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聚氨酯在建筑保温中的应用研究

   2011-04-27 30170

  五、标准对材料的要求(一)标准对聚苯乙烯泡沫板(EPS板)的要求
   1)表观密度≥18㎏/m3;   2)导热系数≤0.041W/(m.K);
   3)氧指数≥30%;       4)体积吸水率≤6%;
   5)尺寸稳定性≤0.3%;    6)垂直于板面方向的抗拉强度试验值≥0.1MPa;
   7)EPS板的厚度≥30㎜;   8)标准板尺寸为1200㎜×600㎜。
   9)尺寸偏差:
  ①厚度≤50㎜时,厚度允许偏差为±1.5㎜;
   ②厚度>50㎜时,厚度允许偏差为±2.0㎜;
   ③宽度允许偏差为±1.0㎜;
   ④长度允许偏差为±2.0㎜;
   ⑤对角线允许偏差为±3.0㎜;
   ⑥板边平直允许偏差为±2.0㎜;
   ⑦板面平整度允许偏差为±1.0㎜。
   10)EPS板出厂前,应在自然条件下陈化42d,或在60℃蒸汽中陈化5d。
  (二)标准对玻璃纤维网布的要求   耐碱玻璃纤维网格布的性能除应满足《耐碱玻璃纤维网格布》JC/T 841的规定外,还应符合下表的要求。表4:玻璃纤维网格布的性能指标
项    目 性 能 指 标
标 准 网 加 强 网
  网 孔 中 心 距(㎜) 4-6 5-10
单 位 面 积 质 量 130-160 ≥300
耐碱断裂强力(经、纬向),N/50㎜ ≥1000 ≥1800
耐碱断裂强力保留率(经、纬向),% ≥50
   断裂应变(经、纬向),% ≤5.0

  (三)标准对锚锚栓的要求   1)锚栓应由塑料钉或具有防腐性能的金属螺钉和带圆盘的塑料膨胀管构成。  2)金属螺钉应采用不锈钢或经过防腐处理的金属制成。塑料钉和带圆盘塑料膨胀套管应采用聚酰胺、聚乙烯、或聚丙烯制成,且不得使用再生料制作。  3)锚栓的公称直径应为8㎜。  4)进入基层墙体的有效锚固长度不得小于25㎜。  5)锚栓长度等于EPS板的厚度与锚固长度之和。  6)塑料圆盘的直径宜为50㎜。  7)单个锚栓的抗拉承载力标准值不应小于0.3kN。
  六、建筑保温节能及外墙外保温的发展
  随着建筑节能率的不断提高,外保温用的EPS板的厚度也越来越大,当保温层的厚增大到一定厚度之后,将会采用导热系数更低的保温材料(如无氟聚氨酯等)来代替EPS板,并向保温、防水、装饰、干挂的多功能复合板发展。当外墙的保温性能提高到一定程度之后,建筑节能的主要任务将会落在(大幅度)提高外窗的热工性能上。当建筑采暖实现分户计量用热并按用热收取费用之后,还要进一步加强屋顶和山墙的保温,以缓解顶层住户、山墙住户、特别山墙的顶层住户与中间楼层的中间住户(应收采暖费的差距为1、2、3、4倍)的矛盾。
                           外墙外保温系统与保温材料的防火安全性探讨(2400字)首先,对外墙外保温系统防火安全性问题的起因和防火性要求进行了分析,并对外保温用有机可燃保温材料的试验与评定予以论述。而后提出不宜不惜代价地提高有机保温材料的阻燃性能来以此提高外保温系统的防火安全性,而应重点考虑系统整体构造的防火性能,其中主要包括空腔、防火隔断和防火保护面层3个关键要素。一、外保温系统防火安全性问题的起因外墙外保温系统是建筑外墙外侧具有保温隔热功能并具有一定装饰效果的系统。其核心功能材料是保温材料,通常占系统体积的80%以上;配套材料通常为不燃材料如砂浆类、瓷砖等及包含有少量可燃成分的材料如涂塑玻璃纤维网格布、腻子和涂料等。用于建筑外墙的保温材料主要包括三大类,一类是以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料,通常认定为不燃性材料;一类是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主的有机无机复合保温材料,通常认定为难燃性材料;另一类是以聚苯板(热塑性)、聚氨酯(热固性)和酚醛为主的有机保温材料,通常认定为可燃性材料。当外墙外保温系统的保温材料采用不燃性材料或不具有传播火焰的难燃性材料时,外墙外保温系统几乎不存在防火安全性问题。但是,在我国目前的技术条件下,聚苯乙烯泡沫和硬泡聚氨酯等可燃材料在建筑外墙外保温系统中的使用最为广泛,这是产生外保温系统防火安全性问题的起因,而随着节能标准的逐步提高,这个问题将更加凸显。因此,随着此类可燃有机保温材料的大面积应用和使用厚度的不断增加,建筑外墙火灾或火灾的蔓延问题应引起人们足够的重视。二、各种保温材料的防火安全性分析 1)岩棉矿棉类不燃材料的燃烧特性岩棉、矿渣棉在常温条件下(25℃左右)它们的导热系数通常在0.036~0.041W/(m·K)之间,其本身属无机质硅酸盐纤维,不可燃,但在加工成制品的过程中,有时要加入有机粘结剂或添加物,这些对制品的燃烧性能会产生一定的影响。因此,岩棉、矿渣棉制品的燃烧性能取决于其中可燃性粘结剂的多少。2)胶粉聚苯颗粒的热分解与燃烧特性    胶粉聚苯颗粒保温浆料是一种有机无机复合的保温隔热材料,聚苯颗粒的体积大约在80%左右,导热系数为0.06W/(m·K),燃烧等级为B1级,属于难燃材料。胶粉聚苯颗粒在受热时,通常包含的聚苯颗粒会软化并熔化,但不会发生燃烧。由于聚苯颗粒被无机料包裹,其熔融后将形成封闭的空腔,此时该保温材料的导热系数会更低、传热更慢,受热全过程材料体积变化率为零。3)聚苯乙烯的热分解与燃烧特性    聚苯乙烯泡沫材料是热塑性高分子保温隔热材料,导热系数为0.041W/(m·K)。受热时,通常发生软化和熔化。聚苯板的热变形温度仅为70~98℃,差异取决于选用配方和后处理方法,玻璃化温度为100℃。聚苯乙烯全部由碳氢元素组成,本质上极易燃烧,未经阻燃处理,氧指数仅为18%;燃烧时热释放量较大,同时生成大量烟,受火后收缩、熔化,导致外保温系统内产生空腔,轰燃状态下燃烧剧烈,燃烧的滴落物具有引燃性。 4)聚氨酯的热分解与燃烧特性    硬质泡沫聚氨酯是一种高分子热固性保温隔热材料,导热系数为0.024W/(m·K),在所有外墙用有机保温材料中是最优的。聚氨酯一般在202℃以下不会分解,用ASTMD1929测定聚氨酯泡沫的点燃温度为强制点燃温度310℃,自燃温度415℃;聚氨酯泡沫本质上属于高度易燃材料,未做阻燃处理时氧指数仅为16.5%;热固性材料在受热时通常分解出易燃气体,受火后形成炭化层,热分解和燃烧的产物主要有氰化氢、CO、异氰酸酯等,对聚氨酯燃烧的毒性研究也比较多。由于价格和市场需求的关系,目前市场上绝大多数绝热保温材料选用均为有机发泡可燃材料,这些以有机泡沫塑料为材质的保温材料中含有大量的不饱基(—N=C=O),属于化学反应性极高的化合物,如EPS、XPS等,由于大多数保温材料的绝热性能较好,与外来热源接触后,热量不易散发,导致温度迅速升高,当达到分解温度时,这些大部分为有机保温材料就会发生分解反应或降解反应,产生大量可燃气体,而产生的可燃气体与空气中的氧气发生化学反应,引起燃烧,并引燃周围其它可燃保温材料。由于大多数的保温材料在生产加工中加入各种助剂,包括阻燃剂,发泡剂等,绝热保温材料的燃烧大多数为不完全燃烧,从而产生大量烟气,而烟气中的有毒气体又是导致人员伤亡的主要原因。三、保温材料在建筑使用中的防火措施    保温材料着火给人类的生命和财产带来了极大的危险性,引起了人们的共同关注。因此加强对保温材料的阻燃性及其在生产、施工和使用中的防火技术研究,对于防止火灾事故,减少火灾损失,具有十分重要的意义。
    (一)出台相应的行业标准规范 建筑管理职能部门出台相应的规定选用符合防火阻燃性能较强的建筑节能材料,从选材开始,严格控制易燃烧及发烟量大的节能材料,提倡选用氧指数高的保温材料,如酚酸树脂泡沫。特别是控制重大工程,重大项目节能保温材料的选用,如世博园区项目,奥运场馆项目。人员密集场所,如大型商场市场、超高层建筑等,体量大,发生火灾损失大,发生火灾易造成群死群伤建筑及关系国计民生的建筑等,在选用建筑节能材料上宜制定相应的技术规范要求。 (二)阻燃处理 建筑节能选用保温材料均应进行过阻燃处理的材料,随着阻燃技术的进一步发展,添加阻燃剂是有效防阻火灾蔓延的既简便又经济的方法。(三)防火处理 在绝热节能材料外层另加一层防火涂材使之耐火等级进一步的提高,也可采用浸渍的阻燃法,将绝热节能材料浸于阻燃剂中,待干燥后用于建筑中,可有效的减慢火灾蔓延速度。 (四)抑烟技术 绝大多数建筑节能材料燃烧后产生的大量烟气是致人死亡的主要原因。
 
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