科技创 新 与 经济结 构 调 整挤 塑 板 和 苯 板 在 高 寒 地 区 应 用 的 对 比 分 析杨贵 臣( 大 庆 油 田 海 拉 尔 石 油 勘 探 开 发 指 挥 部 规 划 设 计 中 心,内 蒙 古 海 拉 尔 0 21 ( ) ( ) 8 )摘 要 海 拉 尔 大 部分 时 间在 西 伯 利 亚 高 压 的 控 制 之 下,年 平均 气温 为一 1 ℃ 至 一 2 ℃,冬 季 供 暖期长达7个 月。根 据 近 期 在海 拉尔建 筑项 目 考 察来 看,E P S 是本地 区 应 用 最 广泛 的 建 筑 外墙 保 温 隔热材 料,抒S 外墙 外 保 温 系统与 E P S墙 体 相 比,X S P与E S P保温 系统 相 似,X P S板 具 有 连 续均匀 的闭 孔 式蜂窝状结 构,每 个 微 孔 间 的 互联 壁有一致 的 厚 度, 特殊的 分 子 结构使 它 具有极佳 的 保 温 性能、出 色 的 抗压性 能、极 低 的 吸 水 率、良 好 的 隔 音稳定 性、 超长 的耐 久 性 能、 较好的尺 寸稳 定 性及 抗蠕变性 能。主 题 词 高寒 挤 塑 板 苯板 保 温 成 本1材料特点苯 板 ( E s P 板 ) 是 可 发性 聚 苯 乙 烯 板。是有 原料经 过 预 发、熟化、成 型、烘 干和 切割 等 制 成。挤 塑 式 聚 苯 乙 烯 隔热 保 温板 ( x P S 板 ),它 是 以 聚 苯 乙 烯 树 脂为原料加 上 其 他 的 原辅 料 与 聚含物,通过 加热 混 合 同时注 人 催 化 剂 然 后 挤 塑 压 出 成 型 而 制造 的 硬质 泡沫 塑 料板。表 I X 尸S 与 E 户 S 主要 性能指 标 比 较材 料X S P E P S使 用 温 度 ℃一 5 4 一 7 4 一 5 4 一 7 4吸水 率 ( 容 重百 分 比 ) / % 0<3 - 2 0 一 4 刀导热系 数w / m.k 0.0 3 0 乃4 2热 阻mZ 火 W /O 名8 0 5 5 一 0.7 4水蒸 气 渗 透 性/ ( n 岁 p a 名 ) 6 3 1 15 一 2 5 7表观 密度/ ( k h gl l 3)2 5 一 犯 1 6 一 1 5抗压 强 度 瓜 pa1 5 0 一 2 5 0 一1 0 一 12 0尺 寸稳 定 性 %1.2 . 0 52耐 候 性 能 比 较由 于E S P板与X S P相 比 有较 高 的吸 水 性,所 以 他 的 耐 候性 的 不如X S P系 统。但E P S 板 的延展 性 比xs P 板 好,可 以 克服一定 的 缺 陷。另 外 耐风压性 能 也是 耐 候性 中的 重要 一项,因 为 体 系越有 空腔 耐风 压能 力 就 越 差,所 以 X Ps 抗 风压 性 能 优 于E P S体 系。在 高 层 建 筑xP S 采 用 满粘法,减少 了空 腔 面 积,可 把负 风 压对 系 统安 全 性 的 不利 影 响 减 至 最 低 限 度。3燃烧 自熄 性 能 比 较E Ps 板 与 x P S 板 的 自熄性 都是 通 过 添 加 具 有阻 燃 性能 的 阻 燃 剂 得 以 实 现 的。现 场 实 验表 明满 足 国 家标准的X P S和 E s P 都 可 点燃,XP S 燃烧性 能明显 高 于E P S板 材。大量 实 践 证 明 在大 火已 经形成 的 条件 下,即 使 采 用 某些 高 难燃 的 材料还是会 引 发剧 烈 燃烧,并 传播 火焰。正确 的 做 法是在 保证 材料 符 合 阻 燃 性 能 标 准的 前 提 下, 在施 工阶 段做 好 防护措 施,才 能有效 地 预 防 火 灾发生。4面 层 的可粘 结 性 能 比 较由 于 生 产工 艺 的 不 同,E P S的 孔 隙 率 比 X P S 大,即E P S保 温 板 的 表 面 平 整 度 不 如X P S,加 上E P S 的密度 小,E P S 板 的可 粘 性就 比 X P S 强。5强 度及韧 性 比 较一 5 8 5 一 第 七届 内 蒙古 自治 区 自 然 科学 学术 年 会x P S 板 的 强 度 比 较高,其 自 身 的 抗 裂 性 比E P S板好。E P S 板强度 低,抗 剪 切 强 度 同样 也 低,板材破 坏,有 可 能不 是 出在 粘 结 面,而 是板材 中间 直接破 坏,XP S 的良 好 的 强 度性 能 更放 心 一些。其抗拉 强 度 可 达0.I M a P。但 相 对 来 说x P S 板 比 较 脆,韧 性 可 弯曲 性不 及E S P板,故在 弧 状外墙 面 能显 示E S P板在韧性 上的 优 越性。6尺 寸 稳定 性E P S 一般是常 压下 自由发泡 的,然 后 又 经过 中 间 熟化、模 塑、大板养 护 等 过 程,其 间 经 历 时间达 数 天 之久,其 孔 结 构 基 本是 圆 形 的、孔 间 融 合 也 比 较 好,所 以 整 体 尺 寸 稳定 性 较 好。而xs P 几 乎是在 瞬 间 发 泡的,由于 是 由 高 温 高压 下突然变 为常压,发泡过程很难控制,如果 后面 冷 却 不 好,急冷也 会 引起应 力 集 中;X P S在发 泡 的 同 时,又 受 整 平 机 的 挤 压,使其 基 本 上 只 能 在 长 度 和 宽度方向 上 膨胀,因 此,其 内 部 孔 结 构 是梭 形 的,这 种梭形孔 的 尖 端 在 受到 外 力 作 用 (如温度应 力等 )时会 产生应力集 中;应 力 集中 到 一定程度就会引 起 变 形,所 以 其 尺 寸稳定 性较E S P稍 差。Xs P 板 的 尺 寸稳 定 性与 一 般 材 料 的热 胀 冷 缩线 性 热 膨胀 系 数是 完全 不 同的 概念。G B 理108 0 1 1 2一20 0 2中 规 定 的 尺 寸 稳 定性是 指 将l o o m mxl o o m m大小 的xS P 板 试 件 置 于 试 验温度( 7 0土2 ) ℃ 的 烘 箱 中 4 8h 后 的 长 宽 高 三 个方 向的 尺 寸 变 化 率, 该 尺寸 变 化 是不可逆的,一 般规 定 该值 上限 为2 %。现采 用5 种 xs P 进行 尺 寸 变 化 率 测 试,尺 寸 都 是 ( 6 0 0x9 0 0x5 0 ) mm。每 种板 都 分三 种 约 束 状态: 第 一 种 叫 “无 约 束”,不 做任何 处 理, 任其自 由 变 ; 第 二种 叫“单 面 约 束”,用 常规 的 点框 粘 固 定在混 凝 土 试验 墙 上,表 面不 做 处 理 ; 第 三种叫“双 面约 束”,除 用 常 规 的 点 框 粘 固 定 在混 凝土 试验 墙上外,表 面 按外 保 温 做 法 抹3一s m m聚 合 物水 泥 砂 浆,中 间用 玻 纤 网 格 布加 强,模 拟实际 外 保 温使 用 情况。测 得 初 始 尺 寸 后, 试 件先 在 耐 候性 试 验箱 内 经受5次热 一 冷 循 环 ( 每次 升 温至 5 0℃,保持 h 8,再 降 温 至一2 0 ℃,冻1 h 6),再 在 正 常试 验 室 环境 下 存放2 d 8,测 试件 最 终 尺 寸。前 后尺 寸 之 差 的 相 对值 就是 尺 寸变化 率,如 下 表 所示。表2不 同 约束 状 态 下 的 X P S 板的 尺 寸 变化率无 约 束 单 面约 束 双 面 约 束长 宽 长 宽 长 宽X P S 尺 寸平 均0.17 0.14 0.0 3 0.10 0.10 0.09变化 率 最 大0.32 0.4 1 0.0 6 0 14 0 18 0 2 3通过 实 验 可 以 看 出这5 种 X P S板 的 尺 寸 变 化 率都 不 大,在 无 约 束 状 态下的 平均 值 小 于国 标中规定 的上限 值,在 约 束 状 态下,xs P 板 尺 寸 变 化 率 的 差 距 明显 缩 小。实 际 上,双 面 约 束 下 测 得 的尺 寸变化 率基 本 上反 映 了 砂浆 的 收 缩。适 合 于 做外 保 温的xS P 的 弹 性 模量是6一S M a P,而聚 合 物水 泥 砂 浆 的 弹 性模量为130 0 0一2 0 0 0 0 M aP。弹性 模量 的 差 距 如此悬 殊,可见X P S 的 微 小 变 形基 本不 会 对砂浆 的 抗 裂 性 产生影响。而且 由 实 验 得 出 的X P S板 尺 寸 变 化 率 的 最大 值 反映 的 是 陈 放时间短 的X P S 板 的变 形。由 此说 明xP S 板 需 要经 过 一 定 时间 的 陈放,消 化不 可 逆 的 前期 尺 寸 变 化,从 而可有 效 地减 少 砂 浆 表 面 开裂 和x P S离 鼓 脱落。通过现 场陈 放时发现在 阳 光 直射 时X P S尺 寸变 形 差 异较 大,所 以 陈放 时要 避 免 阳 光 照 射,保 持 材料温 度 统 一 也 比 较 重要。7透 汽性 能 比 较X P S 板 的隔汽 性 能 较 好、吸 水性低,它 有效地 减少 了 墙体 中 的 空 气对 流,所 以X P S 具 有 良 好外墙 外 保 温 性 能。而EP S 的 透气 性 能较 好,就 会 使 水 汽 渗 人E P S结 构内 部,E P S在海拉 尔高寒、温度差异 较大 的 地 区 对 于 保 温 体 系 这 是 非常 不利 的,特别 是冬末 春 初时节 保 温 材料颗粒 间 水分 的一 5 8 6 一 科 技 创 新 与 经 济结构 调 整冻 融,从 而 破坏 保 温性 能。同 时 内 部 的 水分子 会 加速 其 老 化 的 速 度。时 间 一 久 其保 温 层将 丧 失 作用,以 致 降 低 整 个 EP S 保 温 体 系的 可 靠 性。8经 济性 比 较xS P 导 热 系 数 比E S P小,且 具 有 高 热 阻、低 线性、膨胀 比 低 的 特 点,其 结 构 的闭孔 率 达 到 了9 9% 以 上,形成 真 空 层,避 免 空 气 流 动散热,确 保其保 温性 能的 持 久 和 稳定,相 对 于E sP8 0%的 闭孔 率,领先优 势 不 言 而 喻。按 国 家标 准,xs P和 E s P 的导 热 系 数 标准 值分 别是 簇 . 0 0 3 o w / ( m·殉、簇 . 0 0 4 2 W / ( m·称 实践 证 明在 寒 冷 地 区 3 0m m厚 的X P S保温板,其 保 温 效 果 相 当 于5 0 m m厚E P S保 温板,1 2 0 m m厚水 泥 珍 珠 岩。所 以 为 了 达 到相 同 的 保 温 效果,XS P的 保温厚 度可 以 比 E S P 薄3 0 % 左右。但X P S的 价格 比E P S 的 贵 一 些,X P S 在 海 拉尔的价 格 大 约为 4 50 元一 50 0 / m 3,E P S 价格 大 约为 2 50 一 35 0 元 m /3 ( 价 格参考 呼 伦 贝 尔建 材 网6月 份价 格,不 代表实 际 购买 价 格 )。海 拉尔石 油 勘探 开 发 指 挥 部 一期 工 程办公楼为 7 0 m m 厚 的 xP S,面积约 为64 2 0 时,体 积 约 为 4 50 耐,X P S成本 约 为20 2 5 0 0 一 22 50 0 0元。4 栋 公 寓 楼 为 g o m m的x P S,面 积约为7 0 00 mZ,体 积约 为63 o m,,x P S成本 约 为2 8 3 50 0一 3 巧0 0 0元,车 库 活动 中 心、食 堂动力站 为 7 0m m的X P S,面 积 约为6 5 0 0 口,体 积约为 45 5 m3,成 本 约为2 047 5 0 一 2 2 7 5 00元。合 计 成本 约为:69 05 50 一 7 6 7 50 0 元。同 厚 度 的E P S 合 计成本 约 为 3 837 5 0 一 5372 5 0元。两者成 本 相差40 %一 3 0%,由 于X P S较E P S的 保 温 效 果 高 出 3 0%,厚 度减少 3 0%,故 保 温 性 能 价格 比 两 者 差异不大,而X P S 体积优势 突 出。由此要想达 到同样 的 设计 保 温 效果,E SP的 体 积需 增加 3 0%,材 料成本 也 得相应增 加 3 0%,另 外X sP与E P S的 施工 工艺相近,其 他 辅 料 价 格差异 较 小,根据 现 阶段材料 价格 水平XS P、E P S在 同 样设 计 保 温 值 工 程 中投资差异不 大。如 采 用E S P,板厚度 相应 增 加 会给 施工 带 来 很 多 不 变,保 温 材 料 厚 度变化 建 筑 面 积 也 随之 发 生 变 化,也 使E SP板 自 身 不 利 因 素放 大。在寒冷地 区 保 温 体 系 应 用中ES P 从表 面 上 看 一 次性投人 较X S P小,但 综 合分 析 后 两 者 的 成本 相 近,XS P 应 用 优 势 明显,长 期 的 节 能效 益 比 较 可 观。结 论:海 拉尔大部 分 时 间 在西 伯利 亚 高 压 的 控 制 之 下,年 平均 气 温为一 l℃ 至一 2℃,冬季 供 暖期 长达7个 月。根据近期 在 海 拉尔建筑 项 目 考察 来看,E P S是本 地 区 应 用 最 广 泛的 建 筑 外 墙 保温 隔 热材料,X P S 外墙 外 保 温 系 统与 E P S墙 体 相 比,XP S 与E P S保 温系 统 相 似,X PS板 具 有连续均匀 的闭 孔 式 蜂窝 状结构,每个 微 孔 间的互 联 壁 有 一 致 的 厚 度,特殊 的 分 子 结构使 它 具 有 极 佳 的 保 温性能、出 色 的 抗压性能、极低 的 吸 水 率、良 好 的 隔 音 稳定 性、超 长 的 耐 久 性 能、较好 的尺 寸稳 定性 及抗 蠕变 性 能。采 用 抗 裂 抹 面 砂浆与 耐 碱 纤 维 网格 布组成双 层 防 护,并 加 以 锚 固 件 锚 固 显 著 提高 了系 统 的 可 靠性。与 传 统保 温材 料 相 比 更 具优 势, 成为 轻 质、节能、环 保 保 温 材料 的 最 佳 选择。x P S 保温 体 系在 高寒地 区 也将 展现出 无 限 的 发 展 前 景。参 考 文 献l [ ] 沈 娇,李 德 英, 介 鹏飞.xs P 板 的 性 能分 析及 应 用 研 究 田.节 能 2 ( )( ) 9年8 期1 3 页z [ ] 张利 勇.高寒地 区 挤 塑 板外 墙外 保 温 施 工 技 术 田. 建筑 工 程3 [ ]G B / Tl ( ) 8 ( ) 1.1 一2 ( ) ( ) 2 绝 热 用 模 塑 聚 苯 乙 烯 泡 沫 塑 料 !M ][ ’]G BT/1 0 80 1.2 一 2 0 0 2绝 热 用 挤 塑 聚苯 乙 烯 泡 沫 塑 料 x s P 板 l 叫作者 简介: 杨 贵 臣.19 7 5年6月1 日 出 生.男。工 作 单位:海 拉 尔 石 油 勘 探 开 发 指 挥部 规 划 设 计 中 心,从 事 技 术 管 理工 作,工 程 师。联 系 电 话:( ) 4 59 一 55 73 5 3 1一 5 8 7 一