目前，市場上外墻保溫用A級防火材料大致分為巖棉保溫板、水泥發泡保溫板、勻質改性防火保溫板、熱固復合樹脂泡沫保溫板4大類。

1類：GB/T 25975—2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》中規定外墻用巖棉保溫制品的燃燒性能A級，干密度150～200 kg/m3，導熱系數≤0.040 W/（m·K），壓縮強度≥40 kPa，抗拉強度≥15 kPa。雖然巖棉具有良好的保溫、隔熱、隔聲、吸聲性能，具有密度小、導熱系數低、不燃燒的優點。但是巖棉在被水浸泡后馬上軟塌，尺寸變形較大，直接導致保溫性能的降低。

第2類：JC/T 2200—2013《水泥基泡沫保溫板》中規定水泥發泡保溫板I型燃燒性能A級、干密度≤180 kg/m3、導熱系數≤0.055 W/（m·K）、抗壓強度≥0.3 MPa、抗拉強度≥80 kPa。該材料是以無機材料為主體，因而防火性能好。但在密度較低時，存在強度偏低、損耗率大、吸水率大、抗碳化性差、軟化性能差、抗凍融能力差的一些列缺點。

第3類：DBHJ/T015—2014《勻質改性防火保溫板建筑外保溫系統應用技術導則》中規定勻質改性防火保溫板燃燒性能A級、干密度≤180 kg/m3、導熱系數≤0.056 W/（m·K）、抗壓強度≥0.3 MPa、抗拉強度≥0.13 MPa。勻質改性板是以硅、鈣質礦物原料及粘結改性劑為無機膠結材料，添加復合膨脹聚苯乙烯泡沫顆粒（又稱膨脹聚苯顆粒），輔以適量發泡、憎水等添加劑（不含氧化鎂、氯化鎂），經加水混合攪拌、模具或設備壓制成型、養護、加工制成。該材料所采用的的硅、鈣質礦物原料主要為水泥、硅灰、摻合料等，在密度較低時存在脫模時間長、早期強度低、包裹性差、阻燃性能差、尺寸變形大的問題，造成了勻質改性板行業在實際生產過程中普遍存在生產效率偏低、防火性能較差、板材容易產生翹曲變形等問題。

第4類：JG/T 536—2017《熱固復合聚苯乙烯泡沫保溫板》G型中規定熱固復合樹脂泡沫保溫板燃燒性能A級、干密度140～200kg/m3、導熱系數分≤0.050W/（m·K）、≤0.060W/（m·K）2個級別；抗壓強度分≥0.15 MPa、≥0.20 MPa 2個級別；抗拉強度分≥0.10 MPa、≥0.12 MPa 2個級別。熱固復合聚苯乙烯泡沫保溫板是采用聚苯乙烯顆�；虬宀臑楸鼗w，以熱固性樹脂、無機膠凝材料、添加劑及填料等1種或多種原料為處理劑，通過顆粒包覆、粒料混合或基板滲透等復合工藝制成，在受火狀態下具有一定的形狀保持能力且不產生熔融物滴落特點的保溫板，簡稱聚苯板。相比于勻質改性防火保溫板，aeps聚合聚苯板的保溫效果更好、質量更輕、分級更具體，適合于不同地區、不同場所、不同環境保溫節能的需要。

本體系采用的aeps聚合聚苯板配比設計分別以P·O42.5級、P·O52.5級水泥、72.5級超細硅酸鹽水泥，以聚苯乙烯顆料為保溫基體，內摻23促強減縮劑，采用澆筑工藝或壓制工藝進行研究，通過對比熱固復合樹脂泡沫保溫板的脫模時間、早期強度、后期強度、并結合市場實際應用的性價比，得出采用P·O52.5水泥為基材、內摻23促強減縮劑、采用澆筑工藝可制得脫模時間≤2 h、干密度≤180 kg/m3、導熱系數≤0.053W/（m·K）、抗壓強度≥0.6MPa、抗拉強度≥0.14MPa、燃燒性能A級；采用壓制工藝制作的熱固復合樹脂保溫板脫模時間≤4 h、干密度≤150 kg/m3、導熱系數≤0.042 W/（m·K）、抗壓強度≥0.3 MPa、抗拉強度≥0.12 MPa、燃燒性能A級。分別符合JG/T 536—2017中G型060級、050級的要求。

1 試驗

1.1 原材料

水泥：唐山冀東水泥廠生產的P·O42.5級、P·O52.5級水泥，其性能符合GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》的要求；山東潤成粉體有限公司生產的超細普通硅酸鹽水泥，其比表面積≥750 m2/kg，強度等級為72.5。

促強減縮劑：唐山北極熊建材有限公司生產。以硫鋁酸鈣為主要成分，復合促強、減縮、礦物活化功能組分，摻加到硅酸鹽水泥基材料中，能夠提高早期和后期強度、減少體積收縮的粉狀材料。

1.2 設計配合比

按照JG/T 536—2017中G型050級、060級的規定，分別設計050級壓制工藝配合比和060級澆筑工藝配合比。

1.2.1 050級配比設計及壓制工藝

分別采用P·O42.5、P·O52.5級水泥、72.5級超細普硅水泥為基材，摻入23促強減縮劑，加入硅灰和E-1#外加劑按設計水灰比進行一次攪拌，經測試漿料的密度為1540 kg/m3；然后加入一定體積的EPS聚苯顆粒輕質骨料，進行二次攪拌均勻后，按照體積壓縮比例30用液壓機壓制，壓制后的板材濕密度≤170 kg/m3，烘干密度≤150 kg/m3。之后，對采用不同水泥基制作的050級熱固復合樹脂保溫板的脫模時間、早期強度、后期強度進行對比試驗。并進一步對內摻23促強減縮劑對不同水泥基制作的聚苯板脫模時間、早期強度、后期強度的影響進行了實驗研究。

1.2.2 060級配比設計及澆筑工藝

分別采用P·O42.5、P·O52.5級水泥、72.5級超細普硅水泥為基材，摻入23促強減縮劑、E-2#外加劑，按設計水灰比進行一次攪拌；然后采用物理發泡工藝，制成密度為800 kg/m3的物理發泡漿體，再加入一定體積的EPS聚苯顆粒輕質骨料，進行二次攪拌均勻后，采用澆筑成型工藝制作熱固復合樹脂保溫板材，板材濕密度≤200 kg/m3，烘干密度≤180 kg/m3。之后，對采用不同水泥基制作的060級aeps聚合聚苯板的脫模時間、早期強度、后期強度進行了對比試驗，并進一步就內摻23促強減縮劑對不同水泥基材制作的060級熱固復合樹脂保溫板的脫模時間、早期強度、后期強度的影響進行了試驗研究，配合比詳見表4。

2 試驗結果與分析

2.1 脫模時間

通過觀察聚苯板成型后，是否可拆模且拆模后不會產生破損，確定脫模原則及時間。經過反復比對，發現當聚合聚苯板的抗壓強度達到0.1 MPa時，可以達到脫模要求。根據該原則，測試aeps聚合聚苯板的脫模時間。

2.1.1 050級壓制成型熱固復合聚苯

由圖 1可見，在 A1（P·O42.5水泥）、A2（P·O52.5水泥）、A3（72.5超細普通硅酸鹽水泥）3種不同水泥為基材的熱固復合樹脂壓制工藝中，采用P·O42.5水泥的脫模時間為50 h，采用P·O52.5水泥與72.5超細普通硅酸鹽水泥制備的保溫板的脫模時間都為40 h，這是因為P·O52.5水泥與72.5超細普通硅酸鹽水泥中熟料成分較高、混合材摻入量少、早期水化速度較快，所以相比于P·O42.5水泥的脫模時間有所縮短。當摻入促強減縮劑后，A4（P·O42.5水泥）、A5（P·O52.5水泥）、A6（72.5超細普通硅酸鹽水泥）3種不同水泥為基材的熱固復合樹脂壓制工藝的脫模時間分別為8 h、4 h和4 h，脫模時間相比于不加促強減縮劑的都大大縮短，說明促強減縮劑的摻入顯著提高了基材的硬化速度；同時，P·O52.5水泥與72.5超細普通硅酸鹽水泥為基材的脫模時間相比P·O42.5水泥為基材提前4 h，符合水泥水化的正常規律。

2.1.2 060級澆筑成型aeps聚合聚苯板

由圖 2可見，在 B1（P·O42.5水泥）、B2（P·O52.5水泥）、B3（72.5超細普通硅酸鹽水泥）3種不同水泥為基材的澆筑型熱固復合樹脂保溫板的脫模時間分別為24 h、20 h和18 h；在B4（P·O42.5 水泥）、B5（P·O52.5水泥）、B6（72.5 超細普通硅酸鹽水泥）3種保溫板的脫模時間分別為4 h、2 h和2 h。摻入促強減縮劑后，澆筑型熱固復合樹脂保溫板的脫模時間也大大縮短，促強減縮劑對3種水泥制備的保溫板凝結時間的作用規律基本一致；摻入促強減縮劑后，P·O52.5與72.5超細普通硅酸鹽水泥制備的保溫板脫模時間一致。

2.2 各齡期強度

2.2.1 050級壓制成型aeps聚合聚苯板

由圖 3 可見，對于早期強度（2、4、6、8 h），未摻入促強減縮劑的 A1（P·O42.5 水泥）、A2（P·O52.5 水泥）、A3（72.5 超細普通硅酸鹽水泥）3組配比在8 h以內基本沒有強度；摻入促強減縮劑的 A4（P·O42.5 水泥）、A5（P·O52.5 水泥）、A6（72.5超細普通硅酸鹽水泥）3組配比中，A4組8 h出現強度，抗壓強度為0.1 MPa；A5組的4 h、6 h和8 h的抗壓強度分別為0.10、0.11 和 0.12 MPa；A6組的 4 h、6 h和 8 h的抗壓強度分別為0.10、0.12和0.13 MPa。促強減縮劑的摻入提高了熱固復合樹脂壓制型保溫板的小時強度，實現P·O42.5、P·O52.5、超細72.5普硅水泥制備的保溫板在8 h內超過0.10 MPa；其中，P·O52.5、72.5級超細普硅水泥制備的保溫板抗壓強度在4 h達到0.10 MPa。

在后期各齡期（1 d、3 d、7 d、28 d）測試中，未摻入促強減縮劑的3組配比A1、A2和A3在1 d基本沒有抗壓強度，抗壓強度從3 d開始測試；而摻入促強減縮劑的3組配比A4、A5和A6的抗壓強度發展很快。從強度的發展規律觀察，未摻入促強減縮劑的3組配比中，A2、A3組各齡期抗壓強度明顯優于A1組，A3組在3 d、7 d高于A2組，但28 d時A2組的抗壓強度超過A3組。

摻入促強減縮劑的3組試件中，A5組與A6組的各齡期的抗壓強度明顯優于A4組，除了1 d抗壓強度A6組高于A5組，其它各齡期強度A5組均高于A6組。上述說明，無論是否摻入促強減縮劑，以P·O52.5水泥、72.5超細普通硅酸鹽水泥為基材的保溫板抗壓強度均高于以P·O42.5水泥為基材的保溫板抗壓強度；72.5超細普通硅酸鹽水泥的1～7 d抗壓強度較高，但28 d時，P·O52.5水泥為基材的保溫板抗壓強度高。再將促強減縮劑摻入前后的保溫板抗壓強度進行對比，發現摻入促強減縮劑后的保溫板各齡期抗壓強度均高于未摻入促強減縮劑的保溫板，說明促強減縮劑在本體系中起到顯著提高保溫板各齡期抗壓強度的作用。

2.2.2 060級澆筑成型aeps聚合聚苯板

由圖 4 可見，對于早期強度（2、4、6、8 h），采用未摻入促強減縮劑的3種不同水泥基材的熱固復合樹脂保溫板B1（P·O42.5水泥）、B2（P·O52.5水泥）和 B3（72.5超細普通硅酸水泥）在8 h內基本沒有抗壓強度；摻入促強減縮劑的3組配比 B4、B5（P·O52.5水泥）和 B6（72.5超細普通硅酸水泥）的2～8 h抗壓強度由高到低的次序為72.5超細普通硅酸水泥＞P·O52.5水泥＞P·O42.5水泥。說明促強減縮劑的摻入顯著提高了2～8 h的早期強度，且促強減縮劑對3種水泥制備的保溫板早期強度的作用規律一致。

在后期各齡期（1、3、7、28 d）測試中，無論各配比中是否加入促強減縮劑，均有如下規律：在1 d和3 d齡期時，采用不同水泥基材抗壓強度由高到低的次序為：72.5超細普通硅酸水泥＞P·O52.5水泥＞P·O42.5水泥；7 d和 28 d齡期時，不同水泥基材抗壓強度由高到低的次序為：P·O52.5水泥＞72.5超細普通硅酸水泥＞P·O42.5水泥。B2、B3兩組配比的1 d抗壓強度分別與B5、B6組持平，但B1組的1 d的抗壓強度明顯低于B2組。說明本體系中，采用P·O42.5水泥制備的保溫板早期強度在不摻入促強減縮劑時發展較為緩慢。在3、7、28 d齡期時，對比有無促強減縮劑的配方，強度沒有明顯差距，說明本體系中促強減縮劑加入對后期強度沒有負面影響。

2.3 機理分析

通常情況下，普通硅酸鹽水泥相同摻量時，其強度等級越高，熟料比例越大，比表面積越大，則其水化速率越快，早期強度發展越快，后期強度越高。在早期，采用72.5超細普通硅酸鹽水泥保溫板抗壓強度高于P·O52.5及P·O42.5水泥保溫板；但在后期，P·O52.5水泥保溫板抗壓強度高于72.5超細普通硅酸鹽及P·O42.5水泥保溫板，這說明P·O52.5水泥雖然比表面積、強度等級均低于72.5超細普通硅酸鹽水泥，但在本體系中有著良好的配伍性、適應性，所以在7 d、28 d齡期時其抗壓強度表現更佳。

促強減縮劑中 Al2O3、CaO 和 SO3以 3CaO·3Al2O3·CaSO4（簡寫為）的形式存在，當促強減縮劑與普通硅酸鹽水泥復配后很快發生如下反應：C4A3pagenumber_ebook=85,pagenumber_book=81+2CS+38H→C3A·3Cpagenumber_ebook=85,pagenumber_book=81·H32+2AH3（gel），生成一定量的高硫型水化硫鋁酸鈣，即（鈣礬石）和鋁膠，大大提高了早期強度；經過特殊處理的促強減縮劑中的硫酸鹽及其他外加劑組分，對硅酸鹽水泥礦物的水化作用增強，隨著反應的不斷深入，鈣礬石與鋁膠形成的數量增多，反應速度加快，對硅酸鹽水泥礦物的水化作用增強。

所以復配后的體系凝結速度加快、脫模時間縮短、早期強度明顯提高。同時，早期生成鈣礬石的強度骨架被膠體填充，從而使水泥石的結構致密，孔隙率降低，強度提高。當C4A3pagenumber_ebook=85,pagenumber_book=81完全水化后，水泥的水化進程基本上與硅酸鹽水泥相一致。所以，促強減縮劑在本體系中不同類型的普通硅酸鹽水泥為基材條件下，起到了加快凝結硬化、縮短脫模時間、提高早期和后期強度的作用。

通過性能及性價比分析，以P·O52.5水泥內摻23促強減縮劑為基材，采用壓制工藝或澆筑工藝制作的aeps聚合聚苯板的綜合性能好。按照JG/T 536—2017中G型050級、060級的標準分別對上述保溫板材進行檢測，各項性能均符合標準要求。

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