濟南奧體中心大火

　　2007年7月27日，濟南奧體中心籃球館發生大火,  起因:電焊操作引燃保溫材料所致

　　北京2009年3月16日電截至16日12時11分，中央美術學院火災完全撲滅，現場清理完畢，火災造成一人受傷，幸無人員死亡。這是北京市消防局16日下午通報的情況。

　　據北京市消防局通報，16日10時10分，119指揮中心接到火災報警，中央美院南區宿舍發生火災。119指揮中心迅速調集朝陽消防支隊望京中隊、奧林匹克公園中隊、酒仙橋中隊、亞運村中隊等5個中隊，24部消防車，140余名官兵趕赴火災現場。

　　火災發生后，中央美院安保人員及時組織人員疏散，并積極展開初期火災撲救。10時20分，望京中隊率先到場，在組織人員疏散的同時，積極搜尋被困人員，成功救出一名受傷的年輕男子。著火建筑是彩鋼板搭建的二層簡易板房，為學校部分學生、后勤員工、保安人員的宿舍。彩鋼板內保溫材料燃燒速度快，煙霧大，加之宿舍內易燃物較多，給火災撲救帶來一定難度。

　　12時11分，火災現場徹底清理完畢，余火全部被撲滅。火災過火面積約1000平方米，一名受傷者被及時送往醫院進行救治。

　　北京消防部門提示，彩鋼板內保溫材料燃燒速度快，產生的煙霧毒性大，不適合作為學生宿舍的建筑材料。

　　中國科技館火災

　　2009年4月6日下午2點，中國科技館新館施工工地起火，調集5個消防中隊、26部車、210名官兵到場撲救。300平方米。消防部門經初步調查，起火物為內墻擠塑板保溫層。

　　中國科技館火災火點是保溫層擠塑板

　　中國科技館新館是國家重點工程，位于奧運村北辰東路和大屯北路十字路口，計劃于今年9月開館。6日下午2點50分，科技館東南角外墻底部鋁合金板已被燒毀，一層玻璃嚴重損壞，館頂仍不斷冒著滾滾黑煙。現場的消防員分成兩路滅火。起火處為新館主體結構東南角內保溫層的擠塑板，由于風勢等原因，火勢蔓延較快，45米高的新館直至樓頂都有過火。

　　近來，火災事件頻頻發生，且都是一些標準性建筑。業內人士曾多次分析國內防火建材市場發展，也預測火災原因多是由于保溫板引起。讓我們想到，國內的防火建材市場規范已是迫在眉睫之事，希望能引起廠商與建筑商及相關部門的高度重視，減少災難的再次發生。

　　南京中環大樓火災

　　2009年4月19日10時南京中環大樓火災, 燃燒物為井壁的保溫層

　　北京大學體育館（奧運乒乓球館）

　　2007年7月2日體育館火災原因:外表的保溫材料起火

　　反  思

　　大量的保溫工程火災事故，絕非偶然!!! (網上只要搜索保溫 火災,就可以搜索到413,000 項符合保溫 火災的查詢結果)

　　暴露出有機保溫材料的重大安全隱患。

　　業界人士逐漸將目光轉向不燃、環保、耐久的無機保溫材料。

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　　公安部關于征求對“建筑外保溫材料防火措施（草案）”修改意見的函

　　各有關單位：

　　為認真吸取建筑外保溫材料類火災教訓，從源頭上防止此類火災的發生，公安部消防局會同住房和城鄉建設部標準定額司于近期召開了建筑外保溫材料防火技術研討會。根據調研及研討會精神，形成了建筑外保溫材料防火措施（草案），擬在有關通知中提出要求。現請你單位研究提出修改意見，并將書面修改意見于6月10日前，通過互聯網，發送至公安部消防局標準規范處。

公安部消防局               

二00九年六月四日          

　　建筑外保溫材料防火措施（草案）

　　一、外墻保溫材料燃燒性能要求

　　1、建筑體積大于10萬立方米或建筑高度大于32米的公共建筑和建筑高度大于100米的居住建筑應采用無機材料制作的保溫材料；

　　2、除建筑體積大于10萬立方米或建筑高度大于32米的公共建筑和建筑高度大于100米的居住建筑外，其他建筑可采用可燃材料做外墻保溫，但應采取相應的防火構造；

　　3、建筑外裝修材料應采用不燃材料。

　　無機保溫材料

　　例如：加氣砼、發泡水泥/泡沫砼、  巖棉、珍珠巖、玻化微珠等

　　優點：環保、經濟、利廢、不燃、耐久；

　　缺點：自重大、脆性大、易開裂、吸水率高、保溫效果差，不能很好地滿足建筑保溫隔熱的需要。

　　研究項目簡介

　　鑒于這種狀況，2007年起, 建筑材料工業技術監督研究中心就開始著手進行“環保、不燃、耐久的聚合物水泥泡沫保溫材料”的研究,該課題得到國家科技部資助,項目編號：NCSTE-2007-JKZX-284 ,課題的起止時間為2007年～2010年,分三個階段:泡沫保溫材料實驗室階段研究、中試生產及產品標準的制定、施工技術研究。

　　一. 水泥基泡沫材料的分類

　　水泥基材料包含水泥凈漿、砂漿和砼等，這些材料都以水泥為膠凝材料。

　　以水泥基材料為基礎，通過各種方式引入氣泡，所形成的材料統稱為水泥基泡沫材料，分為：

　　1. 將泡沫劑水溶液通過物理方式預先制備出泡沫，再與攪拌好的水泥基材料漿體混合均勻攪拌成料漿，此為發泡水泥、泡沫砂漿或泡沫砼；

　　2. 將引氣劑與水、水泥、砂、石一同混合攪拌制成的砼為引氣砼,采用這種方式通常氣泡含量不高，砼含氣量一般在10%以內；

　　3. 采用機械充氣的方法制成的砼稱為充氣砼；

　　4.將發泡劑與水泥基材料一起混合攪拌均勻制成料漿，在靜停過程中通過化學反應產生氣泡，料漿逐漸膨脹，所形成的材料為加氣砼，又分為蒸壓加氣砼和免蒸壓加氣砼。這種方法稱為化學發泡；

　　5. 同時采用物理制泡方式和化學發泡方式(4)制備的材料稱之為復合發泡材料。

　　6. 通過聚合物對（采用以上五種制泡方式中的任意一種）水泥基泡沫材料改性制備的有機-無機復合泡沫材料統稱為聚合物水泥泡沫材料。

　　二. 研究方案和技術路線

　　以特種水泥為基材，通過物理化學方式引入大量微小、均勻、穩定的氣泡，通過成膜聚合物提高氣泡的封閉性和保溫效果，并結合納米增效技術、粉體表面改性技術、疏水化處理技術等措施，經特定工藝制成一種新型多功能保溫隔熱材料，建筑節能率可達65%以上。它僅在水泥中引入少量的成膜聚合物，而且均勻地分散在水泥中，產品不燃燒（A級），輕質、保溫、經濟、環保、利廢、無毒、耐久、與建筑物同壽命,可應用于屋面、墻體和地面保溫。

　　三. 關鍵組分材料與設備的研制

　　1.聚合物水泥泡沫材料關鍵組分的研究：

　　①HJ-1高性能泡沫劑的研制

　　②SP-Ⅱ新型發泡機的設計開發

　　③專用高效減水劑的研制

　　④改性聚合物的優選

　　3.1 HJ-1高性能泡沫劑的研制

　　制備的泡沫

　　氣泡形態

　　沉降距、泌水量測定裝置

　　國內外泡沫劑技術性能對比

　　國內外泡沫劑穩定性對比

制泡后2小時

　　國內外泡沫劑穩定性對比

制泡后24小時

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　　3.2 SP-Ⅱ新型發泡機的設計開發

圖3.3  新型發泡機工作原理圖

圖3.4  SP-Ⅱ新型發泡機樣機

　　3.2 SP-Ⅱ新型發泡機的設計開發

　　針對HJ-1高性能泡沫劑有別于常規制泡工藝參數的特點，我們自主設計開發了配套使用的SP-Ⅱ新型發泡機，其可實現雙向送液、雙泡管發泡、無氣阻。可根據需要寬幅調整泡沫密度，目標定量重復性好，泡沫細膩、泡徑均勻，解決送液氣阻問題，在常規條件下均能順利發泡，整機安全可靠，便于調整、維護、檢修。

　　3.3 專用高效減水劑的研制

　　本研究所用的專用減水劑為自主研制，其最大特點是與泡沫相容性好，對氣泡穩定性無不利影響，增強效果顯著，而且摻量低、減水率高、流動度保持率高、低收縮、堿含量低、環境友好。

　　在泡沫材料專用高性能減水劑方面，先后突破了第一代脂類、第二代醚類以及第三代功能類聚羧酸鹽減水劑的合成、與泡沫配伍等技術難關，凈漿減水率≥60%，低摻量、高減水、高增強、低堿、低收縮、環境友好

　　專用高性能減水劑的試驗結果

系列專用外加劑的研制

　　3.4 聚合物

　　聚合物是本項目研究的關鍵材料之一。本項目優選出一種特殊組成的成膜聚合物，其能附著在水泥凝膠體或顆粒表面形成完整、連續、密實的膜結構，從而提高了泡壁的封閉性，因而大大提高了泡沫材料的保溫效果；同時它還能提高材料的韌性、抗裂性、粘接力和防水、密封性能，降低吸水率，因而材料在潮濕環境下的保溫隔熱性能大大提高。

SEM照片

未加成膜物

加入成膜物

　　解決的關鍵技術

　　(1)引入成膜聚合物，使其附著在泡壁表面形成完整、連續、密實的膜結構，提高了泡壁的封閉性，因而大大提高了泡沫材料的保溫效果、并降低吸水性、脆性、開裂。

　　(2)應用納米改性技術，促使泡壁材料微觀結構的有序化排列，提高泡壁的連續性和均勻性，從而提高保溫效果。

泡沫材料單個泡壁形態

改性前的泡壁

改性后的泡壁

　　3.5 其它關鍵組分的研制

　　3.5.1 憎水劑的優選

　　水泥基泡沫材料存在的最大問題之一就是吸水率高。保溫材料一旦吸水，其導熱系數將大幅度提高，保溫效果大大降低。降低吸水率的方法很多，采用內摻或外涂憎水劑是簡便易行的方法。通過大量的正交試驗，我們優選出特定組成的憎水劑，其具有優異的憎水性和持久的防水性，對多孔保溫材料最為適合。

　　通過粉體改性和外加劑技術等措施,促凝、早強、高強化

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　　聚合物水泥泡沫材料集成技術研究

　　在研制出聚合物水泥泡沫材料關鍵組分材料—聚合物、泡沫劑及多種專用外加劑的的基礎上，采用自主設計開發的新型發泡機，對泡沫劑配比、濃度、溫度等影響因素以及制泡工藝參數進行了系統研究，得到一整套制備高性能泡沫的工藝技術。采用正交試驗方法，對影響凈漿性能的各種因素進行系統研究，確定了各種組成材料的最佳匹配與用量。通過對影響聚合物水泥泡沫材料性能的各種因素進行深入研究，掌握了制備高性能聚合物水泥泡沫材料的影響規律。通過材料配方與制備工藝技術優化與集成，獲得了高性能的聚合物水泥泡沫材料，實現了水泥基泡沫材料整體關鍵技術的重大突破。

　　通過系統集成技術工藝，獲得了高性能聚合物水泥泡沫材料，可使建筑節能率達65%以上。本材料不僅節能，而且利廢，可利用工業廢渣30%左右，有利于環境保護，促進循環經濟發展。

　　超輕質水泥基泡沫材料

　　本品容重150kg/m³　　加氣砼≥ 350kg/m³

　　普通泡沫砼與本品對比

普通泡沫砼吸水率大                 本品憎水效果圖                    本品截面放大圖

　　力學性能測試儀器設備

　　導熱系數測定

　　導熱系數測定

　　檢驗報告

　　查新報告

　　專利受理通知書

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　　技術先進性的比較

　　材料研究小結

　　本項目開發出的泡沫保溫材料具有低密度、低導熱系數、低吸水率、高防火性和高耐久等優越性能。其主要技術指標為：干表觀密度 ≤190kg/m3、導熱系數 ≤0.049W/（m·K）、抗壓強度≥220kPa ，環保、耐久、不燃（A級）。經過國家房建材料質量監督檢驗測試中心檢驗，材料全面達到預期指標，技術性能優于膠粉聚苯顆粒保溫漿料等，特別需要強調的是本品不燃燒（A級），耐久性好。可應用于屋面、墻體和地面（地暖）保溫。

　　本項目的研制成功為建筑行業增添了新型高性能保溫材料品種，填補了國內外空白。我中心對該項技術擁有完全的知識產權，所提出的發明專利申請“高性能聚合物水泥泡沫材料的制備方法”國家知識產權局予以受理，專利申請號：200810177390.4。

　　二.2   施工技術研究

　　水泥基泡沫保溫材料施工技術研究

　　(1)在屋面保溫系統中的施工技術研究

　　(2)在墻體保溫系統中的施工技術研究

　　①免拆模板現澆墻體保溫系統一體化成型

　　②預制板材干掛或粘貼保溫系統

　　③夾芯墻體和填芯墻體自保溫系統

　　(3)在地面（地暖）保溫中的施工技術研究

　　二.3.1 屋面保溫系統構造圖

　　二.3.2  現澆墻體保溫系統構造圖

　　也可內澆外掛施工

　　二.3.3  現澆自保溫墻體

　　容重568kg/m³,　強度5.15MPa,　導熱系數0.112W/(m·K)

　　二.3.4  粘貼保溫板墻體保溫系統

粘貼保溫板墻體保溫系統構造圖

　　二.3.5  干掛復合板材墻體保溫系統

　　二.3.6  填芯砌塊墻體自保溫系統

　　二.3.7  夾芯墻體自保溫系統構造圖

　　二.3.8  地面保溫系統（地暖）

　　三.  可行性分析

　　● 市場容量

　　● 市場需求狀況

　　● 經濟效益

　　● 社會效益

　　● 前景預測

　　● 發展前景

　　三.1 市場容量

　　我國建筑保溫市場巨大。“十一五”期間，全國城鎮建筑節能率將達到50%，其中，各特大城市和部分大城市節能率將達到65%。根據建設部副部長仇保興介紹，當前中國有400多億平方米既有建筑，估計至少有三分之一，約130多億平方米需要進行保溫節能改造，按改造費為200元/m2元計，僅既有建筑的節能改造費用就高達26000億！此外，每年城鄉新建建筑竣工面積約20億平方米，造價按100～150元/m2計算，每年新建筑節能造價約有2000～3000億元；預計到2020年底，全國房屋建筑面積將新增近300億平方米，新建筑節能造價約有30000～45000億元，也就是說，既有建筑的節能改造和新建建筑保溫節能合計有超過50000億元人民幣的大市場！

　　三.2 市場需求狀況

　　目前國內外市場常用保溫材料聚苯泡沫（EPS、XPS）、聚氨酯硬泡體（PU）等，雖然具有輕質、保溫性好的優點，但其缺陷是易老化、防火安全性差，各地建筑工程屢屢發生火災事故，火災時EPS很快就會熔化并“轟燃”，燃燒時煙霧大、毒性大，危害嚴重。由于涉及嚴重的防火問題，在歐美，聚苯板保溫體系已經很少使用。對于PU，除了防火和價格問題，還存在施工時對氣候敏感，風吹影響噴涂、潮濕影響粘結，收縮大，噴涂時散發毒氣等缺點。而且這些有機泡沫材料易老化，不能與建筑物同壽命，在建筑物使用期內，需要多次進行保溫層更換，浪費大量人力、物力、財力。而無機保溫材料如泡沫水泥、泡沫砼則密度大、吸水率大、保溫效果差，不能很好地滿足外墻外保溫體系和屋面保溫隔熱的需要。因此市場迫切需要研制新型的保溫節能材料及其配套技術。

　　三.3 經濟效益

　　經濟效益方面，若按建廠、銷售產品模式考慮，項目產業化初期，可考慮建設年產2萬m3聚合物水泥泡沫材料的小型生產線。原材料成本價約150～400元/m3，銷售價按300～800元/m3計算，則年銷售收入為600～1600萬元，可實現毛利潤300～800萬元，經濟效益良好。隨著產業化發展，經濟規模預計為20萬m3/年（相當于年生產3.6萬噸干粉料），年銷售收入6千萬～ 1.6億元，實現毛利潤3～8千萬，經濟效益顯著。

　　在工程應用方面，2萬m3材料，按5cm厚度計算，可完成40萬m2的保溫層施工。保溫層材料成本15 ～40元/m2左右。總體成本不高于聚苯板、聚氨酯硬泡體。但在技術性能方面，本品不燃燒，且耐候性好、經久耐用，與建筑物同壽命，在建筑物使用期內無需多次進行保溫層更換，綜合經濟效益明顯優于苯板。可以預見，本項目產品與系統將有廣闊的市場前景。

　　三.4 社會效益

　　本項目符合國家節能減排的產業政策，項目成果可大大改善建筑保溫節能狀況，大大降低建筑采暖和空調能耗，使人們在耗能較低的前提下，獲得舒適的生活環境，降低采暖燃煤以及排放二氧化碳、二氧化硫，有利于保護環境、改善人類生存空間，同時，本項目可利用工業廢渣，有利于循環經濟及可持續發展，可有效緩解經濟發展與資源之間的矛盾，對于建設資源節約型、環境友好型的社會發展新模式意義重大。本項目的研究成果可帶動整個建筑節能行業在材料新品種、生產與施工工藝等方面的推陳出新和升級換代，對提高我國新材料的自主創新能力，推進建材工業、建筑工業技術進步具有重要意義。

　　三.5 發展前景

　　新年伊始，建設部就表示：要大力發展新型節能節材建筑材料。本項目研究的聚合物水泥泡沫材料具有輕質、保溫、環保、經濟、防火、耐久等優點，可應用于屋面、墻體和地面（地暖）保溫等，節能率可達65%以上。經過國家建筑材料工業房建材料質量監督檢驗測試中心檢驗，其技術性能全面優于傳統的膠粉聚苯顆粒保溫漿料，本品不燃燒（A級），使用安全,且耐候性好,與建筑物同壽命。與傳統的保溫材料相比，具有明顯的競爭優勢，具有廣闊的應用前景。