徐永飛 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

1 概述

膨脹珍珠巖保溫板具有密度低、導(dǎo)熱系數(shù)小、穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各類建筑的屋面、墻體的保溫、隔熱工程[1,2]。膨脹珍珠巖保溫板是目前為數(shù)不多，能夠達(dá)到A級防火性能要求的墻體保溫材料。與同樣能夠達(dá)到A級防火性能要求的巖棉保溫板相比，它具有強(qiáng)度高、生產(chǎn)過程中能耗低、體積變化系數(shù)小、吸水率低，安裝時與墻體基層的固著可靠，結(jié)構(gòu)安全性高以及保溫隔熱性能尚可等特性。與有機(jī)保溫板材相比，其最大特點(diǎn)是阻燃性能，在薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造中無須再使用防火隔離帶，簡化了系統(tǒng)構(gòu)造，縮短了施工周期。膨脹珍珠巖吸水率較高、強(qiáng)度相對較低，目前主要是加入增水劑、補(bǔ)強(qiáng)劑等提高性能[3,4]。

本工作主要是以膨脹珍珠巖顆粒為骨料，加入膠結(jié)料（高強(qiáng)度的聚合物改性水泥）、防水劑以及其他添加劑，通過計(jì)量、混合，先制成膨脹珍珠巖保溫料漿，然后進(jìn)行加壓成型、養(yǎng)護(hù)和烘干等工序制成保溫隔熱板。性能表征結(jié)果顯示，該保溫材料具有一定的實(shí)用性。

2 原材料與試驗(yàn)

2.1 研究使用的原材料

水泥：海螺 P.O 42.5級水泥，經(jīng)實(shí)際測試，其3 d抗壓強(qiáng)度為21.0 MPa；28 d為51.3 MPa；3 d抗折強(qiáng)度為 4.4 MPa；28 d 為 7.9 MPa。

膨脹珍珠巖：河南省信陽市信陽恒業(yè)珍珠巖保溫材料廠生產(chǎn)，外觀為白色至淺灰色顆粒，堆積密度為99.7 kg.m-3，常溫導(dǎo)熱系數(shù)為 0.048 W·m-1·1-1。

苯丙乳液：德國巴斯夫（BASF）公司生產(chǎn)，型號為Acronal S400，主要技術(shù)性能為：固體含量56%～57%；玻璃化溫度-6～-7℃；PH值6.0～7.0；斷裂伸長率＞2000%；斷裂強(qiáng)度：0.36 MPa。

增強(qiáng)纖維：包括木纖維和聚丙烯纖維兩種，均為市購。

改性添加劑：自制，為減水劑、氧化鈣和硫酸鹽等組分的混合物。

水：自來水。

3.1 配合比和試驗(yàn)程序

3.1.1 配合比

試驗(yàn)配合比為：水泥∶膨脹珍珠巖（體積比）=1:1.7～2.3；

Acronal積比：干粉乳液摻量（質(zhì)量）為1.0%～1.5%；

改性添加劑摻量（質(zhì)量）為2.0%～3.5%。

3.1.2 試驗(yàn)程序

稱量水泥和改性添加劑，拌和均勻后加入水和Acronal和均勻后加乳液，攪拌成漿狀物后，加入膨脹珍珠巖，攪拌均勻成為拌合料。成型后養(yǎng)護(hù)28 d，按照《建筑用膨脹珍珠巖保溫板》（JC/T 2298-2014）和《膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)材料》（DB34/T 2418-2015）規(guī)定的方法進(jìn)行性能試驗(yàn)。

4 結(jié)果與討論

4.1 水泥-膨脹珍珠巖比對膨脹珍珠巖保溫板試件性能的影響

水泥-膨脹珍珠巖比會對膨脹珍珠巖保溫板的性能產(chǎn)生顯著影響。其試驗(yàn)結(jié)果如表1。

從表1可見，隨著水泥比例的逐漸降低，膨脹珍珠巖保溫板的抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)隨之降低，而且只有在水泥-膨脹珍珠巖比達(dá)到或低于15:85情況下,其導(dǎo)熱系數(shù)才能夠滿足JC/T 2298-2014標(biāo)準(zhǔn)和省標(biāo) DB34/T 2418-2015的要求。

水泥-膨脹珍珠巖比對膨脹珍珠巖保溫板性能的影響 表1

4.2 苯丙乳液對膨脹珍珠巖保溫板垂直于板表面抗拉強(qiáng)度的影響

垂直于板表面的抗拉強(qiáng)度對于膨脹珍珠巖保溫板來說極為重要，因?yàn)檫@直接影響保溫板與墻體基層的粘結(jié)以及保溫板表面的抹面砂漿的附著強(qiáng)度，并進(jìn)而影響外墻外保溫系統(tǒng)表面的抗開裂性。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

苯丙乳液對膨脹珍珠巖保溫板強(qiáng)度的影響 表2

從表2可見，垂直于膨脹珍珠巖保溫板表面的抗拉強(qiáng)度，隨苯丙乳液摻量的增加而逐漸提高。這是因?yàn)椋奖橐涸诟稍?、成膜后可在水泥水化形成的水泥石、膨脹珍珠巖顆粒的表面充分粘結(jié)，并使材料形成高抗拉強(qiáng)度，在膨脹珍珠巖保溫板中作為第二膠結(jié)料與水泥基無機(jī)凝結(jié)材料相輔相成，從而提高了膨脹珍珠巖保溫板垂直于板表面的抗拉強(qiáng)度。

4.3 苯丙乳液對膨脹珍珠巖保溫板抗壓強(qiáng)度的影響

從表2可見，苯丙乳液對膨脹珍珠巖保溫板抗壓強(qiáng)度沒有明顯的影響，其原因在于苯丙乳液在膨脹珍珠巖保溫板養(yǎng)護(hù)過程中形成的聚合物膜是一種具有柔性的膜，只能產(chǎn)生很高的粘結(jié)強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，而對抗壓強(qiáng)度的影響很小。

4.4 復(fù)合纖維摻量對保溫板性能的影響

不同復(fù)合纖維摻入量的保溫板試驗(yàn)性能見表3。

由表3可知，復(fù)合纖維摻量的不同對保溫板的干表觀密度和導(dǎo)熱系數(shù)影響很小。隨纖維摻量的增加，保溫板的抗折強(qiáng)度提高，抗壓強(qiáng)度也有所增大，線收縮率減小。這主要由于纖維在保溫板內(nèi)部構(gòu)成三維的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使保溫板的各組分均勻分散在纖維的空間網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，并通過纖維、膠結(jié)料等傳遞到膨脹珍珠巖顆粒上，增加保溫板的韌性，從而延緩或阻止保溫板的收縮，并提高保溫板的強(qiáng)度。

5 膨脹珍珠巖保溫板在外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用

膨脹珍珠巖保溫板是以外墻外保溫系統(tǒng)的形式應(yīng)用于建筑外墻面的，其外墻外保溫系統(tǒng)分為涂料飾面和幕墻飾面兩類。

5.1 外墻外保溫系統(tǒng)的構(gòu)造層

涂料飾面的膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)的構(gòu)造層（從外墻基層向外）：粘結(jié)層、膨脹珍珠巖板保溫層、增強(qiáng)防護(hù)層（抹面層、增強(qiáng)網(wǎng)）、（錨固件）、涂料飾面層（包括膩?zhàn)訉印⒌灼釋雍惋椕嫱繉樱?/p>

幕墻飾面的膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)的構(gòu)造層（從外墻基層向外）：粘結(jié)層、膨脹珍珠巖板保溫層、（錨固件）、幕墻飾面層。

5.2 膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)材料組成

在涂料飾面的膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)中需要使用的主要材料有膠粘劑、膨脹珍珠巖保溫板、抹面砂漿、錨栓、耐堿玻纖網(wǎng)布、彈性底涂、耐水膩?zhàn)雍屯苛系取?/p>

在幕墻飾面的膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)中需要使用的主要材料有膠粘劑、膨脹珍珠巖保溫板、抹面砂漿、錨栓和幕墻等。

5.3 膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)和組成材料的性能要求

膨脹珍珠巖保溫板外墻外保溫系統(tǒng)和組成材料應(yīng)同時滿足 JC/T 2298-2014標(biāo)準(zhǔn)和省標(biāo) DB34/T 2418-2015、DB34/T 5078-2017 的 要求。應(yīng)注意的是，在這三個標(biāo)準(zhǔn)中，DB34/T 2418-2015標(biāo)準(zhǔn)對抗拉強(qiáng)度（或垂直于板表面抗拉強(qiáng)度）的要求稍低。JC/T 2298-2014標(biāo)準(zhǔn)和DB34/T 5078-2017標(biāo)準(zhǔn)對密度處于（231～260）kg·m-3范圍的保溫板性能的要求是大于或等于 0.14 MPa，而DB34/T 2418-2015標(biāo)準(zhǔn)的要求是大于或等于0.12 MPa。

不同纖維摻入量時保溫板的性能 表3

6 結(jié)論

本工作主要研究了苯丙乳液和復(fù)合纖維用量對保溫板力學(xué)性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著苯丙乳液摻量的增大，垂直于膨脹珍珠巖保溫板表面的抗拉強(qiáng)度逐漸提高，而苯丙乳液對膨脹珍珠巖保溫板的抗壓強(qiáng)度沒有明顯影響。

復(fù)合纖維摻量對保溫板的干表觀密度和導(dǎo)熱系數(shù)影響很小，隨纖維摻量的增加，保溫板的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度提高，線收縮率減小。

以膨脹珍珠巖保溫板為保溫層的外墻外保溫系統(tǒng)有涂料飾面和幕墻飾面兩種類型，其系統(tǒng)和組成材料，應(yīng)同時滿足JC/T 2298-2014標(biāo)準(zhǔn)和省標(biāo)DB34/T 2418-2015、DB34/T 5078-2017 的 要求。