EPS、XPS、巖棉板、無機(jī)復(fù)合聚苯板等常見保溫材料
在外墻保溫市場(chǎng)上,有許多種保溫材料,其中常見的包括燃燒等級(jí)≤B1級(jí)的有機(jī)類保溫材料EPS、XPS等;燃燒等級(jí)為A級(jí)的無機(jī)類保溫材料巖棉等;以及燃燒等級(jí)為A(A2)級(jí)的無機(jī)復(fù)合聚苯類保溫材料。今晚我們整合數(shù)年來的研發(fā)及施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)這些材料的性能做一次綜合對(duì)比。
在對(duì)比之前咱們先了解一下保溫板常用的幾個(gè)參數(shù):密度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性、吸水率。
密度:密度是對(duì)特定體積內(nèi)的質(zhì)量的度量,密度等于物體的質(zhì)量除以體積,保溫板密度通常以kg/m3為單位。一般情況下,保溫板密度越小,導(dǎo)熱系數(shù)越低,保溫隔熱效果越好。
抗拉強(qiáng)度:保溫板受垂直于板面向外的拉力后斷裂時(shí)所承受的最大負(fù)荷載除以截面積所得的應(yīng)力值,保溫板抗拉強(qiáng)度通常以Mpa或Kpa為單位,1Mpa=1000Kpa。抗拉強(qiáng)度多用于參考抵抗高層部位負(fù)風(fēng)壓或地震等其他水平方向外力,以及考慮飾面層是否可使用面磚等較重材料。一般情況下(除橫絲巖棉板外的)保溫板的強(qiáng)度皆滿足此標(biāo)準(zhǔn),多數(shù)情況下不需要考慮此參數(shù)。
抗壓強(qiáng)度:指外力施壓力時(shí)的強(qiáng)度極限值,保溫板抗拉強(qiáng)度通常以Mpa或Kpa為單位,1Mpa=1000Kpa。垂直于板面的抗壓強(qiáng)度多用于考慮其系統(tǒng)抗沖擊性能,比如首層掛雙網(wǎng)條件下須滿足≥10J級(jí),其它層須滿足≥3J級(jí)。且此參數(shù)也多參照用于防止保溫板運(yùn)輸、施工、存放時(shí)的擠壓變形。
導(dǎo)熱系數(shù):是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,℃),在一小時(shí)內(nèi),通過1平方米面積傳遞的熱量,單位為瓦/米·度(W/(m·K)。一般材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)高低排序?yàn)楣腆w>液體>氣體,所以保溫板孔隙率越高其導(dǎo)熱系數(shù)越低,但須兼顧考慮強(qiáng)度及耐候性而取適中的密度。導(dǎo)熱系數(shù)越低,無論用于北方的保溫還是南方的隔熱,其效果都比較好。反之導(dǎo)熱系數(shù)越高,則保溫隔熱性能越差。
尺寸穩(wěn)定性:是指材料在受機(jī)械力、冷熱或其他外界條件作用下,其外形尺寸不發(fā)生變化的性能。保溫板尺寸穩(wěn)定性決定其在安裝使用后的受用壽命內(nèi)的系統(tǒng)抗裂性能。穩(wěn)定性數(shù)值(百分比)越低,其體積尺寸在外力、冷熱交替下越穩(wěn)定,越不易發(fā)生系統(tǒng)破壞。系統(tǒng)質(zhì)量越好,耐候性越久。
吸水率:是表示物體在正常大氣壓下吸水程度的物理量,用百分率來表示。保溫板吸水率會(huì)影響其導(dǎo)熱性能,吸水率高的保溫板在自然條件下遇水吸水導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)升高(液>氣),保溫效果變差,且保溫板內(nèi)的水汽如不盡快得到釋放,容易發(fā)生濕脹或凍脹,導(dǎo)致系統(tǒng)脫落,這種隱患多存在于門窗洞口、女兒墻、壓頂、勒腳、穿墻管道等部位。保溫板吸水率會(huì)影響其粘接性能,吸水率過低,水硬性粘接砂漿難能與保溫板相融合,無論是保溫板與墻面的粘接強(qiáng)度還是保溫板與抹面砂漿的粘接強(qiáng)度都很差,增加脫落風(fēng)險(xiǎn)。比如巖棉其材質(zhì)含憎水劑,粘貼前須滿刷界面劑,才能保證粘接砂漿及抹面砂漿與巖棉的粘接強(qiáng)度及系統(tǒng)安全強(qiáng)度。
下面,我們就當(dāng)前市面常見的幾種保溫板做一個(gè)詳細(xì)的參數(shù)解析對(duì)比。
1.EPS板:膨脹聚苯乙烯泡沫塑料板,也叫模塑聚苯板。
密度為18~22kg/m3,一般取用20kg/m3,低密度成本低導(dǎo)熱低,但吸水率高,掛網(wǎng)抹灰后的系統(tǒng)強(qiáng)度低,質(zhì)量較差。
抗拉強(qiáng)度≥0.1Mpa,滿足質(zhì)量安全要求(可用于面磚飾面)。
抗壓強(qiáng)度≥0.1Mpa,滿足質(zhì)量安全要求。
導(dǎo)熱系數(shù)≤0.039W/(m·k),保溫板隔熱性能較為優(yōu)秀。
尺寸穩(wěn)定性≤0.3%,常用規(guī)格1200*600mm,尺寸穩(wěn)定性比較優(yōu)秀。但其在常溫下須陳化≥42天再使用,以保證其體積穩(wěn)定。
市場(chǎng)現(xiàn)狀:市面上EPS板多為低密度板,容重15~18kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫效果好,但其抗拉強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、吸水率達(dá)不到規(guī)范要求。且阻燃劑含量不足或存在不合法阻燃劑,燃燒等級(jí)達(dá)不到B1級(jí)難燃級(jí),多數(shù)是B2甚至B3級(jí)別,遇火會(huì)發(fā)生轟燃,用于外墻后對(duì)消防造成很大隱患。
2.XPS板:是擠塑聚苯乙烯泡沫板,簡(jiǎn)稱擠塑板。
密度為22~35 kg/m3,一般取用30kg/m3。
抗拉強(qiáng)度≥0.2Mpa,強(qiáng)度比較高,滿足質(zhì)量安全要求。
抗壓強(qiáng)度≥0.2Mpa,強(qiáng)度比較高,滿足質(zhì)量安全要求。
導(dǎo)熱系數(shù)分兩種,一種是帶表皮的開槽板為≤0.03W/(m·k),另一種是不帶表皮的毛面板為≤0.032W/(m·k)。擠塑板導(dǎo)熱系數(shù)低,國(guó)內(nèi)施工經(jīng)驗(yàn)豐富,市場(chǎng)應(yīng)用面廣。只考慮其節(jié)能效果的話,是目前市面上很理想的一種保溫材料。
尺寸穩(wěn)定性≤1%(大于EPS),常用規(guī)格1200*600mm,尺寸穩(wěn)定性比較差,易導(dǎo)致保溫系統(tǒng)開裂。且常規(guī)(帶表皮)擠塑板表面致密不親水,即使有開槽也難以與粘接砂漿融合。所以一般不可用于面磚飾面的保溫層,否則后期保溫層開裂會(huì)導(dǎo)致面磚脫落,有極大安全風(fēng)險(xiǎn)。
市場(chǎng)現(xiàn)狀:市面上XPS板多為非標(biāo)板材,阻燃劑含量不足或存在不合法阻燃劑,燃燒等級(jí)達(dá)不到B1級(jí)難燃級(jí),多數(shù)是B2級(jí),不會(huì)離火自熄,用于外墻后對(duì)消防造成一定隱患。
3.巖棉:巖棉起源于夏威夷。當(dāng)夏威夷島第一次火山噴發(fā)之后,島上的居民在地上發(fā)現(xiàn)了一縷一縷融化后質(zhì)地柔軟的巖石,這就是最初人類認(rèn)知的巖棉纖維,巖棉的生產(chǎn)過程,其實(shí)是模擬了夏威夷火山噴發(fā)這一自然過程,巖棉產(chǎn)品均采用優(yōu)質(zhì)玄武巖、白云石等為主要原材料,經(jīng)1450℃以上高溫熔化后采用國(guó)際先進(jìn)的四軸離心機(jī)高速離心成纖維,同時(shí)噴入一定量粘結(jié)劑、防塵油、憎水劑后經(jīng)集棉機(jī)收集、通過擺錘法工藝,加上三維法鋪棉后進(jìn)行固化、切割,形成不同規(guī)格和用途的巖棉產(chǎn)品。
巖棉保溫制品包含巖棉板(橫絲)和豎絲巖棉帶(條)。
巖棉板密度一般取用于≥140kg/m3,巖棉帶密度一般取用于≥80kg/m3。
巖棉板抗拉強(qiáng)度:≥0.0075Mpa~≥0.015 Mpa,相對(duì)比較低,易層層剝離,薄抹灰系統(tǒng)下一般須設(shè)置雙層玻纖網(wǎng)以增加其系統(tǒng)強(qiáng)度。
巖棉帶抗拉強(qiáng)度:≥0.1Mpa,輕質(zhì)高強(qiáng),這個(gè)參數(shù)常用于區(qū)分巖棉板和巖棉帶。
巖棉板抗壓強(qiáng)度:≥0.02Mpa,質(zhì)地較為松軟。
巖棉帶抗壓強(qiáng)度:≥0.04Mpa,輕質(zhì)高強(qiáng),滿足造型線條或保溫裝飾一體板使用要求。
巖棉板導(dǎo)熱系數(shù)為≤0.040(m·k),巖棉帶導(dǎo)熱系數(shù)為≤0.046(m·k)。一般保溫板纖維垂直于熱流方向不利于保溫隔熱效果,所以豎絲巖棉帶的導(dǎo)熱系數(shù)較高于巖棉板,而用于保溫裝飾一體板時(shí)對(duì)巖棉強(qiáng)度要求較高,所以只能取用巖棉帶做一體板芯材,但巖棉板和巖棉帶導(dǎo)熱系數(shù)不同,二者絕不可等厚替換(目前市場(chǎng)上這一點(diǎn)做的比較混亂)。
巖棉尺寸穩(wěn)定性≤1%,巖棉板尺寸一般為1200*600mm,巖棉帶一般為1200*150mm,寬度限制≤150mm。一般巖棉的尺寸穩(wěn)定性受吸水率的影響較大。巖棉質(zhì)地松軟,為保證其體積穩(wěn)定且具有一定的強(qiáng)度,生產(chǎn)時(shí)加入一些膠水及憎水劑,導(dǎo)致巖棉不親水,這樣也直接導(dǎo)致與水硬性粘接砂漿、抹面砂漿不融合(同擠塑板),所以須采用滿刷界面劑的方式進(jìn)行處理以保證其粘接力滿足要求。
市場(chǎng)現(xiàn)狀:目前市面上多為酸度系數(shù)小于1.8的礦渣棉,無論是保溫效果還是耐候性都比較差。酸度系數(shù)≥1.8的玄武巖棉價(jià)格都比較高,以目前非常內(nèi)卷的業(yè)態(tài)下,大部分項(xiàng)目使用的可能都是礦渣棉。且目前很多項(xiàng)目原設(shè)計(jì)為導(dǎo)熱系數(shù)0.040~0.041 W/(m·k)巖棉板,變更為一體板后,一體板內(nèi)的巖棉保溫層只能是巖棉帶,導(dǎo)熱系數(shù)0.046 W/(m·k),保溫板厚度應(yīng)根據(jù)節(jié)能計(jì)算做出相應(yīng)的調(diào)整。
4.無機(jī)復(fù)合聚苯類保溫板:包含勻質(zhì)板和滲透板。具有較好的防火性能,可以達(dá)到A級(jí)防火。其為水泥基材質(zhì),無需涂刷界面劑即可滿足粘接要求。薄抹灰系統(tǒng)中僅需做≥130g/㎡的單層玻纖網(wǎng),其抗拉強(qiáng)度既比巖棉高,抗壓強(qiáng)度更是比其高三四倍。在施工方面,無機(jī)復(fù)合聚苯板的施工工序相對(duì)簡(jiǎn)單,可以節(jié)省一些工序和施工成本,相應(yīng)的加快了施工進(jìn)度。
無機(jī)復(fù)合聚苯類保溫板密度在120~180kg/m3之間,一般取用范圍在130~150kg/m3,密度低導(dǎo)熱系數(shù)低,但成本較高。密度高導(dǎo)熱系數(shù)高,成本較低且強(qiáng)度高。該類保溫板一般由EPS顆粒及砂漿等無機(jī)礦粉以及降低導(dǎo)熱系數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成,低密度板成分中EPS顆粒成分多、砂漿成分少、膠水多、成本高、燃燒性能是否為A(A2)級(jí)存疑,高密度板成分中EPS顆粒成分少、砂漿成分多、成本低、燃燒性能穩(wěn)妥可達(dá)到A級(jí)(A2)。為保證常規(guī)單塊板1200*600mm重量方便施工,一般取容重不超過150kg/m3。
抗拉強(qiáng)度一般≥0.10Mpa,材料自身強(qiáng)度較高(非掛網(wǎng)批漿后的系統(tǒng)強(qiáng)度),滿足使用要求。
抗壓強(qiáng)度≥0.15Mpa,強(qiáng)度較高,滿足使用要求。
尺寸穩(wěn)定性≤0.6%,尺寸穩(wěn)定,滿足各種條件下使用。
市場(chǎng)現(xiàn)狀:無機(jī)復(fù)合聚苯類保溫板自近年來開發(fā)投入市場(chǎng)后迅速得到行業(yè)認(rèn)可,由于其優(yōu)異的材料屬性、較低的材料及施工價(jià)格,無論是做保溫板還是做造型線條都受到甲方、施工方的喜愛。但目前市場(chǎng)也開始出現(xiàn)內(nèi)卷現(xiàn)象,無論是河北廊坊還是河南安徽等省市都迅速出現(xiàn)大量廠家。大家在采購(gòu)方的極力壓價(jià)下也在壓縮成本,市面上逐漸出現(xiàn)密度≥150kg/m3甚至≥200kg/m3的導(dǎo)熱系數(shù)較高且對(duì)施工不友好(太重)的板材(規(guī)范要求密度為120~180kg/m3),既不滿足節(jié)能要求,又自重過大,存在安全隱患。建議相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管。
總的來說,每種保溫材料都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。在選擇時(shí),需要根據(jù)具體需求和條件進(jìn)行選擇。
海南隔熱材料