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海南隔热材料:EPS/XPS/岩棉板/无机复合聚苯板等常见保温材料属性解析对比

2024-04-02
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EPS、XPS、岩棉板、无机复合聚苯板等常见保温材料
在外墙保温市场上,有许多种保温材料,其中常见的包括燃烧等级≤B1级的有机类保温材料EPS、XPS等;燃烧等级为A级的无机类保温材料岩棉等;以及燃烧等级为A(A2)级的无机复合聚苯类保温材料。今晚我们整合数年来的研发及施工经验,对这些材料的性能做一次综合对比。
在对比之前咱们先了解一下保温板常用的几个参数:密度、抗拉强度、抗压强度、导热系数、尺寸稳定性、吸水率。
密度:密度是对特定体积内的质量的度量,密度等于物体的质量除以体积,保温板密度通常以kg/m³为单位。一般情况下,保温板密度越小,导热系数越低,保温隔热效果越好。
抗拉强度:保温板受垂直于板面向外的拉力后断裂时所承受的最大负荷载除以截面积所得的应力值,保温板抗拉强度通常以Mpa或Kpa为单位,1Mpa=1000Kpa。抗拉强度多用于参考抵抗高层部位负风压或地震等其他水平方向外力,以及考虑饰面层是否可使用面砖等较重材料。一般情况下(除横丝岩棉板外的)保温板的强度皆满足此标准,多数情况下不需要考虑此参数。
抗压强度:指外力施压力时的强度极限值,保温板抗拉强度通常以Mpa或Kpa为单位,1Mpa=1000Kpa。垂直于板面的抗压强度多用于考虑其系统抗冲击性能,比如首层挂双网条件下须满足≥10J级,其它层须满足≥3J级。且此参数也多参照用于防止保温板运输、施工、存放时的挤压变形。
导热系数:是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在一小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米·度(W/(m·K)。一般材质导热系数高低排序为固体>液体>气体,所以保温板孔隙率越高其导热系数越低,但须兼顾考虑强度及耐候性而取适中的密度。导热系数越低,无论用于北方的保温还是南方的隔热,其效果都比较好。反之导热系数越高,则保温隔热性能越差。
尺寸稳定性:是指材料在受机械力、冷热或其他外界条件作用下,其外形尺寸不发生变化的性能。保温板尺寸稳定性决定其在安装使用后的受用寿命内的系统抗裂性能。稳定性数值(百分比)越低,其体积尺寸在外力、冷热交替下越稳定,越不易发生系统破坏。系统质量越好,耐候性越久。
吸水率:是表示物体在正常大气压下吸水程度的物理量,用百分率来表示。保温板吸水率会影响其导热性能,吸水率高的保温板在自然条件下遇水吸水导致导热系数升高(液>气),保温效果变差,且保温板内的水汽如不尽快得到释放,容易发生湿胀或冻胀,导致系统脱落,这种隐患多存在于门窗洞口、女儿墙、压顶、勒脚、穿墙管道等部位。保温板吸水率会影响其粘接性能,吸水率过低,水硬性粘接砂浆难能与保温板相融合,无论是保温板与墙面的粘接强度还是保温板与抹面砂浆的粘接强度都很差,增加脱落风险。比如岩棉其材质含憎水剂,粘贴前须满刷界面剂,才能保证粘接砂浆及抹面砂浆与岩棉的粘接强度及系统安全强度。
下面,我们就当前市面常见的几种保温板做一个详细的参数解析对比。

1.EPS板:膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板,也叫模塑聚苯板。
密度为18~22kg/m³,一般取用20kg/m³,低密度成本低导热低,但吸水率高,挂网抹灰后的系统强度低,质量较差。
抗拉强度≥0.1Mpa,满足质量安全要求(可用于面砖饰面)。
抗压强度≥0.1Mpa,满足质量安全要求。
导热系数≤0.039W/(m·k),保温板隔热性能较为优秀。
尺寸稳定性≤0.3%,常用规格1200*600mm,尺寸稳定性比较优秀。但其在常温下须陈化≥42天再使用,以保证其体积稳定。
市场现状:市面上EPS板多为低密度板,容重15~18kg/m³,导热系数低,保温效果好,但其抗拉强度及抗压强度、尺寸稳定性、吸水率达不到规范要求。且阻燃剂含量不足或存在不合法阻燃剂,燃烧等级达不到B1级难燃级,多数是B2甚至B3级别,遇火会发生轰燃,用于外墙后对消防造成很大隐患。

2.XPS板:是挤塑聚苯乙烯泡沫板,简称挤塑板。
密度为22~35 kg/m³,一般取用30kg/m³。
抗拉强度≥0.2Mpa,强度比较高,满足质量安全要求。
抗压强度≥0.2Mpa,强度比较高,满足质量安全要求。
导热系数分两种,一种是带表皮的开槽板为≤0.03W/(m·k),另一种是不带表皮的毛面板为≤0.032W/(m·k)。挤塑板导热系数低,国内施工经验丰富,市场应用面广。只考虑其节能效果的话,是目前市面上很理想的一种保温材料。
尺寸稳定性≤1%(大于EPS),常用规格1200*600mm,尺寸稳定性比较差,易导致保温系统开裂。且常规(带表皮)挤塑板表面致密不亲水,即使有开槽也难以与粘接砂浆融合。所以一般不可用于面砖饰面的保温层,否则后期保温层开裂会导致面砖脱落,有极大安全风险。
市场现状:市面上XPS板多为非标板材,阻燃剂含量不足或存在不合法阻燃剂,燃烧等级达不到B1级难燃级,多数是B2级,不会离火自熄,用于外墙后对消防造成一定隐患。


3.岩棉:岩棉起源于夏威夷。当夏威夷岛第一次火山喷发之后,岛上的居民在地上发现了一缕一缕融化后质地柔软的岩石,这就是最初人类认知的岩棉纤维,岩棉的生产过程,其实是模拟了夏威夷火山喷发这一自然过程,岩棉产品均采用优质玄武岩、白云石等为主要原材料,经1450℃以上高温熔化后采用国际先进的四轴离心机高速离心成纤维,同时喷入一定量粘结剂、防尘油、憎水剂后经集棉机收集、通过摆锤法工艺,加上三维法铺棉后进行固化、切割,形成不同规格和用途的岩棉产品。
岩棉保温制品包含岩棉板(横丝)和竖丝岩棉带(条)。
岩棉板密度一般取用于≥140kg/m³,岩棉带密度一般取用于≥80kg/m³。
岩棉板抗拉强度:≥0.0075Mpa~≥0.015 Mpa,相对比较低,易层层剥离,薄抹灰系统下一般须设置双层玻纤网以增加其系统强度。
岩棉带抗拉强度:≥0.1Mpa,轻质高强,这个参数常用于区分岩棉板和岩棉带。
岩棉板抗压强度:≥0.02Mpa,质地较为松软。
岩棉带抗压强度:≥0.04Mpa,轻质高强,满足造型线条或保温装饰一体板使用要求。
岩棉板导热系数为≤0.040(m·k),岩棉带导热系数为≤0.046(m·k)。一般保温板纤维垂直于热流方向不利于保温隔热效果,所以竖丝岩棉带的导热系数较高于岩棉板,而用于保温装饰一体板时对岩棉强度要求较高,所以只能取用岩棉带做一体板芯材,但岩棉板和岩棉带导热系数不同,二者绝不可等厚替换(目前市场上这一点做的比较混乱)。
岩棉尺寸稳定性≤1%,岩棉板尺寸一般为1200*600mm,岩棉带一般为1200*150mm,宽度限制≤150mm。一般岩棉的尺寸稳定性受吸水率的影响较大。岩棉质地松软,为保证其体积稳定且具有一定的强度,生产时加入一些胶水及憎水剂,导致岩棉不亲水,这样也直接导致与水硬性粘接砂浆、抹面砂浆不融合(同挤塑板),所以须采用满刷界面剂的方式进行处理以保证其粘接力满足要求。
市场现状:目前市面上多为酸度系数小于1.8的矿渣棉,无论是保温效果还是耐候性都比较差。酸度系数≥1.8的玄武岩棉价格都比较高,以目前非常内卷的业态下,大部分项目使用的可能都是矿渣棉。且目前很多项目原设计为导热系数0.040~0.041 W/(m·k)岩棉板,变更为一体板后,一体板内的岩棉保温层只能是岩棉带,导热系数0.046 W/(m·k),保温板厚度应根据节能计算做出相应的调整。

4.无机复合聚苯类保温板:包含匀质板和渗透板。具有较好的防火性能,可以达到A级防火。其为水泥基材质,无需涂刷界面剂即可满足粘接要求。薄抹灰系统中仅需做≥130g/㎡的单层玻纤网,其抗拉强度既比岩棉高,抗压强度更是比其高三四倍。在施工方面,无机复合聚苯板的施工工序相对简单,可以节省一些工序和施工成本,相应的加快了施工进度。
无机复合聚苯类保温板密度在120~180kg/m³之间,一般取用范围在130~150kg/m³,密度低导热系数低,但成本较高。密度高导热系数高,成本较低且强度高。该类保温板一般由EPS颗粒及砂浆等无机矿粉以及降低导热系数的材质构成,低密度板成分中EPS颗粒成分多、砂浆成分少、胶水多、成本高、燃烧性能是否为A(A2)级存疑,高密度板成分中EPS颗粒成分少、砂浆成分多、成本低、燃烧性能稳妥可达到A级(A2)。为保证常规单块板1200*600mm重量方便施工,一般取容重不超过150kg/m³。
抗拉强度一般≥0.10Mpa,材料自身强度较高(非挂网批浆后的系统强度),满足使用要求。
抗压强度≥0.15Mpa,强度较高,满足使用要求。
尺寸稳定性≤0.6%,尺寸稳定,满足各种条件下使用。
市场现状:无机复合聚苯类保温板自近年来开发投入市场后迅速得到行业认可,由于其优异的材料属性、较低的材料及施工价格,无论是做保温板还是做造型线条都受到甲方、施工方的喜爱。但目前市场也开始出现内卷现象,无论是河北廊坊还是河南安徽等省市都迅速出现大量厂家。大家在采购方的极力压价下也在压缩成本,市面上逐渐出现密度≥150kg/m³甚至≥200kg/m³的导热系数较高且对施工不友好(太重)的板材(规范要求密度为120~180kg/m³),既不满足节能要求,又自重过大,存在安全隐患。建议相关部门应加强监管。
总的来说,每种保温材料都有其独特的特点和适用场合。在选择时,需要根据具体需求和条件进行选择。

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