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1、前言
目前，用于建筑的保溫材料主要有巖棉板、真空絕熱板、擠塑板、聚苯板和石墨聚苯板。材料的性能各有優缺點。巖棉和真空絕熱板的防火等級都可達到A級，但是巖棉的吸濕性很大，且材料的導熱系數偏高。真空絕熱板的導熱系數******，但是施工難度大，工地上真空板起鼓現象并不少見。擠塑板和石墨聚苯板的防火等級均能達到B1級，但是擠塑板的尺寸穩定性差，易發生翹曲變形。
2、石墨聚苯乙烯特點及應用
石墨聚苯乙烯（GEPS）是在聚苯乙烯高分子聚合物中導入近納米級天然鱗片石墨、抗氧化劑、抗老化劑等功能材料，改性合成的石墨聚苯乙烯新型功能材料。由于石墨的特殊層狀結構，使其能夠均勻分布在GEPS顆粒內部，形成鏡面反射熱輻射，能夠大幅度提高材料的絕熱效果。除了具備普通EPS板的所有性能外，還具有以下特點：防火性能達到難燃B1級、絕熱能力更強、導熱系數≤0.032W/(m·K)。它含有近納米級的天然鱗片石墨，可以像鏡子一般反射熱輻射,它的絕熱能力比普通的EPS高出30%，有助于提高能效。石墨聚苯乙烯（GEPS）特點：良好的防火性能、導熱系數低、尺寸穩定性強、耐候性好、具有良好的耐久性和透汽性。石墨聚苯板在超低能耗建筑項目中具有性價比優勢，其構造作法如圖1所示。工程實踐表明，聚苯板保溫產品在保溫領域里應用***廣泛，不論是歐洲還是國內，聚苯板保溫體系都具有******的市場份額（如圖2、圖3所示）。
圖1石墨聚苯板在被動房中的一體化應用
圖2石墨聚苯乙烯在歐洲被動房中的應用
圖3石墨聚苯乙烯在中國被動房中的應用
(1)優質石墨聚苯板產品必須滿足如下要求：一是優質原料用擠出法工藝生產；二是天然鱗片石墨含量在4.5%~5%，導熱系數低，絕熱性能穩定，可保證導熱系數≤0.032W/(m·K)；三是凈容重18~30kg/m3，板材呈銀灰色；四是折斷泡粒斷面20%~30%以上，燃燒性能B1級。
(2)石墨聚苯乙烯是由德國BASF公司首先開發的新型隔熱保溫材料。同普通的EPS板相比，石墨聚苯板具有更低的導熱系數和更好的耐久性和耐候性的特性，深受人們喜愛。無論在歐洲還是國內，石墨聚苯乙烯常被選作為被動房外圍護結構的保溫材料。近年來，國內有企業潛心研發，瞄準中國被動房市場的需求，開發出石墨聚苯乙烯專有技術，其綜合性能媲美******先進水平，在國內外被動房領域大量使用（如圖2、圖3所示）。
(3)國內的石墨聚苯乙烯的生產主要有兩種方法，不但生產工藝大相徑庭（如圖4所示），而且產品質量有很大差異（見表1）。
圖4懸浮法與擠出法生產GEPS工藝對比
表1懸浮法GEPS和擠出法GEPS生產工藝對比
2.1懸浮法工藝
國內的懸浮法可發性聚苯乙烯產業已居******之冠，近期隨著房地產市場的縮量，白色可發性聚苯乙烯已產能嚴重過剩。現在，國內眾多EPS生產廠家利用白色聚苯乙烯生產裝置，采用懸浮法生產石墨聚苯乙烯，該工藝是以苯乙烯單體為主要原料，在反應釜內，單體與石墨、引發劑、阻燃劑、分散劑等混合，通過強力攪拌，被分散成無數的小液滴。懸浮聚合生成的石墨聚苯乙烯分子量較低，內部含水量高，因此板材的強度和穩定性略差。另外，石墨對苯乙烯單體的聚合有一定的阻聚作用，石墨的添加量不能得到有效保證。目前，在中國市場上出現用炭黑來代替石墨的制品，其顏色為黑色或者淺灰色，導熱系數偏高，性能不穩定。主要原因在于：懸浮聚合不穩定，反應周期長，石墨添加量少。為了達到顏色黑的效果，部分EPS廠家向反應體系加入少量石墨輔以炭黑調色，或者純粹加入炭黑代替石墨，生產“黑色”聚苯乙烯。由于石墨/炭黑的阻聚作用，產品分子量偏低，預發后泡粒產生空心現象。這種方法生產出的聚苯乙烯制板粘結性差，板材熟化后收縮變形。其密度≥18kg/m3板材的壓縮強度達不到≥0.1MPa的指標要求，石墨含量少，達不到所需的4.5%~5%的******加入量，無法滿足被動房要求的導熱系數≤0.033W/(m·K)的性能指標。
2.2擠出法工藝
擠出法石墨聚苯乙烯***初通過德國、奧地利進口進入國內市場。國內個別企業很早就緊跟行業發展動態，投巨資引進******先進設備，自主開發石墨聚苯乙烯新型保溫材料。其產品性能優良，能滿足高端市場需求。
擠出法工藝是選用分子量高的聚苯乙烯為主要原料，添加近納米級的天然鱗片石墨、增韌劑、抗氧劑、阻燃劑等功能材料，通過雙螺桿擠出機熔融、切粒而成。顆粒的外形為橢圓形，制品的顏色為銀灰色，帶有金屬光澤，該工藝屬于物理混合，可以有效保證石墨的添加量，分子量高，強度大，熱導性能更佳、更穩定，同時，由于添加的天然石墨具有阻燃功能，更增強了石墨聚苯乙烯的阻燃性。
3.1沒有選擇合格石墨聚苯乙烯
石墨聚苯乙烯板材是由石墨聚苯乙烯顆粒預發、成型、切割而成。顆粒的性能對制品的應用性能有決定性作用。石墨聚苯乙烯在國內的使用時間相對較短。有些廠商用非石墨料，如炭黑聚苯乙烯頂替石墨聚苯乙烯。這將導致保溫材料抗拉強度、尺寸穩定性、彎曲變形、導熱系數等指標達不到性能指標要求。在被動房項目一定采用真正的石墨聚苯乙烯作為保溫材料，以保證保溫絕熱效果。
3.2聚苯乙烯板材加工廠故意造假
為了降低造價，部分板材加工廠存在以次充好以獲得市場競爭優勢。以下是常見做法：
(1)短斤少兩，降低原材料的使用量。這種做法導致板材強度低、導熱系數變大，保溫隔熱性能受損。
(2)摻沙子增加板材重量。這種做法降低了石墨聚苯乙烯的綜合物理性能，導致強度低、粘結性差、導熱系數變大，嚴重影響工程質量和房屋使用壽命。
(3)在水中加入表面活性劑，向板材中大量滲水。這種做法導致板材內部的水難以揮發，從而引起保溫層鼓泡、脫落；同時，保溫隔熱效果大大降低。
(4)使用含結晶水的鹽做增重物質來提高密度。這種做法損害了保溫板的物理性能，導致保溫隔熱性能、壓縮強度、耐久性等嚴重受損，達不到石墨聚苯乙烯板材品質要求。
3.3板材生產廠家出廠不合格的石墨聚苯板
板材生產廠家出廠養護期過短的板材。熟化時間不夠的板材制品性能不穩定，上墻后產生較大的后收縮，進而引起面層開裂；養護期短的聚苯板含水率達不到要求，切板后板材彎曲，板面平整度差。
參考文獻：
[1]《被動式超低能耗綠色建筑技術導則（試行）（居住建筑）》住房建設城鄉部，2015年10月.
[2]DB13(J)/T177-2015住房和城鄉建設部備案號：J12951-2015河北省工程建設標準《被動式低能耗居住建筑節能設計標準》.
[3]DB/T29-227-2014備案號J12828-2014天津市工程建設標準《天津市泡沫塑料板薄抹灰外墻外保溫系統應用技術規程》.
[4]《阻燃聚合物納米復合材料》,〖美〗A.B.Morgan﹠C.A.Wikie，歐育湘李建軍葉南飚主譯.
[5]《可發性聚苯乙烯》候樹亭主編.
作者：天津格亞德科技新材料有限公司 郭平安
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當前，各地都在開展綠色建筑行動，積極推廣裝配式建筑，但有的地方搞“目標責任制”，追求預制化率，加大推廣力度，這就可能出現問題。甚至有人提出：裝配式建筑似乎已經取代了現澆混凝土，這肯定是片面的。建筑結構安全是關乎到人民群眾生命財產安全的事，不可馬虎。
裝配式建筑——模塊造夢，像塔積木一樣蓋房子，可以把梁、板、柱、墻等事先做好的構件想象成一塊塊樂高積木，在施工現場只需把他們拼合在一起。
▼ （預制梁、柱）
▼ （預制樓梯）
混凝土是一種在常溫條件下就能從液態向固態轉化并產生高強度的獨特材料。混凝土有預制和現澆兩種施工方式。
預制：是先在工廠里制作成混凝土構件，然后運送到施工現場進行裝配連接，形成裝配式混凝土結構；
現澆：是在施工現場將混凝土直接澆注入模成型，形成整體混凝土結構。
▼ （現澆樓梯）
一、裝配式建筑技術難點
裝配式剪力墻的技術難點之一就是套筒連接，由于目前裝配式剪力墻仍然沿用現澆剪力墻的設計方法，縱向分布鋼筋數量多，裝配過程中數量較多的縱筋套筒連接對中難度大，潛在安全隱患增大。
預制構件之間的連接通常采用現澆混凝土（或采用鋼筋套筒灌漿），也就是將伸出兩個構件的鋼筋，共同錨固在現澆混凝土中來實現的，現澆混凝土與預制混凝土構件只是粘接而已，因此，構件連接部位是裝配式混凝土結構的薄弱環節，處理不當就會形成安全隱患，還可能發生滲漏。
▼ 裝配式建筑現場施工難點
二、相比裝配式建筑，現澆混凝土有************的優點
混凝土從液態向固態的轉化是不可逆的，堅固的混凝土不能像鋼材那樣在高溫下可熔化成液態，預制混凝土構件也不能像鋼構件那樣可以通過焊接熔合成一體。就確保混凝土建筑結構的整體性和安全性而言，混凝土在施工現場澆筑成型才能真正發揮其獨特優勢，這是其他材料無可比擬的。而預制混凝土構件通過技術措施連接后形成的裝配式混凝土結構，無論在理論上還是實際上，其整體性和安全性都不如現澆混凝土結構。
現澆混凝土技術的不斷發展，適應了市場經濟新條件下高層建筑快速發展的需要，也拉動了商品混凝土、工具式模板、泵送設備和相關產業的發展。
三、現澆混凝土大模板建筑的優勢
******，結構整體性好，因而抗震性能好，能做成大開間、大空間，滿足市場對建筑多樣化的需要；
第二，設備簡單，一次投資少，技術容易掌握，便于普及推廣，技術經濟效果好；
第三，成套技術先進適用，施工速度快，工程質量好，是以機械化為核心的建筑工業化的新形式和新發展。
混凝土技術、工具式模板技術、機械化施工技術等正向著建筑工業化、現代化的方向發展，出現了以大模、滑模、隧道模等命名的現澆混凝土剪力墻高層建筑和采用定型模板現澆混凝土的框架-剪力墻高層建筑體系。高效減水劑和混凝土泵送設備的大量應用，現澆混凝土高層建筑結構整體性抗震安全性比裝配式建筑好、造價比裝配式大板建筑低的優勢。
預制裝配式建筑和現澆共同施行，促進了現澆混凝土技術的發展。
在建筑發展較長的時間內，還要采取預制和現澆相結合、干法作業和必要的濕法作業相結合、新材料和傳統材料相結合、工廠生產和現場預制相結合等一系列共同發展的方針，更能發揮現澆混凝土整體性好的優勢。
四、裝配式建筑整體性比現澆混凝土建筑較差
裝配式建筑造價高出20%左右；預制化率越高，裝配連接的要求越高，造價也越高，安全隱患可能增多。造價的增加是資源消耗增加的直接反映。
五、鋼結構具有裝配式建筑天然優勢
鋼結構強度高、自重輕，適合工廠化生產，在工程現場裝配焊接成型后能熔成一體，保持了結構的整體性，抗震性能好，能滿足多種建筑高度、多種建筑平面的需要，能與非承重輕質墻體材料配套使用，施工安裝工業化程度高，并符合環境保護和可持續發展原則。
六、預制混凝土夾芯保溫外墻板
預制混凝土夾芯保溫外墻板的面層開裂、板縫滲漏、保溫失效多有發生;有人提出質疑：上下外墻采用套筒灌漿連接，對構件生產和施工安裝的******、灌漿材料和工藝的可靠具有很高的要求，要保證上下外墻的連接質量和整體性。
表面上看，采用預制混凝土夾芯保溫承重外墻板似乎實現了結構與保溫一體化，解決了保溫與防火的矛盾;而實質上，******的問題是削弱了混凝土結構外墻的整體性，增加了外墻連接處的安全隱患和相關費用，在技術和經濟上都不盡合理，不應盲目推廣。
七、裝配式建筑的利弊
利：預制化率高，現場工作量減少
弊：增加了構件連接的工作量和可靠性要求，增加了建造成本
由于混凝土從液態向固態轉化是不可逆的，因此混凝土構件與構件之間不可能連接成一體，主要靠鋼筋的套筒灌漿連接和漿錨搭接，對材料、機具和專業操作人員的要求較高，萬一質量出問題，就是安全隱患。因此，盲目追求預制率或裝配化率，構件的連接處理就會增多，混凝土結構的整體性和安全性就會下降。
八、實現建筑現代化，需要現澆、預制相結合
首先：堅持模數協調原則，推進標準化設計，建立通用結構構件和功能性部品的標準體系；
其次：堅持技術創新，采用隔震減震、高強混凝土、高強鋼筋等新技術、新材料，研究開發先進適用的構件連接技術，保證商品混凝土和預制構件質量，提高混凝土建筑的結構安全與使用功能。
******：因地制宜、循序漸進，全面實現建筑的基礎、結構、裝修工程機械化施工和信息化管理。
九、裝配式技術規程的潛臺詞
地下室現澆，加強現澆，首層現澆，重要的都用現澆!
保證結構抗震性能的關鍵受力部位不適合采用預制。
扭轉、不規則也是現澆好
高烈度、大地震力、大傾覆力矩，都用現澆。
裝配式很難完全等同于現澆
綜上所述
因此，我們不能盲目推廣裝配式混凝土建筑。選擇預制還是現澆，或是預制和現澆相結合，都應該從實際出發，根據工程條件和市場需要來確定。建筑抗震要求高，對于量大面廣的高層混凝土結構建筑，還應堅持以現澆混凝土為主，確保混凝土結構的整體性和抗震安全性。
