《氣凝膠防火保溫裝飾一體化板編制說明》

《氣凝膠防火保溫裝飾一體化板》編制說明

一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

我國地域遼闊，冬季寒冷夏季炎熱，為了追求舒適的居住環(huán)境，往往需要借助額外

的能源資源來實現(xiàn)。目前，我國對建筑在保溫和隔熱方面的認識還存在諸多不足，直接

或間接導(dǎo)致了大多數(shù)既有建筑和新建筑的保溫、隔熱與氣密性較差。同時，由建筑引起

的火災(zāi)事故頻發(fā)，呈逐年上升趨勢，不但造成了大量的人員傷亡與財產(chǎn)損失，而且引發(fā)

了嚴(yán)重的政治影響與信任危機。因此，建筑物在火災(zāi)作用下的安全性問題成為社會各階

層廣為關(guān)注的重大課題，氣凝膠本身具有的超輕質(zhì)（0.001-0.5g/cm3）、高孔隙率

（95-99.8%）、超絕熱性（0.003-0.02W/(m·K)），易于功能化等優(yōu)良性能，使得這種材

料在保溫絕熱方面頗具潛力。同時，防火保溫裝飾板的出現(xiàn)，改變了現(xiàn)行的保溫及涂料

領(lǐng)域的形態(tài)，將半成品的保溫、涂料產(chǎn)品直接在流水線上實現(xiàn)了成品化，將不可控制的

手工施工變成了機械化、自動化成產(chǎn)，并能形成與節(jié)能、裝飾與建筑一體化整體美觀效

果，具有超耐久保護、高效節(jié)能環(huán)保，高耐候性、高自潔性、抗污染性、耐酸雨、耐防

腐性、高裝飾性、造價低、施工方便快捷等優(yōu)勢，是替代薄抹灰系統(tǒng)的重要建筑節(jié)能新

材料，具有重大的現(xiàn)實研究意義與綜合學(xué)術(shù)價值。

目前，我國建筑防火、隔熱與裝飾技術(shù)處于高速發(fā)展階段，現(xiàn)行執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有GB/T

20473-2021《建筑保溫砂漿》、GB28375-2012《混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料》、GB/T8624-2012

《建筑材料燃燒性能分級》、GB8625-2005《防火涂料》和GB50210-2018《建筑裝飾

裝修工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》。此外，我國在防火保溫裝飾板材方面的標(biāo)準(zhǔn)涉及一項國家標(biāo)

準(zhǔn)GB/T30595-2014《擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》及一項中國房地

產(chǎn)業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)T/CREA010-2022《保溫裝飾板外墻外保溫工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、一項行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)JG/T287-2013《保溫裝飾板外墻外保溫系統(tǒng)材料》以及一項中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會標(biāo)

準(zhǔn)T/CIEEMA002-2020《無機復(fù)合聚苯不燃保溫板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》。但上述幾種防火保

溫裝飾材料的標(biāo)準(zhǔn)僅針對涂層或砂漿保溫防火或建筑物的裝飾性質(zhì)或以往常用保溫材

料，而對于近些年發(fā)現(xiàn)的對防火保溫具有優(yōu)異性能的氣凝膠并未涉及，缺乏關(guān)于摻加氣

凝膠的防火保溫裝飾一體化板的性能測試方法及應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，我國針對氣凝膠防火保溫裝飾材料的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)較少，包括一項土木建筑學(xué)會

團體標(biāo)準(zhǔn)T/SXCAS005-2020《氣凝膠保溫隔熱涂料系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、一項四川省地方標(biāo)

準(zhǔn)DB51/T2975-2022《氣凝膠復(fù)合保溫隔熱材料及系統(tǒng)通過技術(shù)條件》，國際上也僅有

歐洲EN45545-2《Railwayapplications-Fireprotectionofrailwayvehicles-Part2:

Requirementforfirebehaviourofmaterialsandcomponents》涉及氣凝膠的防火阻燃性能。

現(xiàn)階段，關(guān)于氣凝膠防火保溫裝飾一體化板在應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)處于空白階段。

通過本標(biāo)準(zhǔn)的實施，可規(guī)范氣凝膠防火保溫裝飾一體化板的行業(yè)發(fā)展，并規(guī)范利用

市場，特提出本申請，制定氣凝膠防火保溫裝飾一體化板應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的制定

對我國防火保溫裝飾一體化板的行業(yè)發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義，對建筑所用防火保溫材料

行業(yè)規(guī)范、以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。從而獲得良好的環(huán)境、經(jīng)濟和社

會效益。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及依據(jù)

1.按照GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草

規(guī)則》要求進行編寫。

2.參照相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學(xué)性、適用性和可

操作性。

三、項目背景及工作情況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《中國國際科技促進會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會團體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)

中國國際科技促進會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會及相關(guān)專家技術(shù)審核，批準(zhǔn)《氣凝膠防火保溫裝

飾一體化板》團體標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，計劃編號為：CI2023309。本標(biāo)準(zhǔn)由常州大學(xué)提出，

中國國際科技促進會歸口。

根據(jù)計劃要求，本標(biāo)準(zhǔn)完成時限為8個月。

（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位是常州大學(xué)，負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文檔起草及相關(guān)文件的編制等。東南

大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院有限公司為主要參與單位，負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)中重要

技術(shù)點的研究和建議，并參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論。

（三）標(biāo)準(zhǔn)研制過程及相關(guān)工作計劃

1)征求意見稿編制階段：

任務(wù)下達后，項目承擔(dān)單位常州大學(xué)于2023年9月中旬成立標(biāo)準(zhǔn)編制組。編制組成

員對氣凝膠防火保溫裝飾一體化板的有關(guān)內(nèi)容分別進行了調(diào)研。經(jīng)匯總討論后，編制組

確定了標(biāo)準(zhǔn)中需要規(guī)定的主要技術(shù)內(nèi)容，并于2023年11月上旬完成初稿并發(fā)送給各參與

單位征求意見。2023年12月根據(jù)在各單位反饋意見基礎(chǔ)上，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿并由

中國國際科促會審查，提交全國標(biāo)準(zhǔn)信息平臺向全社會公開征求意見。

2)標(biāo)準(zhǔn)評審會階段：

計劃2024年3月底，中國國際科技促進會組織線下專家評審會。項標(biāo)準(zhǔn)編制組組長

詳細介紹了標(biāo)準(zhǔn)編制的背景和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。與會委員就該標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)問題進行了認真

的討論，并出于提高標(biāo)準(zhǔn)水平的目的，給出了一些建議。建議匯總及編制組答復(fù)情況見

附件《標(biāo)準(zhǔn)論證會建議及答復(fù)匯總》。

（四）主要試驗（或驗證）情況分析

1）不同密度等級氣凝膠砂漿材料制備及性能評價

氣凝膠砂漿由水泥、水、砂、粉煤灰、硅灰、引氣劑、減水劑、氣凝膠組成，其水

膠比為0.4。采用“體積法”設(shè)計制備不同密度等級（500~900kg/m3）的氣凝膠砂漿。成型

方法為：先加入膠凝材料、水、外加劑、砂攪拌120s后，再緩慢加入氣凝膠攪拌120s，

砂漿成型后倒入模具，并輕微振搗。靜置24h后完成拆模，之后將試件進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d，

養(yǎng)護環(huán)境為：溫度20±2℃，濕度98%。氣凝膠砂漿的抗壓強度、軟化系數(shù)、抗折強度、

導(dǎo)熱系數(shù)如圖1所示。隨著氣凝膠砂漿密度的增加，其抗壓強度、軟化系數(shù)、抗折強度、

導(dǎo)熱系數(shù)均逐漸增加。與500kg/m3的氣凝膠砂漿相比，900kg/m3的氣凝膠砂漿的抗壓強

度增大了1.5倍，軟化系數(shù)增大了24%，抗折強度增大了1倍，導(dǎo)熱系數(shù)增大了1.1倍。選

用標(biāo)準(zhǔn)HC曲線進行高溫火災(zāi)試驗，氣凝膠砂漿開裂時間以及質(zhì)量殘余率如圖2所示。圖

2中可以看到，500kg/m3的砂漿在73min時就出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象，而900kg/m3的氣凝膠砂

漿開裂時間為137min。500、600、700、800、900kg/m3的氣凝膠砂漿的質(zhì)量殘余率分

別為78.0%、81.2%、82.9%、83.2%和84.1%。當(dāng)氣凝膠砂漿密度大于800kg/m3時，氣凝

膠砂漿具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能以及防火性能。

圖1氣凝膠砂漿抗壓強度、軟化系數(shù)、抗折強度、導(dǎo)熱系數(shù)隨密度的變化關(guān)系

圖2高溫火災(zāi)下氣凝膠砂漿的開裂時間以及質(zhì)量殘余率

2)氣凝膠砂漿在不同火災(zāi)環(huán)境下的防火性能

采用“體積法”設(shè)計氣凝膠砂漿配合比，水膠比取0.4，粉煤灰摻量取膠凝材料的20%，

硅灰摻量取膠凝材料的8%，水泥則為膠凝材料的72%。引氣劑引入氣體體積計1%。制

備得到的氣凝膠砂漿抗壓強度為3.5MPa，粘結(jié)強度為0.36MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.167

W/(m·K)，耐水性大于720h，耐濕性大于720h，抗凍性大于15次。試驗火災(zāi)溫度取800、

900、1000、1100、1200°C，試驗最高溫度持續(xù)時間取0.5、1、1.5、2、2.5、3h，升溫

速率為30°C/min，降溫速率為10°C/min。不同火災(zāi)高溫與火災(zāi)時間下的氣凝膠砂漿殘余

質(zhì)量率如圖3所示。氣凝膠砂漿在800-1100°C的火災(zāi)時，質(zhì)量均隨著火災(zāi)時間的延長緩

慢下降，說明所制備的氣凝膠砂漿在1100°C下具有良好的耐火能力，但當(dāng)火災(zāi)溫度超過

1200°C時，氣凝膠砂漿耐火能力急劇下降。

圖3不同火災(zāi)高溫與火災(zāi)時間下氣凝膠砂漿的殘余質(zhì)量率

3）氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土材料制備及性能評價

采用“體積法”設(shè)計氣凝膠砂漿配合比，氣凝膠砂漿密度為700kg/m3，水膠比取0.4，

粉煤灰摻量取膠凝材料的20%，硅灰摻量取膠凝材料的8%，水泥則為膠凝材料的72%。

引氣劑引入氣體體積計1%。采用C40自密實混凝土作為氣凝膠砂漿基底材料。選取6種

氣凝膠砂漿涂層厚度（10、20、30、40、50、60mm）進行隧道火災(zāi)試驗。隧道火災(zāi)下

不同厚度氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土界面溫度曲線如圖4所示。圖4中可以看到，當(dāng)涂層厚度

由10mm提升到20mm后，其防火隔熱能力出現(xiàn)了顯著的提高，失效時間由94min提升

至127min，當(dāng)涂層厚度達60mm時，失效時間為270min。10-60mm的氣凝膠砂漿均有

良好的防火隔熱的能力，并未出現(xiàn)界面溫度在短時間內(nèi)急劇升高的現(xiàn)象。不同厚度氣凝

膠砂漿復(fù)合混凝土經(jīng)歷2h隧道火災(zāi)后的殘余抗壓強度如圖5所示?？梢钥吹?，混凝土初

始強度為42.9MPa，在10mm氣凝膠砂漿的保護下，2h隧道火災(zāi)后SCC的殘余抗壓強

度退化至原強度的44%，但當(dāng)氣凝膠涂層厚度為20-60mm時，SCC的殘余抗壓強度基本

未出現(xiàn)退化，進一步證明了氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土在隧道火災(zāi)高溫下的穩(wěn)定性。

圖4隧道火災(zāi)下不同厚度氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土界面溫度曲線

圖5不同厚度氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土經(jīng)歷2h隧道火災(zāi)后的殘余抗壓強度

4）不同養(yǎng)護條件氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土的防火性能

采用“體積法”設(shè)計700kg/m3的氣凝膠砂漿，其中骨料（氣凝膠+砂）的體積占總體

積的60%，氣凝膠體積占骨料體積的80%，水膠比取0.4。采用C40自密實混凝土作為氣

凝膠砂漿基底材料。為確保只對氣凝膠砂漿面進行隧道火災(zāi)模擬試驗，自密實混凝土的

未涂層面覆蓋上100毫米厚的含鋯纖維毯。設(shè)計5種養(yǎng)護制度（7d濕養(yǎng)+21d干養(yǎng)、14d

濕養(yǎng)+14d干養(yǎng)、21d濕養(yǎng)+7d干養(yǎng)、28d濕養(yǎng)、28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護），氣凝膠砂漿導(dǎo)熱

系數(shù)及其復(fù)合混凝土火災(zāi)后的殘余抗壓強度如圖6所示?？梢钥吹剑瑲饽z砂漿在14d

濕養(yǎng)后，濕養(yǎng)時間越長，導(dǎo)熱系數(shù)越高，混凝土的殘余抗壓強度越低。14d濕養(yǎng)下的氣

凝膠砂漿導(dǎo)熱系數(shù)最小，相比28d濕養(yǎng)下降了11%。不同養(yǎng)護溫度氣凝膠砂漿復(fù)合混凝

土隧道火災(zāi)界面溫度曲線如圖7所示。圖7中發(fā)現(xiàn)，所有氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土均表現(xiàn)出

良好的防火性能，有效地抵抗了2.5h隧道火災(zāi)；其中，在50℃養(yǎng)護時界面溫度的上升趨

勢最緩慢，具有更好的防火隔熱性能。

圖6氣凝膠砂漿導(dǎo)熱系數(shù)及其復(fù)合混凝土火災(zāi)后的殘余抗壓強度

圖7不同養(yǎng)護溫度氣凝膠砂漿復(fù)合混凝土隧道火災(zāi)界面溫度曲線

四、標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則

標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，遵循了以下基本原則：

1)標(biāo)準(zhǔn)需要具有行業(yè)特點，指標(biāo)及其對應(yīng)的分析方法要積極參照采用國家標(biāo)準(zhǔn)和

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2)標(biāo)準(zhǔn)能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關(guān)鍵共性的技術(shù)要素。

3)標(biāo)準(zhǔn)能夠為產(chǎn)品的開發(fā)、改進指出明確的方向。

4)標(biāo)準(zhǔn)需要具有科學(xué)性、先進性和可操作性。

5)要能夠結(jié)合行業(yè)實際情況和產(chǎn)品特點。

6)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)協(xié)調(diào)一致。

7)促進行業(yè)健康發(fā)展與技術(shù)進步。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣凝膠防火保溫裝飾一體化板的術(shù)語和定義、分類、要求、試驗方法、

檢測規(guī)則、標(biāo)志、包裝、貯存和運輸。

六、與有關(guān)法律法規(guī)和強制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

遵守和符合相關(guān)法律法規(guī)和強制性標(biāo)準(zhǔn)要求。規(guī)范性引用文件包括：

GB/T14683-2017硅酮和改性硅酮建筑密封膠

GB/T8170-2008數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T308-2013滾動軸承球（系列）

GB8624-2012建筑材料及制品燃燒性能分級

GB/T10294-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定防護熱板法

GB/T10295-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定熱流計法

GB/T9274-1988色漆和清漆耐液體介質(zhì)的測定

GB/T9265-2009建筑涂料涂層耐堿性的測定

GB/T17