二等奖 2016年“华夏建设科学技术奖”获奖项目（二等奖） 超薄绝热保温复合预制墙板关键技术及产业化 主要完成单位 主要完成人 中国建筑科学研究院 常卫华，吴广彬、任成传，艾明星.丁志强 北京市燕通建筑构件有限公司 车向东，杨升旗，曹力强，杨思忠，田宝吉 中国建筑第八工程局有限公司 柳培玉.王雪 1、立项背景 温复合预制墙板施工的防破损要求，特别是在吊装技术，套筒灌 浆技术，连接技术，板缝处理技术难以形成整套施工工艺.
预制装配式壤板是预制装配式建筑体系中的重要部件，包 在此背景下，中国建筑科学研究院，北京市燕通建筑构件有 括承重与非承重预制埃板两类，埃板厚度可根据结构及节能设计 限公司，中建八局启动了本项目的科研工作，组建课题组开展超 确定.
该技术可最大限度地实现预制混凝土外埃的承重，围护.
薄绝热保湿复合预制墙板关键技术及产业化的研究工作.
保温，装饰等性能的系统组成，目前，预制装配式墙板技术涉及 保温技术，一体化装饰技术，防水抗渗技术及现场施工及生产技 2、研究目标 术，现有技术主要存在以下几点问题或待提高的方面包括： (1]预制装配式墙板的厚度过厚.
预制装配式墙板的厚度主 针对预制装配式墙板开发及应用过程中存在的主要技术问 要由内外页壤板及保湿材料厚度决定，其中保湿材料厚度由节能 题，基于建筑用超薄绝热保温板优异的保温性和防火性，利用玻 标准决定，随着建筑节能标准的逐步提高，保湿芯材厚度逐步增 化微珠改性聚氨酯材料包覆真空绝热板，开发改性聚氨酯/真空绝 加，这将对预制墙板的结构稳定和安全性产生不利影响，因此， 热板超薄绝热保温复合材料，以提高真空绝热板的抗破损及耐久 为降低墙板整体厚度，应采用保温性能更加优异的保温材料.
性能力.
从预制装配式埃板应用中的设计，材料，施工等技术需 [2）真空绝热板导热系数低于0.008W/（m*k）.燃烧性能等 求出发，对粗薄绝热保温复合预制墙板的结构和热工进行设计. 级为A级，是非常优异的预制墙板保温材料，但作为预制墙板中 高效确定预制壤板的构造形式和保温层厚度：通过对预制墙板材 的保温层使用时，应研突其保护技术，以避免混凝土浇筑时骨料 料彩色混凝土装饰材料，饰面砂浆等的开发，保温连接件的国产 可能对其表层封装材料造成的损坏.
化等技术手段，降低墙板建造成本和提升其装饰功能性：通过对 [3）预制装配式墙板的生产成本较高，必须从构成材料成 保温板及连接件数量，布置方式，模具组装，脱模工艺，以及外 本控制，制备工艺忧化等多方面开展工作，以降低产品成本，特 墙板反打工艺研究，开发超薄绝热保湿复合预制墙板规模化成套 别是应对预制墙板的配套材料进行系统开发，包括预制构件防护 生产技术，并实现产业化.
在此基础上，开展预制墙板施工技术 剂，连接件等.
研究，形成相应的标准及施工工法，最终研究成果在北京，上海 （4）预制装配式墙板结构与功能的集成度低，特别是装饰层 等装配式建筑中广泛应用.
材料种类及复合工艺单一，应大力发展保温，装饰，结构一体化 集成技术.
3、主要研究内容 （5]预制装配式墙板自动化程度低，不能满足装配式建筑快 速发展对预制墙板质量，规格，数量，工期等的要求，更无法满 3.1膨胀玻化微珠改性聚氨酯硬泡包覆材料 足超薄绝热保温复合增板的装配要求.
的制备及性能研究 （61现有的预制装配式墙板施工技术，不能满足超薄绝热保 作为建筑用真空绝热板的防护材料不仅应具有较优异的保温 8 511
中 特别关注 mseg teroed e 华夏奖”专刊 性能.
防火性能，而且应具有较优异的抗压强度和抗穿刺能力， 抗冻性等的影响：研突开发出不同胶凝体系的饰面砂浆，重点研 将聚氨酯与无机保温颗粒膨胀玻化微珠复合，利用膨胀玻化微珠 究了可再分散乳胶粉/乳液，纤维素醚，无机填料，惜水剂，泛碱 相对低廉的价格，优异的防火性能，良好的耐久和耐候性，来对 抑制剂，消泡剂，触变剂以及灰砂比等不同成分和添加量对装饰 聚氨酯进行改性，以提高聚氨酯白身防火性能，及抗压强度等力 秒浆性能的影响规律：研究了不锈钢连接件的构造形式，拔出承 学性能[如图1所示】.
研发聚氨酯-膨胀玻化微珠复合材料，然 载力，破坏形态，荷载一滑移关系等基本性能.
后利用该复合材料对真空绝热板进行包覆处理，以使得最终的复 合材料体系保温性能最优，并大大提高真空绝热板的抗穿刺力 3.3超薄绝热保温复合预制墙板构造及热工性能的设计研究 抗压和耐久性能.
为此，项目组对不同种类的硅烷偶联剂对膨胀 通过对预制剪力墙内外叶板，整体板，开洞竖条板挂板内力 玻化微珠颗粒的表面改性进行了研究，通过调整其含量，活化工 计算，配筋计算，裂缝计算，实现复合预制墙板结构抗震设计： 艺，研究膨胀玻化微珠活化颗粒的制备工艺，并研究了颗粒含量 通过研究连接件的力学性能，建立连接件设计方式，个数与预制 对复合材料的容重，导热系数，抗压强度，吸水率，燃烧性能， 增板力学性能，热学性能的基本关系，实现内外填连接的快速设 氧指数.燃烧热值等的影响因素与作用规律.
计方案.
重点包括了超薄绝热保温预制增板抗弯承载力，抗震性 能，热工性能，内量连接器力学性能研究， 混凝土预制墙板的制备研究包括生产准备，模板稳固抄平.
模板清理，粘贴密封条，侧模组装.
刚脱模剂，安装扎钢筋.
预埋部件安装，隐检，混凝土浇筑，铺设改性聚氨酯包覆的真空 保温板，连接件设置，浇筑上层混凝土，蒸汽养护等工艺研究.
重点包括了灌浆套筒预埋技术，保温板及连接件安装技术，模具 组装及混凝土浇注技术，养护及脱模技术等.
3.5超薄绝热保温复合预制墙板生产设备 及自动化流水线研究 为适宜超薄绝热保湿复合预制墙板的生产，对其关键生产设 备（布料机，振动台，养护窑】进行了开发与改进，完成了流水 线的布置，并且为实现白动流水线的应用，在生产过程中采用计 算机管理系统（知图2所示），研究了“PCIS装配式预制构件信 息管理系统1.0版”技术，这对实际生产起到了良好的支撑作用.
重点研究了流水线上工业机器人解决方案的实施与“PCIS”系 统实现同步，以使得智能化制造和信息化管理实现融合，从而达 到预制构件高精度，甚至“零缺陷”，包括机器人本体的选型研 究，图纸信息转化为操作指令的软件实现研究，适合机器人操作 的侧模体系研究以及机器人控制器的联网技术及“PCIS”系统控 制接口实现的技术研究.
图1玻化微珠改性聚氨酯包覆真空地热板 3.2超薄绝热保温复合预制墙板专用构成材料研究 复合预制墙板的构成材料除保温芯材之外，混凝土保护剂.
装饰材料，保温连接件等专用配套材料的开发和应用，对于降低 预制构件成本，提高产品质量具有重要的意义，本课题研发了多 种混凝土保护剂，重点研究了不同类型保护剂对混凝土耐久性. 图2该水线实景
二等奖 中 3.6超薄绝热保温复合预制墙板施工技术研究 于国际先进水平，工程应用实践表明，在效益和市场竞争力方面 系统研究了粗薄绝热保温复合预制埃板施工技术，包括混 处于行业前列.
凝土预制夹芯墙板和预制轻型保温挂板两类产品.
混凝土预制夹 与国外发达国家相比，本项目开发的技术填补了国内外空 芯墙板施工技术研究包括：构件的堆放，预制埃板吊装前准备.
白，达到国际先进水平，并且预制装配式墙板在应用方面具有更 预制墙板吊装施工技术，预制墙板灌浆施工技术，灌浆套筒及灌 强的竞争力，混凝土预制装配式墙板生产技术上，本项目从预制 紫料施工技术等，预制轻型保温挂板施工技术研究包括：埃板拆 增板的组成材料，设计，制备工艺入手，系统性的解决了预制墙 分，节点安装，板缝处理，施工安装工艺等研究.
板规模化生产过程中的关键技术难题，形成了年产5万孚方米的超 薄绝热保温混凝土夹芯预制墙板生产线，这在整个预制装配构件 4、研究成果及创新点 的生产领域处于领先地位.
此外，本项目开展了预制墙板施工技 术研究，形成相应的标准及施工工法，完成了从材料制备.部品 （1）首次采用玻化微珠改性聚氨酯材料对真空绝热板表面 生产、施工安装，标准规范制定整个产业链条，这在整个建筑行 及周边进行包覆处理，获得改性聚氨酯/真空绝热板粗薄绝热保温 业中处于领先地位.
复合材料，提高真空绝热板的抗穿刺.抗破损及耐候性能力，同 时开发出玻化微珠改性聚氨酯材料，并获得发明专利.
该改性聚 5、成果推广应用情况 氨酯材料利用玻化微珠与可膨胀石墨的协同阻燃机理，在保持聚 氨酯优异保温性能的同时，提高了保温材料的防火性能和抗压强 本项目成果获得的超薄绝热保温复合预制堵板，作为预制 度，这对于防护真空绝热板具有重要的意义.
装配化建筑的重要部件，承担图护结构的承重，围护，保温，装 (2）实现了超薄绝热保温夹芯预制墙板构造及热工性能的快 饰功能，其突出的优势在于通过采用改性聚氨酯保温材料包覆真 速设计.
通过对预制剪力墙内外页埃板，整体板，开洞竖条板挂 空绝热板表面，提高了真空绝热板白身的抗穿刺，抗破损及耐候 板内力计算，配施计算，裂缝计算，实现复合预制墙板结构抗震 性能力，避免了混凝土浇筑成型时对真空绝热板材可能造成的损 设计：通过研究连接件的力学性能，建立连接件设计方式，个数 伤，由此可得到超薄绝热保温复合混凝土预制夹芯埃板，该研究 与预制壤板力学性能，热学性能的基本关系，实现内外增连接的 成果已应用于北京市保障房工程，包括北京城建建设工程有限公 快速设计方案， 司郭公庄一期公租房项目.海淀区温泉C03公租房项目.产品变 （3）首次采用改性聚氨酯/真空绝热板复合材料作为超薄绝 到了广大用户的一致好评.
热保温材料，制备出粗薄绝热保温板夹芯混凝土预制墙板，相同 本项目研究的超薄绝热保温复合预制墙板生产技术已应用于 节能标准条件下，相比聚氨酯保温，保温层厚度降低1/3，这对于 提高预制构件及其装配化建筑体系的力学安全性具有重要意义， 线是北京市首条超薄绝热保温复合预制墙板生产线，年产量为5万 同时可增加房屋使用面积.
立方米.
[4）首次形成年产5万立方米的超薄绝热保温混凝土夹芯预 本项目研究的超薄绝热保温复合预制墙板施工技术，已经皮 制墙板生产线.
规模化的生产技术及生产线，对于降低预制装配 用于上海市经济适用房装配式住宅惠南民乐大居项目和杨浦区平 化建筑部件的生产成本，减少能源及资源消耗具有重要的意义.
凉街道18街坊住宅项目.
[5]首次采用真空绝热板为保温材料，硅酸钙板为防护材 料，制备出超薄绝热保温板预制轻型保温挂板，并获得发明专 6、社会效益 利.并形成《真空绝热板干挂系统施工工法》国家级工法.
[6]首次对真空绝热板在预制加芯墙板中的应用进行了系 通过该项目的实施可进一步推动住宅产业化技术的应用，进 统分析，包括产品性能要求，设计，施工及验收，该项研究成果 一步推动我国住宅产业化相关政策的落地实施，推动建造方式由 及工程应用已作为编制建筑工程行业标准《建筑用真空绝热板》 现浇式向装配式转化，环境效益显著.
结构，装饰，保温一体化 JG/T438-2014.《保温防火复合板应用技术规程》JGJ/T350- 预制墙板的应用可以缩短工程建设工期，减少工程项目对周边环 2015.《建筑用真空绝热板应用技术规程》JGJ/T416-2017的重要 境的影响，结构，装饰，保温一体化预制墙板的应用可增加保温 依据.
层和装饰层的使用寿命，减少后期维护费用，工广化生产，可以 （7）项目在上述研究内客方面已获得国家授权专利19项. 大幅度提高模板重复利用率，减少了损耗.
保温材料采用定型设 其中授权发明专利5项：发表论文15篇，其中5篇被EI/SCI收录： 计和工广定制，减少了损耗.
混凝土中掺加30%以上重量的皮石 形成国家级工法1部：形成国家行业标准3项.
和粉煤友，做到资源综合利用.
综上，通过住宅产业化的实施可 本项目与当前国内外同类技术相比，在技术性能参数方面处 实现节能减排20%以上 581
