主要完成單位：北京振利高新技術公司
主要完成人：黃振利
獎勵等級： 二
項目簡介：
一、技術發展歷程
ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術的研制開發源于1996年，歷時5年多，其間經歷了外墻內保溫、多層外墻外保溫、高層外墻外保溫等不同保溫形式，已發展成為一種保溫種類多樣、適用范圍廣闊、技術完善齊全、施工簡便易行的綜合性的外墻保溫成套技術。目前，從該成套技術發展歷程看，大致經歷了以下三個階段：
1、起步階段（1996—1999.10）。在這一階段中，實施的重大事項有：①1997年，該研究課題被列入北京市科學技術委員會的星火計劃；②1998年被列入北京市城鄉建設委員會的科技開發項目；③1999年2月，《ZL聚苯顆粒外墻內保溫技術》通過北京市城鄉建設委員會的專家鑒定，成果為國內領先。
2、拓展階段（1999.10—2001.7）。其主要標志為，1999年10月，ZL膠粉聚苯顆粒外墻外保溫技術通過北京市城鄉建設委員會的專家鑒定，成果為國內領先。在這一階段，實施的重大事件還有：①2000年2月,《ZL膠粉聚苯顆粒外墻內保溫工法》被建設部批準為“國家級工法”（YJGF40-98）；②同年9月，ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料被北京市建委確定為新技術、新材料推廣應用項目；③10月，《外墻外保溫施工技術規程》被北京市建委列為北京市地方標準；④10月31日，被國家住宅與居住環境工程中心列入新技術、新產品推廣應用項目；⑤12月獲得北京市科技進步三等獎；⑥2001年2月，《ZL膠粉聚苯顆粒高層外墻外保溫工法》被天津市建委列為市級工法；⑦4月，《ZL 聚苯顆粒外保溫體系構造》圖集被河北省建設廳批準為河北省工程建設設計標準；⑧7月，被山西省建設廳批準為山西省建筑構造通用圖集。
3、成熟階段。其標志性的三大事件為：①2001年7月18日，ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫技術被建設部列為2001年科技成果推廣轉化指南項目，項目編號2001019;②2001年10月，ZL膠粉聚苯顆粒外墻外保溫工法被建設部確定為國家級工法；③2001年11月2日，ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及高層外墻外保溫成套技術通過建設部科技發展促進中心組織的建設部科技成果評估會，成果為國際先進水平。在這一階段，實施的重大事件還有：①2001年8月,ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫技術被新疆維吾爾自治區建設廳批準為自治區建設系統科技成果推廣轉化指南項目；②9月，《ZL膠粉聚苯顆粒外墻外保溫構造圖集》被天津市建委批準為天津市工程建設推薦性通用圖集。
該成套技術的質量保障體系完善，1998年10月通過ISO9002國際標準質量體系認證；2000年1月，被中國建筑市場協會和國家建材局信息中心授予具有向消費者進行質量信譽承諾的生產銷售單位；2001年5月，產品標準在北京市技術質量監督局注冊，期限為5年；同年8月，通過ISO9001：2000國際標準質量體系認證。同時，公司對承接的保溫工程質量實行保證期制度，并提供專業維修隊無償保修，這是迄今為止全國首家保溫材料生產單位向用戶做出的鄭重承諾。
二、技術組成、技術構造及適用范圍
1、技術組成 ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術涵蓋的內容十分豐富，并在持續發展和進步，目前，在技術組成上，該保溫成套技術主要包括以下內容：
①從工程類型來看，包括ZL膠粉聚苯顆粒高層外墻外保溫成套技術、ZL膠粉聚苯顆粒多層外墻外保溫成套技術、ZL膠粉聚苯顆粒屋面頂棚保溫技術以及ZL膠粉聚苯顆粒既有建筑物節能改造和修裂技術等；
②從體系構成上，包括：ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料外墻保溫技術、ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料復合鋼絲網架聚苯乙烯芯板外墻保溫技術以及ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料復合聚苯板外墻保溫技術；
③按外飾面作法，包括：外飾面涂料作法、外飾面干掛石材作法以及外飾面粘貼面磚作法等。
2、技術構造
應用該成套技術進行墻體保溫，其基本構造包括界面處理層、保溫隔熱層、抗裂防護層和飾面層等部分。具體如表一。
| 基墻 ① | ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術基本構造 | ||||
| 界面處理層② | 保溫隔熱層③ | 抗裂防護層④ | 飾面層⑤ | 構造示意 | |
| 實心粘土磚、混凝土、小型混凝土空心砌塊、粘土多孔磚、非粘土磚等 | ZL界面劑(除新粘土磚墻可用水濕潤墻面處理外，其余基層均應涂界面劑) | ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料 | ZL柔性水泥抗裂砂漿壓入耐堿涂塑玻纖網格布，面層涂覆ZL高分子乳液彈性底層涂料 | 基層采取ZL抗裂柔性耐水膩子；面層采用涂料、干掛石材或粘貼面磚 | |
3、適用范圍
ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術施工適用范圍廣，不僅適用于嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區多層、中高層及高層建筑的混凝土、小型混凝土空心砌塊、粘土多孔磚、實心粘土磚和非粘土磚的外墻保溫工程，也適用于混凝土復合聚苯板或鋼絲網架聚苯乙烯芯板現場澆注成型的保溫工程及各類既有建筑的節能改造工程。不過，在寒冷以南地區如夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區，選用ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料外墻保溫技術更合理、更經濟；在寒冷以北地區如嚴寒地區，則選用ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料復合鋼絲網架聚苯乙烯芯板外墻保溫技術和ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料復合聚苯板外墻保溫技術更為可靠、更為適用。
三、技術特點
與其他外墻保溫技術相比，ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術有以下特點：
1、導熱系數低，熱穩定性能好
聚苯顆粒的膠凝材料選用氫氧化鈣、粉煤灰及不定型二氧化硅等多種無機材料，避免了水泥密度大、石膏不耐水等問題。此材料的干密度≤230kg/m3，導熱系數≤0.059W/（m·K），熱穩定性能十分優良。
2、耐久性好、耐候性強
ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料是在參考古羅馬建筑和古長城砌筑漿料成份，復合多種高分子粘結材料和多彈性模量、長短匹配的多種纖維而成的新型墻體保溫材料，材料性能先進、穩定，耐凍融、耐曝曬、抗老化、抗降解，具有極好的耐候性能；該成套技術與材料的使用，工程質量較高，同時可以有效地降低高層維護費用，進一步提高高層建筑結構的耐久性，延長高層建筑的使用壽命，基本做到與建筑結構壽命同步。
3、逐層漸變、柔性抗裂
常規剛性防水技術路線的影響是墻體防裂失敗的主要原因，與剛性防水技術路線不同，該成套技術在構造設計上采用了逐層漸變的柔性抗裂技術路線。
①基本原理：各構造層滿足允許變形與限制變形相統一的原則，各層材料的性能滿足隨時分散和消解變形應力，各層彈性模量變化指標相匹配逐層漸變，外層的柔韌變形量高于內層的變形量。ZL外墻保溫體系各構造層變形指標為：
基層混凝土墻為萬分之二
ZL膠粉聚苯顆粒保溫層為千分之一
抗裂砂漿層為百分之五
柔性膩子層為百分之十
上述柔性漸變抗裂體系的建立，能夠有效地吸收和消納熱應力變形，解決了國內外保溫表面易出現有害裂縫的技術難題，是目前國內可靠的外墻保溫作法之一。
②在保溫隔熱層的構造設計中，采用多種無機與有機粉料及不同彈性模量、長短不一的纖維復合在一起，并配套采用先進的生產技術和設備，使ZL膠凝材料能夠均勻地復合在本身具有一定彈性的聚苯顆粒上，形成一層具有一定強度的亞彈性體，可以吸收受外界自然條件影響產生的膨脹、收縮變形，并均勻地將溫差變形應力向四周擴散。
③在抗裂防護層的構造設計中，采用聚合物乳液并滲加多種外加劑制成抗裂劑，由抗裂劑與水泥、中砂按1:1:3重量比攪拌制成的水泥抗裂砂漿，增加了柔性變型的新性能；耐堿涂塑玻璃纖維網格布采用耐堿玻璃纖維紡織，面層涂以耐堿防水高分子材料制成，其含鋯量合理，經緯向抗拉強度一致，耐堿強度保持率高，4×4mm網眼尺寸合理，耐凍融好。水泥抗裂砂漿復合耐堿涂塑玻璃纖維網格布后，其垂直墻面方向變形能力增加，沿墻面方向變形受限，從而形成一層能適應墻體變形、避免產生裂縫的抗裂防護層。
④ZL抗裂柔性耐水膩子的柔性設定合理，ZL高分子乳液彈性底層涂料的呼吸性良好，柔性耐水膩子與彈性底層涂料兩者的配套使用，不僅滿足面層的變形的要求，而且還具有良好的防水、透氣、耐凍融、裝飾作用。
4、無空腔、抗風壓能力強 就風壓而言，一般地說，正風壓產生推力，負風壓產生吸力，對建筑物外保溫層均會造成極大的破壞，這就要求外保溫層應具備相當的抗風壓能力，而且就抗負風壓而言，要求保溫層無空腔，杜絕空氣層，從而避免負壓狀態下保溫層內空氣層的體積膨脹而造成對建筑物的破壞。ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術內無空腔，并采用錨固于主體結構的鋼絲網增強，抗風壓性能突出。經抗風壓試驗，ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術的抗風壓能力為正、負風壓均為5000Pa，無裂紋。
5、抗震性能優良
地震力會導致建筑物結構和保溫面層的扭曲變形，保溫面層剛性越大，抗地震能力就越弱，破壞就越嚴重。這就要求建筑物外墻保溫材料在有相當附著力的前提下，必須滿足柔性漸變的原則，以分散和消納地震波，防止在地震力的影響下保溫面層出現大面積塌落。
由中國建筑科學研究院工程抗震研究所與鐵道部科學研究院鐵建所于2001年8月29日共同組織的“ZL膠粉聚苯顆粒外墻外保溫材料的抗震試驗”的結果表明：ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料與建筑物墻具有極好的粘結能力，抗震性能十分優良，其柔性構造能夠緩解地震力對面層的沖擊力，而且專用瓷磚粘合劑的彈性設定值也相當適宜，可以確保瓷磚在罕遇強度等級地震的振動作用下不開裂、不脫落。
6、憎水性好，透汽性強
該成套技術的耐水性能好，憎水率為99%以上，其呼吸功能強，既有很好的防水功能，又能排解保溫層的水分，做到少進多出，有效地避免了水或水蒸汽在濕遷移過程中產生墻體結露或保溫層含水率增高的現象，進一步提高了建筑物的耐久性和耐雨水侵蝕以及抗凍融能力。
7、耐火等級高
該成套技術的耐火等級為B1級，在明火狀態下不會產生有毒煙霧，無次生煙塵災害，而且材料的強度和體積也不會損失降低過多，滿足建筑防火要求，完全適用于防火等級較高的建筑物使用
8、適應性好，施工方便，速度快
ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料采用膠粉料預混合干拌技術和聚苯顆粒輕骨料分裝工藝，到施工現場按包裝配合比加水攪拌成膏體材料，有效地避免了施工現場稱量不準確的問題。采用同種材料作保溫層沖筋，保溫效果一致，保溫層厚度得到準確控制。施工不受墻面外形的限制，在基層結構復雜與基層平整度不良的情況下，均可直接施工，能夠有效地對局部偏差實施找平糾正，施工適應性好。同時，由于在保溫材料中精選加入了美、德、中國臺灣等產的高分子材料，采用大分子互穿增稠技術，使材料的施工操作性能得到了突破性改善，濕粘著靜剪切力強，一次抹灰厚度由普通抹灰1cm左右提高到一次抹灰4cm 以上不滑墜；由于觸變性好，抹灰也非常省力，易操作；而且可與其他施工作業交叉進行，如安裝窗戶、外飾物施工等，并可以多點施工，施工組織適應強，墻面平整度好、抗裂性能優，大幅度提高了保溫施工質量。
9、技術全面，作法多樣
在外墻保溫做法中，ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料可以單獨使用，自成體系。還可以與聚苯板組合澆注砼體系和鋼絲網架聚苯乙烯芯板組合澆注砼體系復合使用，作為上述體系的找平、修補、補充保溫、抗裂等材料使用。本外墻保溫作法飾面層不僅可用涂料裝飾，而且可用干掛石材、粘貼面磚裝飾，實現了飾面裝飾方式多樣化，可滿足顧客的不同要求。
10、利廢再生，生態建材
ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料總體積的90%是利用回收的聚苯乙烯等廢棄物制成，其中粉煤灰材料占保溫層總重量的1/3，真正實現了利廢再生，在建造新型建筑的同時凈化了環境，是一種良好的生態綠色建材，經濟效益、社會效益俱佳。
11、綜合造價合理，性能價格比優
該成套技術綜合造價比較合理，其性能價格比十分優良，主要基于以下三個原因，一是該技術是國家重點的扶持項目；二是北京市等政府部門在稅收方面給予該技術及材料有力地培育和支持；三是該成套技術自身構造的合理性，特別是在粘土多孔磚、陶粒輕質砼砌塊、高密度加氣砼塊磚結構墻體中,在山東、河南等地區以及整個過渡地區的保溫體系中,該成套技術為投資最小、綜合效益最高的外墻保溫作法。
四、性能指標
ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術的性能指標具體如表1。
表1：ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術性能指標
| 項 目 | 單位 | 指 標 |
| 耐沖擊性 | J | ＞20 |
| 耐磨性(500L鐵砂) | - | 無損壞 |
| 人工老化性(2000) | h | 合格 |
| 耐燃性 | - | B1級 |
| 耐凍融性(10) | 次 | 無開裂 |
| 抗風壓試驗： 負壓4500 正壓5000 |
Pa Pa |
無裂紋 無裂紋 |
| 表面憎水率 | % | 99 |
| 水蒸汽滲透性 | g/Pa·m·s | >9.00×10-9 |
五、設計構造示意圖
1. 多層建筑外墻外保溫技術構造示意圖 
上述構造適用于低于30m建筑或建筑部位中使用。
2. 高層建筑外墻外保溫技術構造示意圖
上述構造適用于建筑物高于30m以上的部位使用。
3、飾面粘貼瓷磚外墻外保溫技術構造示意圖
4、ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料復合聚苯板外墻外保溫技術構造示意圖
5、ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料復合鋼絲網架聚苯乙烯芯板外墻外保溫技術構造示意圖
七、工程應用現狀
截止到2001年6月底，ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術及材料已在北京、天津、河北、山東、山西、南京、大連、杭州、新疆等地區和城市300多個工程進行了正式使用，面積達200多萬m2，其中在外墻外保溫工程中應用了100多萬m2，包括高層建筑外墻外保溫工程30多萬m2；同時自過渡地區新的建筑節能規定公布以來，在夏熱冬冷地區的工程試點面積正在不斷擴大。在上述已完成的推廣工程中，采用ZL膠粉聚苯顆粒外墻保溫成套技術及其材料，工程質量良好，熱工性能達標，無任何用戶出現投訴開裂問題，取得了很好的經濟效益和社會效益。因此，可以說該成套技術是目前外墻保溫技術中抗裂防護性能最為可靠的做法之一。