目前，市场上外墙保温用A级防火材料大致分为岩棉保温板、水泥发泡保温板、匀质改性防火保温板、热固复合树脂泡沫保温板4大类。

1类：GB/T 25975—2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》中规定外墙用岩棉保温制品的燃烧性能A级，干密度150～200 kg/m3，导热系数≤0.040 W/（m·K），压缩强度≥40 kPa，抗拉强度≥15 kPa。虽然岩棉具有良好的保温、隔热、隔声、吸声性能，具有密度小、导热系数低、不燃烧的优点。但是岩棉在被水浸泡后马上软塌，尺寸变形较大，直接导致保温性能的降低。

第2类：JC/T 2200—2013《水泥基泡沫保温板》中规定水泥发泡保温板I型燃烧性能A级、干密度≤180 kg/m3、导热系数≤0.055 W/（m·K）、抗压强度≥0.3 MPa、抗拉强度≥80 kPa。该材料是以无机材料为主体，因而防火性能好。但在密度较低时，存在强度偏低、损耗率大、吸水率大、抗碳化性差、软化性能差、抗冻融能力差的一些列缺点。

第3类：DBHJ/T015—2014《匀质改性防火保温板建筑外保温系统应用技术导则》中规定匀质改性防火保温板燃烧性能A级、干密度≤180 kg/m3、导热系数≤0.056 W/（m·K）、抗压强度≥0.3 MPa、抗拉强度≥0.13 MPa。匀质改性板是以硅、钙质矿物原料及粘结改性剂为无机胶结材料，添加复合膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒（又称膨胀聚苯颗粒），辅以适量发泡、憎水等添加剂（不含氧化镁、氯化镁），经加水混合搅拌、模具或设备压制成型、养护、加工制成。该材料所采用的的硅、钙质矿物原料主要为水泥、硅灰、掺合料等，在密度较低时存在脱模时间长、早期强度低、包裹性差、阻燃性能差、尺寸变形大的问题，造成了匀质改性板行业在实际生产过程中普遍存在生产效率偏低、防火性能较差、板材容易产生翘曲变形等问题。

第4类：JG/T 536—2017《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》G型中规定热固复合树脂泡沫保温板燃烧性能A级、干密度140～200kg/m3、导热系数分≤0.050W/（m·K）、≤0.060W/（m·K）2个级别；抗压强度分≥0.15 MPa、≥0.20 MPa 2个级别；抗拉强度分≥0.10 MPa、≥0.12 MPa 2个级别。热固复合聚苯乙烯泡沫保温板是采用聚苯乙烯颗粒或板材为保温基体，以热固性树脂、无机胶凝材料、添加剂及填料等1种或多种原料为处理剂，通过颗粒包覆、粒料混合或基板渗透等复合工艺制成，在受火状态下具有一定的形状保持能力且不产生熔融物滴落特点的保温板，简称聚苯板。相比于匀质改性防火保温板，aeps聚合聚苯板的保温效果更好、质量更轻、分级更具体，适合于不同地区、不同场所、不同环境保温节能的需要。

本体系采用的aeps聚合聚苯板配比设计分别以P·O42.5级、P·O52.5级水泥、72.5级超细硅酸盐水泥，以聚苯乙烯颗料为保温基体，内掺23促强减缩剂，采用浇筑工艺或压制工艺进行研究，通过对比热固复合树脂泡沫保温板的脱模时间、早期强度、后期强度、并结合市场实际应用的性价比，得出采用P·O52.5水泥为基材、内掺23促强减缩剂、采用浇筑工艺可制得脱模时间≤2 h、干密度≤180 kg/m3、导热系数≤0.053W/（m·K）、抗压强度≥0.6MPa、抗拉强度≥0.14MPa、燃烧性能A级；采用压制工艺制作的热固复合树脂保温板脱模时间≤4 h、干密度≤150 kg/m3、导热系数≤0.042 W/（m·K）、抗压强度≥0.3 MPa、抗拉强度≥0.12 MPa、燃烧性能A级。分别符合JG/T 536—2017中G型060级、050级的要求。

1 试验

1.1 原材料

水泥：唐山冀东水泥厂生产的P·O42.5级、P·O52.5级水泥，其性能符合GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求；山东润成粉体有限公司生产的超细普通硅酸盐水泥，其比表面积≥750 m2/kg，强度等级为72.5。

促强减缩剂：唐山北极熊建材有限公司生产。以硫铝酸钙为主要成分，复合促强、减缩、矿物活化功能组分，掺加到硅酸盐水泥基材料中，能够提高早期和后期强度、减少体积收缩的粉状材料。

1.2 设计配合比

按照JG/T 536—2017中G型050级、060级的规定，分别设计050级压制工艺配合比和060级浇筑工艺配合比。

1.2.1 050级配比设计及压制工艺

分别采用P·O42.5、P·O52.5级水泥、72.5级超细普硅水泥为基材，掺入23促强减缩剂，加入硅灰和E-1#外加剂按设计水灰比进行一次搅拌，经测试浆料的密度为1540 kg/m3；然后加入一定体积的EPS聚苯颗粒轻质骨料，进行二次搅拌均匀后，按照体积压缩比例30用液压机压制，压制后的板材湿密度≤170 kg/m3，烘干密度≤150 kg/m3。之后，对采用不同水泥基制作的050级热固复合树脂保温板的脱模时间、早期强度、后期强度进行对比试验。并进一步对内掺23促强减缩剂对不同水泥基制作的聚苯板脱模时间、早期强度、后期强度的影响进行了实验研究。

1.2.2 060级配比设计及浇筑工艺

分别采用P·O42.5、P·O52.5级水泥、72.5级超细普硅水泥为基材，掺入23促强减缩剂、E-2#外加剂，按设计水灰比进行一次搅拌；然后采用物理发泡工艺，制成密度为800 kg/m3的物理发泡浆体，再加入一定体积的EPS聚苯颗粒轻质骨料，进行二次搅拌均匀后，采用浇筑成型工艺制作热固复合树脂保温板材，板材湿密度≤200 kg/m3，烘干密度≤180 kg/m3。之后，对采用不同水泥基制作的060级aeps聚合聚苯板的脱模时间、早期强度、后期强度进行了对比试验，并进一步就内掺23促强减缩剂对不同水泥基材制作的060级热固复合树脂保温板的脱模时间、早期强度、后期强度的影响进行了试验研究，配合比详见表4。

2 试验结果与分析

2.1 脱模时间

通过观察聚苯板成型后，是否可拆模且拆模后不会产生破损，确定脱模原则及时间。经过反复比对，发现当聚合聚苯板的抗压强度达到0.1 MPa时，可以达到脱模要求。根据该原则，测试aeps聚合聚苯板的脱模时间。

2.1.1 050级压制成型热固复合聚苯

由图 1可见，在 A1（P·O42.5水泥）、A2（P·O52.5水泥）、A3（72.5超细普通硅酸盐水泥）3种不同水泥为基材的热固复合树脂压制工艺中，采用P·O42.5水泥的脱模时间为50 h，采用P·O52.5水泥与72.5超细普通硅酸盐水泥制备的保温板的脱模时间都为40 h，这是因为P·O52.5水泥与72.5超细普通硅酸盐水泥中熟料成分较高、混合材掺入量少、早期水化速度较快，所以相比于P·O42.5水泥的脱模时间有所缩短。当掺入促强减缩剂后，A4（P·O42.5水泥）、A5（P·O52.5水泥）、A6（72.5超细普通硅酸盐水泥）3种不同水泥为基材的热固复合树脂压制工艺的脱模时间分别为8 h、4 h和4 h，脱模时间相比于不加促强减缩剂的都大大缩短，说明促强减缩剂的掺入显著提高了基材的硬化速度；同时，P·O52.5水泥与72.5超细普通硅酸盐水泥为基材的脱模时间相比P·O42.5水泥为基材提前4 h，符合水泥水化的正常规律。

2.1.2 060级浇筑成型aeps聚合聚苯板

由图 2可见，在 B1（P·O42.5水泥）、B2（P·O52.5水泥）、B3（72.5超细普通硅酸盐水泥）3种不同水泥为基材的浇筑型热固复合树脂保温板的脱模时间分别为24 h、20 h和18 h；在B4（P·O42.5 水泥）、B5（P·O52.5水泥）、B6（72.5 超细普通硅酸盐水泥）3种保温板的脱模时间分别为4 h、2 h和2 h。掺入促强减缩剂后，浇筑型热固复合树脂保温板的脱模时间也大大缩短，促强减缩剂对3种水泥制备的保温板凝结时间的作用规律基本一致；掺入促强减缩剂后，P·O52.5与72.5超细普通硅酸盐水泥制备的保温板脱模时间一致。

2.2 各龄期强度

2.2.1 050级压制成型aeps聚合聚苯板

由图 3 可见，对于早期强度（2、4、6、8 h），未掺入促强减缩剂的 A1（P·O42.5 水泥）、A2（P·O52.5 水泥）、A3（72.5 超细普通硅酸盐水泥）3组配比在8 h以内基本没有强度；掺入促强减缩剂的 A4（P·O42.5 水泥）、A5（P·O52.5 水泥）、A6（72.5超细普通硅酸盐水泥）3组配比中，A4组8 h出现强度，抗压强度为0.1 MPa；A5组的4 h、6 h和8 h的抗压强度分别为0.10、0.11 和 0.12 MPa；A6组的 4 h、6 h和 8 h的抗压强度分别为0.10、0.12和0.13 MPa。促强减缩剂的掺入提高了热固复合树脂压制型保温板的小时强度，实现P·O42.5、P·O52.5、超细72.5普硅水泥制备的保温板在8 h内超过0.10 MPa；其中，P·O52.5、72.5级超细普硅水泥制备的保温板抗压强度在4 h达到0.10 MPa。

在后期各龄期（1 d、3 d、7 d、28 d）测试中，未掺入促强减缩剂的3组配比A1、A2和A3在1 d基本没有抗压强度，抗压强度从3 d开始测试；而掺入促强减缩剂的3组配比A4、A5和A6的抗压强度发展很快。从强度的发展规律观察，未掺入促强减缩剂的3组配比中，A2、A3组各龄期抗压强度明显优于A1组，A3组在3 d、7 d高于A2组，但28 d时A2组的抗压强度超过A3组。

掺入促强减缩剂的3组试件中，A5组与A6组的各龄期的抗压强度明显优于A4组，除了1 d抗压强度A6组高于A5组，其它各龄期强度A5组均高于A6组。上述说明，无论是否掺入促强减缩剂，以P·O52.5水泥、72.5超细普通硅酸盐水泥为基材的保温板抗压强度均高于以P·O42.5水泥为基材的保温板抗压强度；72.5超细普通硅酸盐水泥的1～7 d抗压强度较高，但28 d时，P·O52.5水泥为基材的保温板抗压强度高。再将促强减缩剂掺入前后的保温板抗压强度进行对比，发现掺入促强减缩剂后的保温板各龄期抗压强度均高于未掺入促强减缩剂的保温板，说明促强减缩剂在本体系中起到显著提高保温板各龄期抗压强度的作用。

2.2.2 060级浇筑成型aeps聚合聚苯板

由图 4 可见，对于早期强度（2、4、6、8 h），采用未掺入促强减缩剂的3种不同水泥基材的热固复合树脂保温板B1（P·O42.5水泥）、B2（P·O52.5水泥）和 B3（72.5超细普通硅酸水泥）在8 h内基本没有抗压强度；掺入促强减缩剂的3组配比 B4、B5（P·O52.5水泥）和 B6（72.5超细普通硅酸水泥）的2～8 h抗压强度由高到低的次序为72.5超细普通硅酸水泥＞P·O52.5水泥＞P·O42.5水泥。说明促强减缩剂的掺入显著提高了2～8 h的早期强度，且促强减缩剂对3种水泥制备的保温板早期强度的作用规律一致。

在后期各龄期（1、3、7、28 d）测试中，无论各配比中是否加入促强减缩剂，均有如下规律：在1 d和3 d龄期时，采用不同水泥基材抗压强度由高到低的次序为：72.5超细普通硅酸水泥＞P·O52.5水泥＞P·O42.5水泥；7 d和 28 d龄期时，不同水泥基材抗压强度由高到低的次序为：P·O52.5水泥＞72.5超细普通硅酸水泥＞P·O42.5水泥。B2、B3两组配比的1 d抗压强度分别与B5、B6组持平，但B1组的1 d的抗压强度明显低于B2组。说明本体系中，采用P·O42.5水泥制备的保温板早期强度在不掺入促强减缩剂时发展较为缓慢。在3、7、28 d龄期时，对比有无促强减缩剂的配方，强度没有明显差距，说明本体系中促强减缩剂加入对后期强度没有负面影响。

2.3 机理分析

通常情况下，普通硅酸盐水泥相同掺量时，其强度等级越高，熟料比例越大，比表面积越大，则其水化速率越快，早期强度发展越快，后期强度越高。在早期，采用72.5超细普通硅酸盐水泥保温板抗压强度高于P·O52.5及P·O42.5水泥保温板；但在后期，P·O52.5水泥保温板抗压强度高于72.5超细普通硅酸盐及P·O42.5水泥保温板，这说明P·O52.5水泥虽然比表面积、强度等级均低于72.5超细普通硅酸盐水泥，但在本体系中有着良好的配伍性、适应性，所以在7 d、28 d龄期时其抗压强度表现更佳。

促强减缩剂中 Al2O3、CaO 和 SO3以 3CaO·3Al2O3·CaSO4（简写为）的形式存在，当促强减缩剂与普通硅酸盐水泥复配后很快发生如下反应：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铝酸钙，即（钙矾石）和铝胶，大大提高了早期强度；经过特殊处理的促强减缩剂中的硫酸盐及其他外加剂组分，对硅酸盐水泥矿物的水化作用增强，随着反应的不断深入，钙矾石与铝胶形成的数量增多，反应速度加快，对硅酸盐水泥矿物的水化作用增强。

所以复配后的体系凝结速度加快、脱模时间缩短、早期强度明显提高。同时，早期生成钙矾石的强度骨架被胶体填充，从而使水泥石的结构致密，孔隙率降低，强度提高。当C4A3pagenumber_ebook=85,pagenumber_book=81完全水化后，水泥的水化进程基本上与硅酸盐水泥相一致。所以，促强减缩剂在本体系中不同类型的普通硅酸盐水泥为基材条件下，起到了加快凝结硬化、缩短脱模时间、提高早期和后期强度的作用。

通过性能及性价比分析，以P·O52.5水泥内掺23促强减缩剂为基材，采用压制工艺或浇筑工艺制作的aeps聚合聚苯板的综合性能好。按照JG/T 536—2017中G型050级、060级的标准分别对上述保温板材进行检测，各项性能均符合标准要求。

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