28% w/m•k。
北極熊超輕發(fā)泡水泥/泡沫混凝土0.035~0.056% w/m•k、密度40kg/m3的發(fā)泡體導熱系數(shù)≤0.035% w/m•k、密度80kg/m3的發(fā)泡體導熱系數(shù)≤0.04% w/m•k、密度110kg/m3的發(fā)泡體導熱系數(shù)≤0.045% w/m•k。從以上數(shù)據可以看出北極熊超輕發(fā)泡水泥與聚苯板導熱系數(shù)基本持平,優(yōu)于其他無機保溫材料。
2、 防火性能A級:
無機材料的優(yōu)勢比較明顯。巖棉、礦棉和玻璃棉等無機保溫材料防火阻燃性高,甚至不燃燒,完全可以達到《暫行規(guī)定》中的A級標準。
北極熊超輕發(fā)泡水泥除了極微量外加劑外,幾乎為純無機材料,經檢測達到A級標準。
有機材料多為石油制品,不僅易燃,而且熱分解時還會產生大量有毒物質苯乙烯,對于有機材料來講防火性能是其致命傷。
3、干體積密度低:
在孔隙率大致相同的情況下,密度和導熱系數(shù)是成正比的,要求導熱系數(shù)越低,體積密度也越小。反之,體積密度越大,導熱系數(shù)越高。當前外墻保溫無機材料普遍體積密度很大,故而導熱系數(shù)也很高,這樣的材料應用于外墻保溫勢必成比例的增加保溫層厚度。如聚苯板導熱系數(shù)≤0.041% w/m•k,一般保溫層設計厚度為80mm厚;珍珠巖保溫材料≤0.09% w/m•k,為聚苯板的2.195倍,保溫層的設計厚度則應為176mm,這在外墻保溫施工時是無法做到的。
現(xiàn)在歐洲已執(zhí)行建筑節(jié)能75%的標準,聚苯板的厚度都已達到300mm厚,北京今年也將執(zhí)行建筑節(jié)能75%的標準,因此千方百計降低外墻保溫材料的干體積密度,進而同時降低導熱系數(shù),無疑是無機外墻保溫材料的發(fā)展方向和艱巨任務。
北極熊超輕發(fā)泡水泥干體積密度僅高于膨脹聚苯板,遠低于任何其他無機保溫材料。
4、抗壓強度較低:
經國家建筑材料監(jiān)督檢測中心檢測的北極熊超輕發(fā)泡水泥抗壓強度檢測值如下:
從以上數(shù)據看,北極熊超輕發(fā)泡水泥抗壓強度低于珍珠巖保溫材料、玻璃發(fā)泡板,在干體積密度大體相同情況下高于巖棉保溫板。
5、 使用壽命與建筑物同壽命:
北極熊超輕發(fā)泡水泥/泡沫混凝土為無機材料,從建筑保溫材料的使用壽命上看,無機保溫材料有很大優(yōu)勢。無機保溫材料外墻保溫系統(tǒng)可與建筑物同壽命。然而,有機保溫材料的使用壽命則相對較短,以聚苯板為例,其使用壽命為15~20年,對于設計使用年限為50~70年的普通建筑物來說,若使用聚苯板做外墻保溫,將意味著同一建筑物壽命期內需做數(shù)次外墻保溫,這將是一個巨大的工程,所花的費用也是無可估量的。
6、 透氣性能強:
透氣性能也是一項衡量保溫材料保溫性能穩(wěn)定性的重要指標。透氣性是指水蒸汽擴散阻力。如果外墻外保溫系統(tǒng)透氣性不好,水汽擴散受阻,將阻礙墻體向外排濕,影響飾面涂料的顏色,而且還會產生應力,使涂膜鼓泡、脫落。另外,還會導致墻身含濕量逐步增加,使節(jié)能達標的外墻外保溫系統(tǒng)受阻,造成室內空氣混濁,且不適合人居住。與此相反,北極熊超輕發(fā)泡水泥以及傳統(tǒng)的無機類保溫材料玻璃棉、巖棉、礦棉制品等,具有較大的水蒸汽滲透率,將顯著改善人居環(huán)境。
二、北極熊新型外墻外保溫結構體系優(yōu)勢:
以超輕發(fā)泡水泥復合干粉、防水快硬型聚合物水泥砂漿為主材的北極熊新型外墻外保溫結構體系優(yōu)勢明顯。北極熊超輕發(fā)泡水泥/泡沫混凝土不僅具有聚苯板等有機保溫材料導熱系數(shù)低和干體積密度小的優(yōu)越特性,同時又和其他無機保溫材料一樣具有A級防火性能、使用壽命和建筑物同步、透氣性好的特性,可以說它兼有了無機和有機保溫材料的多種性能。但美中不足的是,由于密度的大幅降低,這也導致了抗拉粘結強度降低。國家建筑節(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范GB50411-2007文件中4.2.3對粘結材料的粘結強度提出了明確要求,規(guī)范所指的保溫材料為膨脹聚苯板和膠粉聚苯顆粒保溫砂漿,前者為有機材料、后者為有機、無機復合材料,它們與外墻的粘結是比較困難的,若保溫材料抗拉粘結強度低,會導致保溫材料不能和外墻牢固的結合,在這個體系中抗拉粘結強度指標是至關重要的。根據北極熊超輕發(fā)泡水泥的眾多優(yōu)點和其抗拉粘結強度低的劣勢,本著揚長避短的方針,設計了以超輕發(fā)泡水泥為保溫芯材的一種新型外墻外保溫結構體系。技術方案是先在外墻墻體上人工涂抹、機械噴涂或支模板灌注超輕發(fā)泡水泥保溫材料 待超輕發(fā)泡水泥保溫材料硬化后抹壓第一遍抗裂防水聚合物水泥砂漿 將第一層金屬網鋪設在中間 之后抹壓第二遍抗裂防水聚合物水泥砂漿 鋪設第二層金屬網于砂漿上 在混凝土外墻上釘水泥釘或安裝膨脹螺栓 將兩層金屬網綁扎或焊接于水泥釘或膨脹螺栓上 隨后再次抹壓抗裂防水聚合物水泥砂漿 最后做飾面層。這個結構體系的主要優(yōu)點是:
1、基本無變形:
超輕發(fā)泡水泥保溫材料和外墻墻體同為混凝土材料,變形系數(shù)大致相同,二者結合較好。
2、整體性好:
超輕發(fā)泡水泥保溫材料可采用人工涂抹、機械噴涂或支模灌注,除了按設計要求留出伸縮縫和沉降縫外,形成一個粘結于外墻墻體上的幾十平方米的整體板塊,整體性較好,而其他外墻保溫材料是一小塊一小塊黏貼上的。
3、保溫能力強:
由于保溫層為現(xiàn)場整體施工,幾十平方米為一個板塊,板縫少,板縫采用高伸縮率的聚合物水泥防水涂料和低密度巖棉填縫,產生的冷橋相當少,且由于超輕發(fā)泡水泥保溫材料本身導熱系數(shù)很低,所形成的外墻保溫體系保溫能力無疑是非常高的。
4、與外墻結合牢固可靠:
支?,F(xiàn)澆時預埋于墻體上的金屬螺栓和分布于外墻墻體上的水泥釘或膨脹螺栓將超輕發(fā)泡水泥保溫層、兩層金屬網、抗裂防水聚合物水泥砂漿層所形成的幾十平方米的保溫大板塊和外墻墻體牢固連接在一起,并可視荷載適度增加水泥釘或膨脹螺栓的設置數(shù)量,以擬補抗拉粘結強度低的缺點,使保溫體系與外墻實現(xiàn)可靠地連接。
5、 保溫功能長效可靠:
在外墻保溫面層抹壓抗裂防水聚合物水泥砂漿,縫隙采用高伸縮率聚合物水泥防水涂料摻加低密度巖棉填縫,對超輕發(fā)泡水泥保溫層進行了有效保護,以防止潮濕空氣和水的滲入,從而防止保溫能力的降低和凍融破壞。
6、 施工效率高:外墻墻體無須找平,施工工藝簡單,速度快、效率高。
7、 防火等級高:防火性能達到A級;
8、造價低:單位造價比其他能達到A級防火和節(jié)能標準的外墻保溫體系要低。
9、 環(huán)保:
保溫材料生產和外墻外保溫結構體系施工中對環(huán)境沒有什么影響、無廢渣產生。