挤塑聚苯板外墙外保温技术探讨

挤塑聚苯板产品特点及生产现状

        挤塑聚苯板简称挤塑板，亦称XPS板，与EPS板（聚苯乙烯板）利用的原材料完全一样，不同的是成板的工艺和机理。采用国内最先进设备挤出法生产的（XPS）挤塑式聚苯乙烯保温板以聚苯乙烯树脂为原料，经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材，其内部具有紧密的闭孔蜂窝结构，是目前工业民用建筑中理想的保温隔热材料。

      挤塑板的产品特性有如下几个方面：1.优异、持久的保温隔热性；2.卓越的抗水、防潮性；3.高强度抗压性；4.防腐蚀、经久耐用性；5.绿色环保性；6.轻质、高硬度等。

       目前国内市场上使用的XPS板有很多品种和生产厂家。在国际上，美国的陶氏化学公司和欧文斯科宁公司是生产XPS板实力最强的两家企业。陶氏公司生产的XPS板叫舒泰龙板，在1995年左右就开始在中国销售，1997年欧文斯科宁公司也开始在南京建厂。1998年的舒泰龙板价格为1800元/m3，欧文斯科宁板价格为1300～1500元/m3。随着中国经济的发展建筑节能要求在逐步提高，国内对XPS板的需求量也有所增加，因此，在2002年起投资建厂的厂家开始增多，目前生产XPS板的企业主要集中在上海、青岛、北京等城市。随着技术的发展，在中国生产XPS板设备的厂家开始增多，目前，哈尔滨、大均已建厂并准备投产。XPS板的价格越来越便宜，目前产品已售到380元/m3～500元/m3，同时质量也出现了好多问题。

挤塑板的主要用途及在外墙外保温中的应用

         但挤塑板到了中国以后，其主要用途发生了重大的变化，除上述用途以外，根据中国的国情，又开发出了其它用途：1.钢筋混凝土屋面保温隔热、压型钢板屋面保温隔热；2.混凝土浇筑的永久或临时模板；3.现浇混凝土无网挤塑板外保温系统；4.现浇混凝土斜嵌入式钢丝网架挤塑板外保温系统；5.机械固定挤塑钢丝网架板外保温系统；6.挤塑板薄抹灰外保温系统；7.挤塑板外挂装饰保温系统等。这些外保温系统虽在中国已应用有几年，但都因或多或少的存在这样那样的问题，迄今为止尚未出台任何的国家标准、行业标准、标准图集及施工规程，其应用也一直备受争议。但因挤塑板具有高抗压性能和抗冲击韧性，加之以专用柔性抗裂砂浆、耐碱网格布的配套使用，可使外保温系统具有更好抗冲击能力，因此一般大家认可的做法是用于建筑物的首层外墙外保温，并且其安全性设计以钉为主，以粘为辅。

挤塑板在传统外墙外保温系统中应用的弊病

        挤塑板在传统的外墙外保温技术中应用面积最大的是挤塑板薄抹灰外墙外保温系统，同时也是出现问题最多的一种系统。挤塑板具有闭孔结构良好，吸水率和导热系数都很低的优点，因此近一段时期有应用量加大的趋势。但在已完成的外保温工程中，开裂现象比较普遍，开裂程度也较为严重（图1）。

       挤塑聚苯板造成的保温层开裂，除了与膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系有类似的原因外，还有以下原因：整个体系材料不配套，未经大型耐侯性试验验证。挤塑板虽然具有良好的保温防水性，但由于其强度较高、变形应力大、表面光滑、疏水难以粘结等原因，国外主要用于屋面及地面±0以下墙面的保温。

       目前，国内未经体系研究就用于墙面保温，如不经过大型耐侯性试验验证对材料性能严格控制，必然出现较为严重的质量事故。

         挤塑聚苯板比膨胀聚苯板密度大、强度高，由于自身变形及温差变形而产生的变形应力也很大，相对于每条板缝来说，相临两块板自身的应力变化是反向的，对板缝处进行挤或拉，易造成板缝处开裂。挤塑聚苯板具有更小的导热系数，为0.029W/(m2•K)，而抗裂砂浆的导热系数为0.93 W/(m2•K)，两层材料的导热系数相差32倍，比膨胀聚苯板与抗裂砂浆的导热系数相差更大，因此更易产生裂缝。

         挤塑板不适宜做墙体保温材料的另外一个主要的原因，就是挤塑板的密度太高，不透气，制约了墙体的呼吸功能，墙体无法呼吸的时候就要想办法出气，于是就出现了裂缝。因此挤塑聚苯板虽然具有比膨胀聚苯板优良的保温防水性，但由于用于墙面保温还缺乏大型耐侯性试验，及成功的工程实例验证，所以尚须很多问题需要解决。

        综上所述，实际上影响挤塑板在传统外墙外保温技术中大量应用的技术瓶颈有以下三个方面：1.挤塑板表面光滑致密积低吸水的性能，直接造成难以与配套的产品粘结导致开裂、脱落的弊病；2.挤塑板透气性差易形成板印子，而带来的整个体系水蒸汽渗透受阻造成的开裂、脱落的弊病；3.挤塑板与临近配套材料导热系数相差过大，而带来热胀冷缩过快，容易开裂的弊病。

        因此要想成功的在外墙外保温墙体中应用挤塑板，必须找出一种有效地解决挤塑板弊病的技术方案。

图1 采用挤塑聚苯板外保温工程面层开裂照片

解决挤塑板弊病的合理技术方案：
胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术

        针对挤塑板目前存在的一些弊病，北京振利高新技术公司经过数年艰苦研究及工程验证，创造性地提出了合理的解决弊病的技术方案：胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术。胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术中，挤塑板界面剂有效地解决了挤塑板不吸水、光滑难粘结的弊病；挤塑板的尺寸及板上开孔的设计，使施工操作变得更为快速简易，并进一步增加了体系联结的安全度，使整个系统透气更为均匀；用粘结型保温浆料贴砌挤塑板的做法，有效地解决了挤塑板难以粘结及系统不透气的弊病；用粘结型保温浆料对挤塑板进行找平处理的做法，有效地解决了相邻材料导热系数偏差过大容易开裂的弊病，其“相邻材料导热系数逐层渐变路线”使整个体系的抗裂性能、抗风压性能以及防火性能均会得到很大程度的提高，并保证了整个保温做法的稳定性。

        因此胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术，是有效解决挤塑板自身缺陷的一种新型外墙外保温技术，其已得到成功的工程应用，必将成为未来发展较快的一种新保温做法。

胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术的构造

         置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系统：涂料饰面时是由胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料、双孔挤塑板、抗裂砂浆复合耐碱网格布和涂料等组成的系统产品；面砖饰面时是由胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料、双孔挤塑板、抗裂砂浆复合热镀锌钢丝网（四角电焊网或六角编织网）、塑料锚栓和面砖等组成的系统产品。

        挤塑板面层有胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料找平层时称为“贴砌挤塑板LBL型”外墙外保温系统，挤塑板面层没有胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料找平层时，称为“贴砌挤塑板LB型”外墙外保温系统，其中“L”表示胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料，“B”表示挤塑板。

胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板
外墙外保温技术的关键配套材料

1.双孔挤塑板

         在挤塑板长度方向的中轴线上开有两个垂直于板表面通孔的保温板，两通孔相对于宽度方向的中轴线对称。挤塑板表面开有与长度方向平行的梯形槽，也可不开槽。

用于外墙外保温的挤塑板的物理性能应满足表1的要求，其它性能应符合GB/T 10801.2-2002的要求。

表1 挤塑板的物理性能

2.挤塑板界面剂

        该产品是由聚合物乳液、触变剂等多种添加剂为主要原材料制成的均匀液体材料。在工地现场与水泥、砂子按比例混合制成挤塑板界面砂浆，涂覆于挤塑板表面，用于解决挤塑板表面光滑不易粘结的问题，避免挤塑板表面吸水率过低，不易与水泥材料粘结而产生空鼓及脱落现象发生，保证工程质量。该产品配制的砂浆具有如下特点：1.粘结力强，具有良好的塑变弹性；2.抗冻融、耐候性、耐久性优异；3.具有良好的耐水性能；4.环保安全，无毒害、无污染。挤塑板界面砂浆的性能指标应符合表2规定的要求。

表 2 挤塑板界面砂浆的性能指标

3、胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料

胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料的性能指标应符合表3的要求。

表3 胶粉聚苯颗粒粘结找平浆料的性能指标

胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板
外墙外保温技术的关键技术

1、挤塑板界面处理技术

挤塑板因其表观密度较大，抗拉强度较高，表面光洁致密程度较高及其吸水率过低等因素，导致经常会发生以挤塑板设计的外保温体系容易产生空鼓、脱落、开裂等现象的形成，因此挤塑板界面处理剂的设计必须综合考虑上述的因素。

外墙外保温配套材料绝大多数为水泥基的聚合物砂浆，挤塑板界面处理剂的设计必须起到与水泥砂浆、挤塑板都能很好粘结的作用，其形成的界面砂浆在做拉拔试验时必须能很好地破坏挤塑板，并考虑其耐水、耐温变、耐冻融后的性能也能满足要求，并且具有一定的柔韧性。

市面上挤塑板的界面处理有以下四种方法：

（1）滚涂聚合物乳液或底漆进行界面处理，不太成功的方法，容易起皮，其与水泥砂浆、挤塑板不能很好的粘结。

（2）环氧类胶浆的界面处理方法，其能解决与挤塑板良好的粘结，但因界面胶浆本身硬度较高、光洁程度较高，其与水泥砂浆的粘结就显得不是很理想，另外其耐候性也存在一定的问题，加上其生产工艺较复杂及成本太高，也是一种不太成功的方法。

（3）单组分的界面砂浆，因施工时稠度要求较稀，水灰比较大，要解决与挤塑板的粘结，其胶粉掺量必须加大，相对成本会较高，其性能应做相应的实地验证。

（4）出厂挤塑板预先进行打磨处理，但挤塑板很多优异性能来自于其光滑致密的表皮，这样一来实际对挤塑板造成很大的破坏。虽然其拉毛的构造可以与配套砂浆有一个机械咬合的作用力，但经过拉拔试验测试，这种作用力还是不能有效地对挤塑板形成粘结力。但目前又很少有人注意到这一点，现在市场上的应用量还是比较大的。

（5）本公司研制的双组分界面砂浆，设计较为合理，成本也较为合适，其无机复合有机配方的设计，能同时有效解决与水泥砂浆、挤塑板良好的粘结，并且具有较好的柔韧性、耐候性。该技术的成功研制有效地解决了一直困扰着挤塑板材料不好配套的问题，并使其界面良好粘结成为可能。

2、胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板技术

一般设计院对挤塑板与基层联结安全度的设计，主要是考虑锚固件的作用力，即以钉为主，以粘为辅。因挤塑板难以有效粘结，故胶粘剂的作用力设计时一般不予考虑。传统挤塑板外保温系统一般按4个锚栓/m3的数量设计，其系统联结安全度为：4×1.0KN（假设单个锚固件的抗拉承载力为1.0 KN）/ m2=0.004MPa。本系统挤塑板因进行过有效的界面处理，所以使系统联结安全从最薄弱的挤塑板界面部位（没有粘结力）有效地转移到底层满粘的胶粉聚苯颗粒粘结找平层上（0.1 MPa），其系统联结安全度是传统挤塑板外保温系统的25倍（0.1MPa/0.004MPa），另外，挤塑板双孔的设计也进一步地提高了整个系统的安全性。

胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板的做法，其底层、板缝、面层设置胶粉聚苯颗粒浆料层，可有效规避挤塑板，由于养护周期不够收缩严重等弊病，另外也有效地改善了整个系统的透气性，消除了板印子的存在，其胶粉聚苯颗粒浆料层层楔结的设计，使整个系统的安全性进一步得到了提高。

用胶粉聚苯颗粒浆料对挤塑板进行找平处理的作法，有效地解决了相邻材料导热系数偏差过大容易开裂的弊病，其“相邻材料导热系数逐层渐变路线”使整个体系的抗裂性能、抗风压性能以及防火性能均会得到很大程度的提高，并保证了整个保温做法的稳定性。

另外，整个系统的材料选用与设计采用“柔性渐变逐层释放应力的抗裂技术路线”，其合理的设计也进一步地提高了整个系统的安全性。

值得一提的是，实际上现在市场上挤塑板的阻燃性往往都达不到B2级要求，而只有个别国外的产品能够达到相关要求，但其价格是国产挤塑板的2倍多。如前一阵子，乌鲁木齐外环路自来水公司楼设计的挤塑板薄抹灰外保温系统，就因为电焊引起的火灾，使一面墙的挤塑板随着火势的蔓延整个迅速熔化掉，这种体系充分说明了在遇到火灾时，在保护国家财产和人身安全方面，该体系对防火的设计方面几乎是空白。

但如采用胶粉聚苯颗粒贴砌设计的做法，由于其充分考虑了国内高层建筑的防火问题，材料的耐火等级设计B1级，而且已通过国家大型实验室耐火等级试验，对火灾有良好的延缓自熄性，特别在高层建筑，更能体现它耐火的优越性，恰好可弥补一般挤塑板的阻燃性能达不到设计要求的弊病。

胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板技术的
主要性能试验验证

      因胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术实际上与胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温技术是同一种技术：构造相同只是夹心保温材料不同，其它配套材料都是相同的，因此，我们只要能证明胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术中挤塑板是良好联结就可以了。复合型胶粉聚苯颗粒体系的系统试验都是一样的，没有必要全部去做，参照即可。我们在实验室里按相关的规范进行模拟试验，对系统样块进行了抗拉拔试验，结果破坏界面在胶粉聚苯颗粒粘结找平层上，数值为0.1MPa，也充分证明了系统的联结是安全有效的，对其耐冻融、耐水性做了相关的试验研究，并在室外制做大型的样板墙，对其耐候性进行实地验证，历经三夏二冬，未发现开裂、空鼓和脱落的现象。因此，胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术应该是一种安全、合理的挤塑板全新概念的新型外墙外保温技术。当然做为一种新的技术，我们还须做大量的试验，来进一步考察系统的安全性与合理性。

工程应用情况

     胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术已在北京、天津、新疆等地应用了10万平方米，并在不断完善和提高。典型工程有：北京亚运欣欣家园、北京望京K6、北京八仙别墅、北京香山青琴别墅、新疆昌吉西域家园9#10#11#楼等工程，取得了较好的效果，得到了甲方、监理方和房地产开发商的高度认可。

结论

      挤塑板均匀密闭蜂窝状的结构组织，使其拥有出色的保温隔热性能、优越的抗湿性和很高的抗压强度，因此，实际上在国外挤塑板主要用在屋面、地面、冷库、严寒地面冻胀控制等领域，在中国其主要用途是作为外墙外保温墙体的保温材料，大概其销售比例的70%都用在外墙外保温墙体之中。现在生产挤塑板的厂家已达到几百家，质量良莠不齐。挤塑板在传统的外墙外保温技术中应用面积最大的是挤塑板薄抹灰外墙外保温系统，但同时也是出现问题最多的一种系统。

     北京振利高新技术公司对目前挤塑板在传统外墙外保温系统中应用受到限制的原因进行了分析，创造性地提出了解决挤塑板弊病的合理的技术方案：胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术，对其进行了大量的工程应用，并取得了不错的效果。

       胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术是目前有效解决挤塑板自身缺陷的一种新型的外墙外保温技术，其已得到成功的工程应用，必将成为未来发展较快的一种新的保温作法，因此挤塑板具有很好的应用前景。

       随着胶粉聚苯颗粒贴砌挤塑板外墙外保温技术的不断成熟，其应用会得到大大的推广。目前，利用该技术已经在北京、乌鲁木齐进行了部分工程试点，效果比较好，其保温性能、耐候性能、抗裂性能都得到了实际工程应用的检验，从而也进一步地验证了该技术体系的合理性、科学性。