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建筑反射隔熱涂料—保溫膩子外墻保溫系統性能研究,進行了建筑反射隔熱涂料——保溫膩子外墻保溫系統的材料和系統試驗
2019年12月20日    閱讀量:28975    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 引 言

夏熱冬冷地區是指長江中下游及其周圍地區,占地面積約180萬km2,該地區的外墻保溫和隔熱問題一直以來都是一個難題。夏天要建筑物具備隔熱能力,冬天又要具備保溫功能。


圍護結構的能耗占整個建筑物能耗的75%,而外墻又是圍護結構的主要部位中國建材網cnprofit.com。由于夏熱冬冷地區的特殊氣候條件,市場上同時兼顧保溫和隔熱的外墻圍護結構措施并不成熟,由多孔輕質絕熱材料構成的輕型圍護結構雖然傳熱系數小,傳熱阻較大,保溫性能好,但由于其質輕、熱穩定性較差,易受太陽輻射和室內外溫度波動的影響,內表面溫度容易上升,其隔熱性能往往較差。


目前常用的外墻保溫系統材料例如聚苯板、水泥基保溫砂漿、發泡水泥板、巖棉和一些復合類保溫材料,或多或少都存在一些問題。聚苯板等材料由于達不到A級防火效果,易引起火災,不能大面積使用。由于巖棉板存在抗拉強度低、吸水率大等性質,導致其使用范圍不廣。一些水泥基的保溫砂漿和發泡水泥制品,在使用過程中,配方不穩定,現場施工難控制,從而影響到保溫和隔熱效果。


隨著科技的進步,一種新型保溫系統即建筑反射隔熱涂料——保溫膩子外墻保溫系統開始出現。該系統是在界面處理過的外墻上面粉刷一層具有一定保溫效果的保溫膩子,在膩子外層涂抹抗裂面層后再涂刷封閉底漆和建筑反射隔熱涂料的外墻外保溫系統。


保溫膩子具有較好的施工性能、柔韌性、強度高的特點,又具備一定的保溫性能。建筑反射隔熱涂料由于具備較高的太陽光反射比、近紅外反射比和半球反射率,能達到隔熱作用。兩種效應疊加就形成了墻體保溫和隔熱的雙重效果。筆者在實驗室制備了一套反射隔熱涂料——保溫膩子外墻保溫系統,對該套系統主要材料的性能以及系統傳熱系數、耐候性、抗風壓性能、耐凍融性能和抗沖擊性能進行了驗證試驗。

 

1 試驗方案和方法

1.1 試驗方案

建筑反射隔熱涂料——保溫膩子外墻保溫系統從內到外依次為20 mm水泥砂漿+200 mm基層墻體+10 mm水泥砂漿+25 mm保溫膩子+6 mm抗裂防護層+1 mm底涂層+2 mm建筑反射隔熱涂料。


試驗內容包括:反射隔熱涂料和保溫膩子的物理力學性能和熱工性能,建筑反射隔熱涂料——保溫膩子外墻保溫系統的傳熱系數、耐候性、抗風壓性能和抗沖擊等系統試驗。其中,進行系統熱阻的試驗時,200 mm基層墻體分為200 mm普通混凝土和B06級200 mm加氣混凝土砌塊兩種情況。


1.2 試驗方法

建筑反射隔熱涂料的太陽光反射比和半球發射率依據《建筑反射隔熱涂料》(GB/T 25261-2010)進行試驗。保溫膩子依據《建筑外墻用膩子》(JG/T 157-2009)標準進行試驗,其導熱系數依據《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》(GB/T 10294-2008)試驗。系統傳熱系數試驗依據《絕熱穩態傳熱性質的測定標定和防護熱箱法》(GB/T 13475-2008)中的標定熱箱法進行。


耐候性試驗、抗風荷載試驗、抗沖擊試驗、吸水量和耐凍融性能參照《外墻外保溫工程技術規程》(JGJ 144-2004)進行試驗。圖1所示為反射隔熱涂料耐洗刷檢測儀,圖2所示為太陽光反射比檢測儀。

反射隔熱涂料耐洗刷檢測儀,太陽光反射比檢測儀

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2 試驗結果與分析

2.1 保溫膩子試驗結果

保溫膩子試驗結果列于表1中。從表1數據可以看出,該保溫膩子試驗過程中均勻、無結塊,刮涂無障礙,說明保溫膩子具有較好的施工性能,導熱系數只有0.082 W/(m·K),有一定的保溫性能,耐水性和耐堿性良好,說明其耐久性能較好。黏結強度為0.28 MPa,表明保溫膩子與基層墻體具有較好的黏結能力,強度有保證,不易空鼓和脫落。

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保溫膩子主要性能指標

2.2 建筑反射隔熱涂料試驗結果

建筑反射隔熱涂料試驗結果列于表2中。從試驗結果可以看出,該反射隔熱涂料容器中狀態均勻、施工性能較好,對比率為0.95,說明涂料具有較好的遮蓋能力。耐洗刷性、耐玷污性、耐水性和耐堿性均無異常,涂料的耐久性良好。涂料的太陽光反射比為0.88,半球發射率為0.92,說明涂料熱反射能力較強,可以有效降低墻體表面溫度,從而達到隔熱的效果。


其原理分析為:太陽輻射的大部分能量都集中在可見光和紅外光,而反射隔熱涂料在此波段對太陽輻射的反射率達到0.88的高水平,這種反射率可以大大降低太陽輻射的累積熱,將太陽光反射到外層空間而避免基體對太陽輻射能的吸收,從而達到降溫的目的。涂料半球發射率為0.92,說明涂料可以將其吸收的太陽光線和熱量以一定的波長發射到大氣層中,從而達到良好隔熱降溫的效果。


此外,反射隔熱涂料因其加入了導熱系數極低的空心微珠,具有一定的保溫隔熱效果。涂料的反射、輻射與空心微珠隔熱為一體的三大功效保證了涂料的物體降溫,確保了物體內部空間能保持持久恒溫的狀態。

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建筑反射隔熱涂料主要性能指標

2.3 保溫膩子系統試驗結果

建筑反射隔熱涂料——保溫膩子系統試驗結果列于表3中。

 建筑反射隔熱涂料——保溫膩子系統性能指標

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由表3中得知,系統吸水量為0.87 kg/m2,表明系統材料吸水率不大。抗裂層具有較好的不透水性,水蒸氣滲透阻達到1.16 g/(m2·h),說明系統材料對阻止水蒸氣滲透的能力較強。


系統試驗后的抗沖擊性能結果為3個點破壞,且無大于0.1 mm的裂紋,說明該系統具有較強抵抗外力沖擊的能力。系統抗風壓達到7.7 kPa,其抗風壓能力較強。以混凝土基層墻體外加反射隔熱涂料保溫系統的傳熱系數(200混凝土)為1.38 W/(m2·K),以加氣砌塊為基層墻體的系統傳熱系數只有0.75 W/(m2·K),說明反射隔熱系統的傳熱系數對墻體的種類還具有依賴性。


耐凍融性能(30次凍融循環后)系統無空鼓、脫落,無滲水和裂縫,凍融循環后的拉伸黏結強度達到0.18 MPa,系統耐候性試驗后系統無開裂、空鼓或脫落現象,耐候性試驗后拉伸黏結強度達到0.21 MPa,耐凍融性能和耐候性能試驗結果說明系統經過復雜的物理環境依然具有較好的外觀狀態和強度,系統具備較好的耐久性能。圖4為耐候性試驗后的墻體,圖5為耐候性試驗熱冷循環墻體表面溫度變化典型示例圖。

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耐候性試驗后的墻體,熱冷循環時系統表面溫度變化典型事例圖

3 結論與展望

1)保溫膩子具有較好的施工性能、強度和保溫性能,隔熱反射涂料由于具有較高的太陽光反射比和半球反射率,能極大地減少墻體的吸熱量,避免了墻體溫度的過度變化,和保溫膩子疊加在一起筑起了一道保溫隔熱屏障。

2)建筑反射隔熱涂料——保溫膩子系統具有較好的抗風壓能力和抗沖擊能力;其系統吸水量小,水蒸氣滲透阻大,抗裂抹面層具有不透水性,系統抗凍融試驗后墻體無抗裂和脫落的等現象,防護層和保溫層的拉伸黏結強度達到0.18 MPa;系統耐候性試驗后,墻體表面無開裂、空鼓和脫落等現象,涂料飾面無明顯變化,試驗后系統拉伸黏結強度達到0.21 MPa。試驗說明,該系統具有較好的安全性能和耐久性能。

3)建筑反射隔熱涂料——保溫膩子系統由于自身的特性,一般只能用在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區,此外,還受墻體多樣化、產品質量良莠不齊和現場施工質量控制難度大等因素的影響,在實際使用中會受到限制。因此,進行該套保溫系統的應用和推廣還有很多需要完善的地方。

建筑反射隔熱涂料——保溫膩子外墻保溫系統性能研究

馮長偉1,朱惠芳2,史 琴1,談志東1(1.昆山市建設工程質量檢測中心,江蘇昆山 215300;2.昆山市住房和城鄉建設局,江蘇昆山 215300)


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