一种保温免拆模板的开发及其工程应用

吴志敏 ，王书喜 ，陈龙 ，张海遐

（1.江苏省建筑科学研究院有限公司，江苏 南京 210008；2.江苏长达环保节能科技有限公司，江苏 盐城 224005）

0 引言

建筑外墙外保温系统具有质量轻、保温隔热效果好、适用范围广、可基本消除热桥等优点，在国内外节能建筑及既有建筑节能改造工程中广泛应用。目前，外墙外保温系统主要采用模塑聚苯乙烯泡沫（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫（XPS）、聚氨酯泡沫（PU）等有机材料及岩棉、发泡水泥等无机材料作为保温隔热材料，采用粘贴为主、锚固为辅的方式固定在外墙外侧，保温板外侧采用抗裂砂浆压入网格布做保护层，形成薄抹灰外保温系统[1]。外保温系统处于建筑物的最外侧，承担外围护结构所面临的风雨侵蚀、温度变化引起的应力作用、冻融、冻胀及大气中酸碱的腐蚀等外部环境造成的危害，因此其安全性和耐久性尤其经受着较为严峻的考验。近年来外保温工程在使用中屡屡发生开裂、空鼓、渗水甚至保温层脱落、饰面砖脱落等问题，便是这些因素导致的后果。另外材料和施工等环节乱象还导致外保温系统屡屡发生火灾事故，给国家和人民生命财产造成极大的损失。2014年国家出台了新的建筑防火规范[2]，另外，多个省市的建筑节能标准也从50%提高到65%，常规外墙外保温技术面临更大的挑战。因此，为减少质量与安全隐患，必须开发和推广性能更优异、构造更可靠、质量更容易保证的保温材料及系统。

保温免拆模板是行业内近年来开始应用的集保温材料和模板于一体的复合材料，其开发的初衷是为了增加外保温的可靠性、减小模板的消耗、降低工程造价。近年来已发展出多种形式，并已在多个省市的外墙外保温工程中应用。本文对目前常用的几种保温免拆模板及其外保温系统进行了调研，对其技术特点进行了总结，在此基础上经设计优化和改良形成了一种保温性能良好、防火性能佳、安全可靠、性价比高的保温免拆模板，该产品已实现了规模化生产，并在建筑中得到成功应用。

1 保温免拆模板常见形式

保温免拆模板是在工厂生产的具有一定保温功能、强度和刚度的，可用作现浇混凝土模板，浇筑混凝土后不拆除而作为保温隔热层的复合保温板。保温免拆模板集保温材料和模板功能于一体，用于混凝土外墙，一方面，可以省去模板，另一方面，在混凝土浇筑过程中通过水泥浆与混凝土墙全面积粘结可以省去保温系统胶粘剂的材料和人工费，从而在一定程度上可以降低工程造价。

1.1 浆料类复合材料保温免拆模板

浆料类复合材料保温免拆模板是以水泥等胶凝材料、保温填料为主要原料，添加功能性外加剂，经搅拌、表面复合增强网、成型、养护、切割等工艺制成的可作为永久模板置于混凝土外侧的保温板（见图1），与混凝土接触的一侧通常采用界面砂浆做成毛面。按照保温填料的不同一般又分为EPS颗粒复合材料保温免拆模板和玻化微珠复合材料保温免拆模板，也有EPS颗粒和玻化微珠复合的保温免拆模板。

图1 EPS颗粒和玻化微珠复合材料保温免拆模板

浆料类复合材料保温免拆模板燃烧性能达到A级[3]，因此在公消[2011]65号文出台后该材料得到较快的发展。该保温免拆模板有一定的抗弯强度、抗拉强度和弹性模量，但其自重较大，密度为350kg/m3左右；保温性能不高，导热系数为0.07 W/（m·K）左右，按照目前的65%节能设计标准的规定要求该保温材料的设计厚度较大（如夏热冬冷地区要求60 mm以上），安全性较难保证，经济性也受影响，因此该保温免拆模板已较少应用。

1.2 EPS模块保温免拆模板

EPS模块是由可发性聚苯乙烯颗粒加热发泡，通过工厂生产成型制得的、符合一定的模数并设插接企口均匀分布的燕尾槽的模块，根据EPS材料的不同分为普通EPS模块和石墨EPS模块2种。其中石墨EPS模块的防火性能较好，燃烧性能达B1级。采用EPS模块在工程现场进行拼装，形成双面保温免拆模板，双面模板间按照结构设计要求绑扎钢筋并浇筑混凝土，形成一种保温性能优异的墙体（见图2）。

图2 石墨EPS模块保温免拆模板

1.3 XPS复合保温免拆模板

XPS复合保温免拆模板是以挤塑聚苯乙烯泡沫（XPS）板作为保温材料，XPS板两侧采用抹面砂浆及玻璃纤维网格布进行加强并形成粘结层、加强层等多重构造层，提高板的抗弯强度及刚度，从而可作为模板使用（见图3）。XPS复合保温免拆模板外侧一般采用薄抹灰抹面层，系统抗裂性能较好，锚固件在施工中预留在混凝土浇筑时埋入，安全可靠，并提高防水性能。XPS复合保温免拆模板的保温性能较好，构造简单，造价较低，因而目前在寒冷地区多个省市得到规模化应用。该保温免拆模板采用的XPS板燃烧性能达不到A级，对于防火要求较高的建筑尚不适合[2]，有待于进一步优化和提升。

图3 XPS复合保温免拆模板

2 新型保温免拆模板的开发

2.1 保温免拆模板性能要求

根据JGJ144—2008《外墙外保温工程技术规范》的规定，外墙外保温系统具有以下性能：（1）能适应基层墙体的正常变形而不产生裂缝或空鼓；（2）能长期承受自重而不产生有害的变形；（3）能承受风荷载的作用而不产生破坏；（4）能承受室外气候的长期反复作用而不产生破坏；（5）具有防水渗透性能和透气性能；（6）在地震发生时不应从基层脱落；（7）具有物理、化学稳定性，所有组成材料应彼此相容并具有防腐性，在可能受到生物侵害（鼠害、虫害等）时，具有防生物侵害性能；（8）满足防火要求。

保温免拆模板及模板支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，应能承受浇筑混凝土的自重、侧压力和施工过程中所产生的荷载。因此，免拆保温模板所需的性能一般至少包括：（1）较好的保温隔热性能；（2）较好的阻燃、防火性能；（3）一定的抗折强度、抗弯强度；（4）一定的弹性模量；（5）与水泥浆较好的粘结性能；（6）较好的耐水性能。

2.2 新型保温免拆模板的开发

根据保温免拆模板的性能要求，在总结目前常用的几种免拆保温模板技术特点的基础上，本文设计了一种新型的保温免拆模板，其中一种是采用B1级高密度EPS板作为保温芯板（见图4），另一种是采用A级岩棉带板作为保温芯板（见图5），该保温免拆模板具有以下特征：

（1）三明治结构：面层采用带增强网的抗裂砂浆，与保温芯材刚柔相济，保温免拆模板强度与刚度得以大大提升。

（2）保温芯材：一种采用保温性、透气性好的，燃烧性能为B1级EPS板；一种采用燃烧性能为A级岩棉带，用于防火高要求建筑或防火隔离带部位。

（3）面层：设应变缓冲层，与抗裂砂浆层（内置增强网）结合，提升系统的整体抗裂性。

（4）与混凝土的粘结层：内置增强网，毛面处理。

（5）芯材与结合层：采用加强栓加强增强板的抗弯性能和刚度。

（6）锚固件：预制保温锚栓，锚栓与现浇混凝土紧密结合，抗拔性能良好。

图4 EPS芯材保温免拆模板的构造

图5 岩棉芯材保温免拆模板的构造

2.3 新型保温免拆模板的性能

该新型保温免拆模板经小试、中试，反复优化，最终定型，目前已实现规模化生产（见图6），产品性能按表1、表2的要求控制。

表1 新型保温免拆模板的性能指标

表2 保温芯板的性能指标

图6 新型保温免拆模板生产

3 新型保温免拆模板的应用

3.1 构造设计

新型保温免拆模板外墙外保温系统基本构造与常规外墙外保温的构造有所不同，保温免拆模板直接与基层墙体通过现浇混凝土粘结，保温免拆模板按要求设置专用预置锚栓，专用预置锚栓随混凝土浇筑埋入墙体，保温免拆模板外侧设抗裂砂浆和增强网（见图7）。设计时按照节能标准要求计算保温层的厚度，按照建筑的层高等选择保温免拆模板的规格。门窗洞口侧面、装饰线条等处立模较困难的部位及砌体填充墙外侧采用配套保温板粘结，做法同常规的外墙外保温系统。

图7 新型保温免拆模板外墙外保温系统基本构造

3.2 施工要点

（1）确定排板分格方案：应根据设计尺寸确定排板分格方案并绘制安装排板图，尽量使用主规格保温免拆模板。

（2）弹线：保温免拆模板安装前应根据设计图纸和排板图复核尺寸，并设置安装控制线，弹出每块板的安装控制线。

（3）保温免拆模板裁割：对于无法用主规格安装的部位，应事先在施工现场用切割锯切割成为符合要求的非主规格尺寸，最小宽度不宜小于150 mm。

（4）安装专用预置锚栓：在施工现场用手枪钻在保温免拆模板预定位置穿孔，按设计要求安装专用预置锚栓，安装孔距保温免拆模板边缘应不小于50 mm；安装时应保证每块复合保温板至少有1个专用预置锚栓加强；门窗洞口处可增设专用预置锚栓。

（5）绑扎钢筋及垫块：钢筋绑扎验收合格后，在钢筋内外两侧绑扎垫块。

（6）立保温免拆模板：根据设计排板图的分格方案安装保温免拆模板，并用绑扎钢丝将锚栓与钢筋绑扎定位。

（7）立内侧模板：根据相关规范的要求，可采用传统做法安装外墙内侧模板。

（8）安装对拉螺栓：按常规模板施工方法确定对拉螺栓间距，用手枪钻在保温免拆模板和内侧模板相应位置开孔，穿入对拉螺栓并初步调整螺栓。

（9）安装模板主、次楞：根据模板计算及施工方案确定的主、次愣间距，立外墙内、外侧竖向次楞，横向安装主楞，固定内外模板及主、次楞，调整模板位置和垂直度，使之满足相关规范及施工方案要求。

（10）混凝土浇筑：混凝土浇筑应用镀锌铁皮扣在保温免拆模板上口形成保护帽。

（11）混凝土养护、内模板及主、次楞拆除：混凝土养护、内模板及主、次楞的拆除时间和要求应按照GB 50666—2011《混凝土结构工程施工规范》和JGJ162—2014《建筑施工模板安全技术规范》的规定执行。

图8为某建筑采用新型保温免拆模板施工的工程现场。

图8 新型保温免拆模板的工程应用

4 结语

保温免拆模板集保温材料和模板于一体，采用保温免拆模板的外墙外保温系统可提高工程的可靠性和防火性能，减小模板的消耗、降低工程造价。本研究开发的保温免拆模板保温性能良好、防火性能佳、安全可靠、性价比高，已实现了规模化生产并在建筑工程中成功应用。