中华人民共和国交通行业标准-交通用保温隔热挤塑聚苯乙烯泡沫塑料.ppt

中华人民共和国交通行业标准JT/T538-2004,交通用保温隔热挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)标准讲解,1任务来源,交通用保温隔热材料材行业标准是根据交通部教科发2002531文下达的2002年交通标准化补充计划的通知中第JT2002-154项的要求制定，由北京交通大学、交通部公路科学研究所负责起草。完成年限为2003年。,编制标准的目的和意义,、背景工程背景北方寒冷地区路基与桥涵出入口的基础、隧道的衬砌、建筑物的外墙需要进行保温处理。南方地区的公路基础铺设隔热隔离材料。通常采用的方法是填充颗粒状多孔保温材料，或铺设保温板材料。颗粒状多孔保温材料，外部水分容易渗入，降低保温效果，同时使水分从保温板下向上，或从下向上渗透，容易引起路面跑浆或不均匀沉降。,面对着全球能源的日益紧张，世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。近30年来，各国在建筑设计和施工、新型建筑材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能认证和管理等方面做了很多的工作，不但节省了大量的能源，取得了可观的经济效益，同时改善了环境，降低了对大气臭氧层的破坏。我国的建筑节能工作在90年代初才刚刚启动，因此，国外建筑节能和保温材料的发展，对我们这方面的工作很有借鉴作用。现将国外建筑节能与保温材料在建筑节能上的利用作一简单介绍：,发展情况,国外建筑节能标准的制定和取得的社会效益,70年代全球性的能源危机后，世界各国政府认为建筑能耗是一个重要的组成部分，必须对建筑设计制定节能标准，并提出法规予以执行。美国1975年颁布了ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程师协会)标准9075“新建筑物设计节能”。1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”，并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大全，每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。日本住宅金融公库，1979年颁布了住宅建筑保温隔热标准，规定了建筑部分热阻，并对所用的各种保温材料规定了最小的限度。国外一些发达国家早在70年代末就已经开始了建筑节能的工作，强制建筑业的新建建筑中执行节能标准，整个国家的建筑能耗大幅度下降。如:丹麦1985年比1972年采暖面积增加30，采暖能耗减少318万t标准煤，采暖能耗占全国总能耗由39下降为28；美国自从制定节能标准至今，仅佛罗里达州在电力和天然气能源上就节约了158亿美元，预计到2011年，在此基础上又会节约430亿美元。,国外保温材料与保温技术在建筑中的应用,保温材料在墙体及围护结构中的应用实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所替代，在空心砌块的墙体中，为了提高墙体的保温性能，隔断在砌块之间形成的空心通道的气流，还要向空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料。在建筑物的围护结构中，全部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。墙体的保温基本上有三种形式：内保温、外保温和夹心保温。居民建筑的墙体结构基本上是最外面一层为木质或塑料质的墙板，然后是一层硬质的泡沫塑料，里面就是墙的标准主体、木框结构等。另外一种典型墙体的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中，用高压缩空气把絮状的或块状的玻璃棉吹到空腔中，填充密实，同样能起到很好的保温作用。,保温材料在屋顶上的应用国外的民用建筑屋顶采用尖顶较多，在尖顶阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空气流通的通道，既能解决空气的流通，又可起到一定的保温隔热作用。天花板的上面，铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫，或在此空间直接吹入松散的保温棉，有的直接吊装由玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。保温材料在地面中的应用国外大部分建筑都有地下室和地下空间，居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中，这就为生活空间的保温创造了有力条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时，尤其是在冬季，仍会有相当多的热量，通过一楼的地板传出。因此，在建筑物的一楼地板下面，需要填充高密度的保温材料，同时，在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。,.国外保温材料工业世纪回眸,国外保温材料工业已经有很长的历史，建筑节能用保温材料占绝大多数。如：美国1987年以来建筑保温材料占所有保温材料的81左右，瑞典及芬兰等西欧国家80以上的岩棉制品用于建筑节能。而我国保温材料工业发展相对较晚，大多数用于工业窑炉、热力管道和设备、冷库及交通运输等领域，在生产技术和产品种类上也有很大的差距。,国外保温材料发展简史,矿物棉国际上矿物棉制品的发展已有160多年的历史。1840年，英国首先发现熔化的矿渣喷吹后可以形成纤维，并开始生产矿渣棉。1880年，通过对矿渣棉性质和用途的研究，德国和美国开始生产矿渣棉，尔后在其它国家相继使用和生产。1930年1950年，开始了矿物棉大规模的生产和应用。1980年至今，国际上矿物棉制品的产量处于比较平稳的阶段。玻璃棉国外玻璃棉产量约在200万t左右，主要生产国是美国、法国和日本。玻璃棉制品主要有玻璃棉毡、玻璃棉板、玻璃棉带、玻璃毯和玻璃棉保温管。玻璃棉制品主要用于建筑业，在建筑上的用量占玻璃棉产量的80以上，在日本甚至达到了90。,膨胀珍珠岩1940年美国开始大量生产和应用膨胀珍珠岩。首先从建筑业逐步推广到农业、工业过滤剂；冶金等其他行业。但其产品仍绝大部分应用在建筑业，其用量约占世界膨胀珍珠岩总产量的60以上。美国主要在高层建筑中作夹层墙板、屋面板、楼板，也用作耐火保温层。以珍珠岩混凝土作中间层、金属薄板作面层的经济夹层墙板在美国获得了广泛的应用。珍珠岩混凝土还广泛用于屋面隔热，如联合国大厦、美国国家银行大厦等建筑物的屋顶结构中都采用了这种隔热材料。德国在建筑业中，广泛采用膨胀珍珠岩作散铺隔热、隔音层，作隔热和耐火抹灰砂浆的集料，并用于调制快硬砌筑砂浆。此外，采用沥青珍珠岩板作屋面保温层，可以与泡沫玻璃相媲美。硅酸钙绝热制品上世纪40年代，硅酸钙绝热制品首先在美国问世，硅酸钙绝热制品在众多的保温材料中具有在中高温范围的应用中抗压强度高，导热系数小，施工方便，可反复使用等优点，所以硅酸钙行业发展迅速。1952年开始用湿法生产，其密度降为230Kgm3左右。到70年代初，日本生产耐温650的硅酸钙制品的厂家有：朝日石棉公司、日本石棉公司、大板包装公司、神岛化学工业公司等，其中3家还生产了耐温1000的产品。到80年代，日本三菱化工公司进一步用动态法工艺生产了密度为100Kgm3的无石棉微孔硅酸钙产品，并以专利卖给了美国的琼斯曼维尔(J.M)公司。,国外保温材料发展趋势,现有保温材料产品性能的提高、生产技术的改进和生产成本的降低。如：聚氨酯泡沫塑料向无氟里昂发泡及提高阻燃性方向发展；硅酸钙保温材料向超轻质全憎水方向发展；纤维素绝热制品向解决阻燃剂硼酸盐的渗透问题发展；珍珠岩制品向轻质、整体防水、改善脆性提高强度方向发展研制多功能复合保温材料，提高产品的保温效率和扩大产品的应用面。强调保温材料工业的环保性，发展“绿色”保温材料制品,中国绝热材料技术新世纪展望,改革开放以前，我国绝热保温材料的品种非常单一，基本上以天然矿物质加工制品为主，主要应用于工业管道、工业炉窑等热工设备的保温。建筑上除屋面做隔热层采用一些颗粒状轻质材料外，建筑物的保温在我国基本上是空白。“六五”和“九五”是我国国民经济高速增长的20年，带动绝热保温材料工业的发展。从产品结构、生产应用技术的角度回顾，我国绝热保温材料工业近20年的发展，以下三点具有“里程碑”式的意义。,岩棉为代表的纤维质绝热保温材料。我国50年代末就开发、生产玻璃棉、矿棉。但大规模应用，还是在80年代初北京引进岩棉生产技术后。聚苯乙烯发泡制品等有机质保温材料在建筑业、低温工业管道等保温工程中得到广泛应用。聚氨酯、聚苯乙烯发泡材料，首先在工业冷库、低温管道上被用作隔热保温用，80年代末自北京亚运村两个主场馆建筑屋顶采用聚氨酯彩钢复合板，有机质发泡保温材料在建筑围护结构中用量增长很快，特别是发泡聚苯乙烯在建筑绝热保温材料中所占比例很大。相应制定建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑料、隔热用聚苯乙烯泡沫塑料两个标准，规范和促进了有机质保温材料在建筑上的推广应用。国家建筑节能设计施工规范标准的实施，为绝热保温材料拓展了建筑业广阔的市场容量，促进了建筑用绝热保温材料制品生产、应用技术的开发。1986年8月1日试行的建设部部颁标准民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)拉开节能复合墙体的大幕，开发出多种类型的外墙体系保温墙板，多数为采用不同种类绝热保温材料的“内保温”技术墙板制品，在近10年极大地拉动了我国绝热保温工业的发展。“内保温”建筑体系存在“冷桥”、占用使用面积、不便二次装修等问题，以及民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)标准实施，对建筑围护结构的保温隔热性能提出了更高的要求。,我国绝热保温材料主要有三大应用领域,传统的工具管道等工业低温热工设备的保温，以及交通工具(车辆等运载工具)、家用电器(如冰箱)等设施的隔热保温建筑围护结构的隔热保温；工业高温炉窑的隔热保温。建筑围护结构与交通工具用绝热保温材料的年使用量会有所增长，开发、采用新产品、新工艺的技术进步步伐将会相当明显。,国内发展动态来看,产品生产、应用过程中“绿色”含量开发、应用“外保温”技术及其隔热保温制品产品本身的性能向多功能化方向发展纳米技术等高新技术应用,、选择XPS的原因铺设保温板材料材料既可起保温隔热作用，同时还可以起到防水作用，对路基或路面的保护作用非常突出。目前通常采用的保温板材料有聚苯乙烯泡沫塑料、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料及聚氨脂发泡保温材料等。挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的强度、低温耐久性、抗老化性最佳。国家2002年发布了绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）标准（GB/T10801.2-2002），主要对该材料的常规的分类、规格尺寸及物理机械性能等进行了规定。并且在建筑工程的内外不保温中使用广泛。,、制定标准的意义本标准在国家标准的基础上，针对交通工程的需要规定了产品的技术参数、试验方法、检验规则等做了明确具体的规定。尽量做到与工程实践的实际使用状态相符合，使其在交通工程应用有了一个可靠的保障。,编制标准概况简述,1、第一阶段2002年11月在北京召开第一次工作会议，两家负责起草单位外，欧艾斯科宁公司出度会议。根据交通工程的行业特殊性，在性能方面有明显的特殊要求，如抗压强度、导热系数、吸水率、耐久性等。会议决定，在原有的国家标准绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）（GB/T10801.2-2002）基础上制定，并详细拟定了调研、取样、验证、征求意见稿、送审和审议各阶段的工作计划，讨论并确定了标准中应考虑的物理性能指标、相对应的试验方法和试验条件。,2、第二阶段标准起草小组到南京欧艾斯科宁生产工厂进行现场调研，与厂家技术部门进行交流，并抽取了样品。并搜集了有关的国外标准，如ISO4898：1984泡沫塑料建筑绝热制品、DIN18164.1-1992泡沫塑料绝热材料等。另外，在此期间标准起草小组还走访了挤塑板应用的施工现场，并查阅了美国UL对部分挤塑聚苯板的抗冻与疲劳试验报告。2003年5月起草小组根据骓结果完成了交通用保温隔热挤塑聚苯乙烯泡沫塑料征求意见稿，发至各省交通厅与有关部门征求意见。,3、第三阶段2003年9月根据回复的征求意见，汇总形成了修改意见，并对标准初稿进行修改，并在北京举行了标准专家审查会议，根据与会专家的意见，再次对标准进行修改，形成报批稿上报。交通部于2004年8月17日发布本标准，并于2004年12月1日开始实施。,4产品概述,聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）以聚苯乙烯树脂为基材制得的泡沫塑料我国1965年开始生产模塑聚苯乙烯泡沫塑料，内部孔隙多为闭孔。,挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分，添加少量添加剂，通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料。欧文斯科宁1999年起在南京生产挤塑聚苯乙烯泡沫塑料。,XPS生产工艺概况挤塑苯板的制造工艺是将熔化的聚苯乙烯树脂和相应的增加剂在一个压力十分稳定的挤出机中均匀地由压模中挤出，经压辊压延并成型。工艺流程如下：原料挤塑成型干燥切割、创边包装入库,XPS的主要特点十分完整的闭孔式的组织结构，在极微小的小珠间基本没有空隙存在，并且具有无效的横截面和连续平滑的表面。具有：保温效果好压缩强度高稳定性好耐久性好防水性好等特点,XPS的主要应用地面建筑物复合墙体保温和防潮；建筑物地下墙体基础的保温和防水；屋面（金属结构屋面、新砖混结构建筑屋面、旧屋面）保温、防水及抗冲击；寒冷地区公路、机场跑道、停车场等起抗结冻、解冻循环往复对路面的破坏作用；低温储藏设施中，利用材料的抗水气性，起保温和防潮作用。,5制定标准的主要依据,技术标准GB10801.2绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料GB8624建筑材料燃烧性能分级方法GB8626建筑材料可燃性能分级方法,试验方法GB/T8810硬质泡沫塑料吸水率试验方法（eqvISO）GB/T10294绝热材料稳态热阻及有关的测定防护热板法（eqvISO）GB/T10295绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法（eqvISO）GB/T2411硬质泡沫塑料水蒸汽透过性能试验方法GB/T6342泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定（idtISO）GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境GBJ82混凝土慢速冻融循环试验方法,6技术标准及其解释,适用范围本产品的使用温度选择了-50-70C。考虑到在路基、隧道衬砌等部位采用，通常的工作温度在-50-70C，,术语和定义GB10801.22002确立的及下列术语和定义适用于适用于本标准。挤塑聚苯乙烯泡沫塑料Rigidextrudedpoiystyrenefoamboard是以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分，添加少量添加剂，通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料。,产品分类与产品命名、分类表面结构：带表皮代号：X不带表皮代号：W）边缘结构：四边平头型，代号：SS两长边搭接型，代号：SL两长边榫槽型，代号：TG两长边雨槽型，代号：RC,压缩强度：普通型，压缩强度为250kpa以下包括：150，200kpa承重型，压缩强度为250kpa以上包括：250，300，350，400，450，500kpa。,、产品标记标记顺序：产品名称一类别一边缘结构形式一长度度度厚度一标准代号。注：边缘结构形式若需四边搭接、四边榫槽或四边雨槽型有特殊说明。示例：类别为X250，边缘结构为两长边搭接、尺寸为1200mm600mm50mm的挤塑聚苯乙烯板标记表示为：XPSX250SL120060050JT/TXXXX-XXXX。,技术要求1、规格尺寸和允许偏差根据国内的生产现状和市场需求，本标准给出了常用的产品规格。尺寸允许偏差与BS3837.2-1990泡沫聚苯乙烯板第2部分挤塑板规范相同。2、外观产品表面应平整，无夹杂物，颜色均匀。不,有明显影响使用的可见缺陷，如起泡，裂口、变形等。3、物理力学性能标准中对材料的压缩强度、吸水率、透湿系数、热阻、导热系数、尺寸稳定性等物理力学性能作了相应的规定。4、燃烧性能按GB8624分级应达到B2。GB50016征求意见稿规定夹芯板的内填充材料的燃烧性能不低于B2级，为确保国家标准之间的协调性，本标准要求燃烧性能为B2级。,5、低温耐久性考虑到该材料在路基、隧道衬砌、涵洞出入口基础上铺设时，在有水的条件下产生冻融破坏，其保温隔热性能与物理机械性能均发生变化。因此规定了低温冻融循环25次后的物理机械性能指标。试验方法1、环境条件试验前应进行状态调节，除试验方法中有特殊规定外，试验环境和试样状态调节，按GB/T2918中23/50二级环境条件进行。,导热系数主热阻试验：将样品自生产之日起在环境条件下放置90d进行；其它物理机械性能试验：将样品自生产之日起在环境条件下放置45d后进行2、试验记录试件不带表皮试验时，该条件应记录在试验报告中。3、试件制备除特殊规定外，标准试件尺寸为（100.01.0）mm（100.01.0）mm原厚，可采用电热丝切,割试件。4、尺寸测量尺寸测量按GB/T6342进行。长度、宽度和厚度分别取五个点测量结果的平均值。5、外观质量外观质量在自然光条件下目测。6、压缩强度压缩强度试验按GB/T8813-1998进行；加荷速度为试件厚度的1/10（mm/min）；压缩强度取五个试件试验结果的平均值。,7、吸水率吸水率试验按GB/T8810-1998进行。水温为232，浸水时间为96h。试件尺寸为（150.01.0）mm（150.01.0）mm原厚。吸水率取三个试件试验结果的平均值。8、透湿系数透湿系数试验按GB/T2411进行。试验室（或恒温恒湿箱）的温度应为252，相对湿度为50%5%。透湿系数取五个试件试验结果的平均值。,9、绝热性能导热系数试验按GB/T10294进行，也可按GB/T10295进行。测定平均温度为102和252下的导热系数，试验温差为1520。仲裁时按GB/T10295进行。10、尺寸稳定性尺寸稳定性试验按GB/T8811进行；试验温度为702，48h后测量；尺寸稳定性取三个试件试验结果绝对值的平均值。11、燃烧性能,燃烧性能试验按GB/T8626进行，按GB8624确定分级。12、低温耐久性试件水中浸泡24h，浸水饱和后按GBJ82进行冻融试验，冻融次数为25次；冻融循环后，量测尺寸，并测定压缩强度与导热系数；取三个试件结果的平均值。检验规则1、出厂检验出厂检验的检验项目为：尺寸、外观、压缩,强度、绝热性能。尺寸和外观随机抽取六块样品进行检验，压缩强度取三块样品进行检验，绝热性能取两块样品进行检验。对于检验结果，两项指标不合格，则判该批产品不合格，如果只有一项指标（单块值）不合格，应加倍抽样复验。复验结果仍有一项（单块值）不合格，则判该批产品不合格。2、型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验：,新产品定型鉴定；正式生产后，原材料、工艺有较大的改变，可能影响产品性能时；正常生产时，每年至少进行一次；出厂检验结果与上次形式检验有较大差异时；产品停产六个月以上，恢复生产时。型式检验应在工厂仓库的合格品中随机抽取样品，每项性能测试一块样品。,标志、标签、包装、运输、贮存1、标志文字及图案应醒目清晰，易于识别，具有一定的耐久性。其内容包括：产品名称、产品标记、商标；生产企业名称、详细地址；产品的种类、规格及主要性能指标；生产日期；包装单元中产品数量。2、标志文字及图案应注明指导安全使用的警语或图示。,3、产品需用收缩膜或塑料捆扎带等包装，或由供需协商。包装需适应运输的要求。4、产品应按类别、规格分别堆放，避免受重压，库房应保持干燥通风。5、运输和贮存中应远离火源、热源和化学溶剂，避免日光曝晒，风吹雨淋，并应避免长期受重压和其它机械损伤。,7与国际、国外同类标准水平对比,ISO4898-1984泡沫塑料建筑绝热用硬质泡沫塑料ISO4898适用于聚氨酯和聚苯乙烯包括模塑板和挤塑板。带有不透水气，无孔贴面的产品没有时效要求，没有以上贴面的产品，从生产之日起，在环,境条件下，至少应放置28d。进行导热系数试验的试件应将所有表面暴露到环境条件下。进行尺寸测量和物理性能试验前，试样应在232下，相对湿度50%5%下调节48h该48h可计为28d周期的最后两天。1、尺寸公差该标准规定的尺寸公差如表1所示。,表1ISO4898聚苯乙烯尺寸公差mm,2、物理性能指标该标准规定的物理性能指标如表2所示：,表2ISO4898聚苯乙烯物理性能指标,续表,BS3837.2：1990泡沫聚苯乙烯板第2部分挤逆板规范英国标准BS3837将泡沫聚苯乙烯板分为模塑板和挤塑板两部分。1、尺寸偏差BS3837.2：1990挤塑板规范中的尺寸偏差如表3如示。,表8BS3837.2-1990挤塑板规范中的尺寸偏差,2、物理性能挤塑板物理性能要求如表4所示。表9BS3837.2-1990挤塑板规范中的物理性能要求,续表,ASTMC578硬质泡沫聚苯乙烯绝热制品该标准适用于模塑板和挤塑板。掺入除空气或戊烷以外发泡剂的产品应在状态调节和热阴测试前在601下放置90d，或在环境条件下放置6个月。模塑板和挤塑板的物理性能要求如表5所示。,表5ASTMC578模塑板和挤塑板的物理性能,续表,欧洲标准草案EN13164（2000年2月9日）建筑绝热制品预制挤塑苯乙烯泡沫塑料（XPS）欧洲标准化技术委员会CEN/TC88“绝热材料及制品”将EPS和XPS分为两个单独的标准，目前两项标准均在制定当中。,1、尺寸偏差表6长度、宽度、垂直度和平整度偏差,表7各级厚度偏差mm,2、尺寸稳定性尺寸稳定性试验应在232、相对温度（905）%下进行48h。长，宽和厚度变化不超过2%。3、压缩应力和压缩强度表8压应力和压缩强度,续表,4、尺寸稳定性（702）下，48h，尺寸稳定性不超过5%；（702）、相对湿度（905）%尺寸稳定性不超过5%；,表9给定载荷和温度下的应变,5、与表面垂直的拉伸强度表10与表面垂直的拉伸强度,6、吸水率表16吸水率,7、透湿系数和湿阻因子湿阻因子不低于以下值：50、80、100、150、200、250、300。,