建筑外墙节能保温材料及其检测技术
赵泽伊
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赵泽伊,. 建筑外墙节能保温材料及其检测技术[J]. 新材料,2024.10. DOI:10.12721/ccn.2024.158406.
摘要: 通过研究建筑外墙节能保温材料及其检测技术,为相关人士提供技术参考。探讨有机、无机、保温装饰板三种类型的节能保温材料及其实际应用,重点分析了耐候性检测技术与结构性能检测技术,针对技术应用提出三点优化建议。研究发现,工程建设中必须结合实际需求选择保温性能良好的环保材料融合于墙体中,采用合适的检测技术确定使用性能,以降低后期维护费用与能源消耗成本,延长墙体整体使用寿命。未来,应不断更新材料与检测技术,提升材料使用质量,适应生态社会建设需求。
关键词: 建筑外墙;节能保温材料;检测技术
DOI:10.12721/ccn.2024.158406
基金资助:

前言:基于能源短缺与可持续发展理念下,建筑行业从传统施工手段转为绿色施工,以适应现代生态社会的建设需求。通过研究建筑外墙节能保温材料及其检测技术,为相关人士提供技术参考,进一步增强建筑外墙的环保性与耐火性,保障居民居住的舒适与安全。

1 建筑外墙节能保温材料的重要性

绿色环保设计理念下,建筑外墙节能保温材料的应用必不可缺。结合工程特征以及建设目标,选择合适的材料拼接制作外墙保温系统,保证室内夏凉冬暖,减少空调等设备的使用次数,实现节能降耗的建设目的。建筑建设的主要目的是营造舒适的室内环境,提升居住舒适性增强居民城市归属感。采用外墙节能保温材料具有良好的热量隔绝效果,可维持室内保持稳定的温度与湿度,打造更加舒适安全的居住环境。

2 建筑外墙节能保温材料类型及其应用

2.1 有机保温材料

2.1.1 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料

(1)材料特点

材料质量轻,可有效支撑外墙抹面保护层,抗压以及抗拉强度高,无需拉接件。由于这种材料会受到潮湿环境影响,因此需要根据实际需求确定是否采用这种类型的材料。

(2)实际应用

材料实际施工工序步骤如下:材料准备→基础处理→板材安装→收尾工程。选择与外墙结构设计要求一致的挤塑板,使用专用胶黏剂进行粘贴安装。清理墙面杂物后及时修复缺陷,墙面平整无明显凹凸问题时,在基层覆盖防水材料以防泡沫板受潮。在模塑板背面均匀涂抹胶粘剂,贴至预处理基层上保证板材之间接缝整齐,且边缘处封闭牢固。利用锚固件固定材料,防止后期脱落。

2.1.2 模塑聚苯乙烯泡沫塑料

(1)材料特点

这种类型的保温材料呈微细闭孔蜂窝状结构,整体密度较大且压缩性能高,具有高吸水率与良好的保温性能。即便长期处于高湿度环境下,材料保温性能也不易受到影响,可达到外墙防水技术要求[1]。遇火时,呈现融滴及完全变成空腔状态。此外,模塑聚苯乙烯泡沫塑料耐冻融性与抗压缩蠕变性强,可保障外墙结构的稳固性。

(2)实际应用

材料质量轻促使施工简化,有利于缩短施工周期、节约施工成本。安装材料时仅需涂抹专用粘结剂或胶水,采用固定件固定至基层上,结合抹面处理薄涂一层抹灰材料保护保温层。施工后24h,控制温度高于-5℃,风力低于5级。避免阳光直射墙面,必要时搭设防晒布进行遮挡。施工时如遇雨天,则应停止施工,以免影响材料安装效果。

2.2 无机保温材料

2.2.1 泡沫玻璃保温板

(1)材料特点

泡沫玻璃板是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂等为原料,经粉碎、均匀混合、高温熔化发泡及退火等工序制成的无机保温材料,有着环保、安全、舒适、节约的性质。板面结构由1~2mm的均匀气泡结构组成,可分为两种类型。其一为吸声泡沫玻璃板,开孔气泡大于50%;其二为绝热泡沫玻璃,开孔气泡大于75%。一般情况下,材料制品密度为160~220kg/m3,可根据使用要求进行参数调整。由于保温板导热系数小,且不燃烧耐腐蚀,因此在外墙结构中的应用逐步拓展。从内到外划分泡沫玻璃外墙外保温体系,可分四层:第一层为黏结层;第二层为泡沫玻璃保温层;第三层为抹面层;第四层为饰面层。

(2)实际应用

施工时,需要根据外墙设计要求确定保温层厚度,以充分发挥材料性能。确定保温板材料达到标准后,方可进行安装。使用专用腻子填平墙体后,采用专用粘结剂均匀涂抹在材料背面,根据板块排列图依序粘贴,粘贴时保证基层外墙墙体含水率干燥[2]。将整块保温板切割成形,确定缺口尺寸大于75mm以避免出现水平通缝,严格控制板间缝隙,小于1.5mm防止垂直通缝发生。

2.2.2 蒸压加气混凝土板

(1)材料特点

这种保温材料自重轻且强度高,其属于无机物,即便在高温状态下也不会产生有害气体,整体耐火性能高。例如,10cm厚度的墙体,其耐火极限可达到4h以上。混凝土板隔音与吸音效果良好,墙体隔声量可达到30~50dB。内部气孔呈封闭独立状态,可有效阻隔墙体水分扩散,避免雨水渗漏影响墙体使用寿命。

(2)实际应用

安装面板时,利用U型卡、管卡等固定在外墙结构上,保证板材整体的平整性与稳固性。例如,采用U型卡固定式,根据弹好的墙体位置线进行安装。焊接U型卡与钢梁后,确定卡住板材的实际高度≥20mm。如选择射钉固定处理,则应设置2个U型卡固定板材。安装板材时,在其顶部与砼之间填充聚氨酯材料或者其他柔性材料后,借助木楔固定板材底部与砼。同时,在板材底部与砼之间的间隙内填充适量膨胀砂浆,3~5d后拔出木楔。在木楔洞口与螺栓安装槽口处,及时补入聚合物砂浆。之后在板缝处粘贴100~200mm的网格布,压入5~10mm聚合物水泥砂浆,控制宽度为100~200mm。

2.3 保温装饰板

外墙保温装饰板主要分析水泥纤维板饰面板,这种材料在外墙墙体中的应用广泛,属于不燃A级材料,防水防潮效果佳[3]

(1)材料特点

材料主要原料分为两种,一种为硅质材料,另外一种为钙质材料。在原料中添加适量植物纤维,通过制浆、抄取、加压、养护四道工序,制备成新型节能保温材料。基于高压生产下,面板强度较高,且不易发生变形问题。

(2)实际应用

安装水泥纤维板饰面板前,先检查工具是否齐全。工具包括射钉枪、手锯、电动圆盘锯、密封膏等。对现场施工环境进行全面检查,包括墙面平整度、温度、湿度等。确保水泥纤维板饰面板表面无损坏等问题,可开始安装作业。通过测量与划线明确板的具体安装位置。在安装区域固定龙骨,将其作为板的支撑结构,涂抹胶水后,增强板材与龙骨之间的粘接力,避免面板松动。将面板放至龙骨上,使用螺丝固定处理后安装即可。注意事项:固定墙板的轻钢龙骨框架必须平整稳固,使其具有高握钉力。安装后,及时处理板材与墙体之间的缝隙,利用密封胶填充提高墙面平整度与美观度。安装结束后,采取质量检测手段检查面板质量。如发现缺陷问题,则应及时返工处理,保障面板使用的可靠性。

3 建筑外墙节能保温材料检测技术探究

3.1 技术应用

3.1.1 耐候性检测技术

以某建筑工程的岩棉保温装饰板外墙外保温系统检测为例,分析具体检测过程。

(1)试样制备

制备试样面积为7.37m2,宽度为3.35m,高度为2.20m。在混凝土墙面上试样,制作外墙外保温系统的主要节能保温材料包括锚固件、黏结砂浆、保温装饰板(1200×600×30)mm。利用黏结砂浆将金属面板保温装饰板粘贴在墙体上,保证有效粘贴面积为70%。粘贴后,采用锚固件固定装饰板。在装饰板上部布设2个锚固件,下部布设2个锚固件。关于板缝密封处理,则选择填缝材料与密封胶完成。制备后,将环境温度调整至15℃~25℃之间,相对湿度调整至55%~75%之间,养护制备好的试样。养护14d后,开始试验。(制备温湿度与试验中的温湿度数据无误,检测技术部分均参考客户资料)

(2)试验过程

①热雨循环。循环时,每次循环时间控制在6h,共进行80次循环。先加热3h,加热1h后将试样表面温度升至70℃。温度为10℃~15℃、相对湿度为15%~20%时,持续维持2h。对试样进行喷水处理,控制水温为15℃~20℃,水量为1~1.5L/m2·min。喷水1h后,静置2h。循环结束后,将试样放在温度15℃~25℃、湿度55%~75%的环境中进行状态调节,调节时间为2d。

②热冷循环。设计试样热冷循环次数为5次,每次循环时间为1d。加热处理时,1h内将试样表面温度升至50℃。温度为45℃~55℃、相对湿度为15%~20%时,持续维持7h。制冷时间控制在16h,先在2h内对试样进行降温,使其表面温度降低至-20℃,之后恒温维持在-20℃±5℃之间,持续14h。

每20次热雨循环、热冷循环结束后,对试样表面进行观察。主要检查表面是否出现开裂、起泡、脱落、裂缝等缺陷。

(2)试验结果

结束试验后,调整7d状态后,再次对试样外观进行检查,测定保温材料的拉伸粘结强度与单点锚固力。检测结果见表1。

表1 岩棉保温装饰板检测结果1.png根据数据可见,试样耐候性达到检测标准。

3.1.2 结构性能检测技术

以蒸压加气混凝土板结构性能试验为例,分析建筑节能保温材料的结构性能检测技术。该试验主要采用集中力四分点加载法。

(1)试验准备

试验仪器准备见表2。记录材料变形位移情况时,主要使用电子位移计和自动记录仪,分别安装至板长和板宽中点下方,以及两端支撑与板宽中点。

表2 试验仪器2.png(2)试验过程

保证待检验构件在试验条件下存放时间大于1d,确定其与试验条件基本一致后进行测量。测量时,先对构件长度、宽度、厚度进行记录,控制各个规格精度为1mm。同时记录构件自重,精度为10N。如无法测量到试验样品的自重,则可按照式(1)计算理论重量,按照式(2)换算重量:3.png对加载用加压钢板、滚筒、横梁总重量进行测量与记录,精确重量数值至10N。将待检测的构件放于试验机支撑上,随机摆放受力面。搁置稳定后安装电子位移计,并开启自动记录仪,保证设备读数归零。在试验板上放置加压板、滚筒、横梁后,开启试验机进行加载,加载速度在跨径中央的弯曲变形应达到0.05m/s。加载至试验板出现第一条裂缝时暂停加载,读取与记录重要数据:①跨中挠度值;②两端支座位移实测值;③裂缝集中力荷载值。试验板位隔墙板时,即可结束试验。

(3)试验结果

试验测试结果显示,蒸压加气混凝土板结构性能达到技术标准。检验结果见表3。

表3 蒸压加气混凝土板结构性能检测结果33.png备注:Qcr,g代表隔墙板荷载检验值;Qg代表隔墙板初裂荷载实测值。

3.2 提升检测技术质量的具体措施

3.2.1 优化检测设备

建筑外墙节能保温材料检测技术应用中,应不断优化检测设备提升技术检测精度,保证最终检测结果的可参考性,为相关人员提供可靠数据,增强其在外墙结构建设方面的决策能力。积极采用新型节能保温材料检测技术,结合技术特点完善基础设备设施[4]。例如,借助传感器技术实时获取检测信息,针对异常信息进行预警提醒,保证人员在第一时间明确材料性能存在的问题。结合外墙设计要求,确定是否采用该类型的节能保温材料。此外,做好设备校准与维护,保证设备运行正常以免出现数据误差影响人员后续判断。

3.2.2 规范检测标准

由于国内不同区域的外墙节能保温材料技术存在不统一的情况,造成材料性能评估结果呈现不可比现象。因此未来可持续规范检测标准,以提高检测结果的可信度与权威性。建立材料检测评估体系,明确评价标准便于人员进行评估。评价指标包括材料物理性能、热传导性、环境适应性等。基于全面的评价体系,确保材料评估准确可靠。评估期间,应完整记录数据信息与评估结论,透明化公开数据信息,并共享于其他检测机构或者检测人员,以提升评估的公开性与可信度。

规范检测标准期间,还应确定建筑外墙节能保温材料检测技术测试方法,保证测试条件、测试设备、测试过程等一致,针对检测数据进行合理分析与处理,整合数据后利用计算公式和误差分析降低结果偏差,避免数据有误造成人员判断不准确。

3.2.3 完善材料复检制度

根据建筑外墙节能保温材料使用情况,持续完善材料复检制度,基于高质量的技术复检手段保证材料性能检测结果真实可靠。例如,首次检测材料性能时无法判定该材料的检测准确性,可选择同样类型的材料进行随机复检,确定材料使用质量。安排专人复核复检结果,与原有数据进行对比后出示检测报告以供施工单位参考。如复核材料未达到技术应用标准,则需立即开展抽样处理措施,确保全部材料性能达到标准方可投入使用。

4 结束语

本研究通过探讨建筑外墙节能保温材料类型及其检测技术,旨在加强建筑外墙结构建设的安全性、稳定性、环保性,促进建筑行业的可持续发展。研究发现,保温材料均具备高保温性,可防止外部冷空气及热空气进入室内影响室内恒温与湿度。为确保材料使用在墙体结构中的应用性能,采用科学的检测技术有利于获取真实数据,明确墙体结构保温效果、耐候性、防火性等相关性能,从而保障外墙建设质量。未来,仍应不断采用新型节能保温材料及检测技术,加强外墙结构强度及节能保温性,延长建筑使用寿命。

参考文献

[1]胡小群.外墙节能保温材料检测问题探讨[J].房地产世界,2023,(15):166-168.

[2]阳启航.关于建筑外墙节能保温材料及其检测技术[J].中国建筑金属结构,2023,22(07):69-71.

[3]李文乔.建筑外墙节能保温材料及其检测技术[J].江苏建材,2023,(03):37-39.

[4]江垚.建筑外墙节能保温材料及其检测技术[J].砖瓦,2023,(01):51-53+57.

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