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目前国内最常用的墙体保温材料是聚苯板等有机材料,但是其易燃的致命弱点带来了巨大的安全隐患,因此限制其应用。脲醛树脂泡沫材料,是从国外引进的新型保温材料,因其兼具难燃、价格低廉、保温性能极佳等优点,逐渐受到行业人士的青睐并极具市场竞争力。目前国内对其应用较少,仅将其应用于夹芯墙保温和屋顶保温中,且研究和应用都不够系统和深入。因此,为了掌握脲醛树脂泡沫保温材料的各项性能,并设计合理的、以该材料为保温层的外墙外保温结构构造,本文进行了脲醛树脂的材性试验和保温结构构造的优化设计,主要完成了以下内容:(1)实现了对脲醛树脂泡沫的自行发泡制作,并对制得的各配方试样进行材性试验,同时对外墙外保温结构中的连接件和装饰板材料,即ABS塑料、硅钙板,进行材性试验,在充分了解材料材性的同时,为有限元模拟提供必要的材料参数。现有试验表明,脲醛树脂泡沫保温材料的导热系数很低,现有配方的导热系数可低至0.292W/(m·K),保温性能优异。(2)设计并进行脲醛树脂泡沫的温度变形试验,测定了3种配方的线膨胀系数,并研究密度和含湿率对其影响,同时进行现浇脲醛树脂泡沫的失水收缩试验,为外墙外保温结构的有限元模型提供保温层的收缩应变值。研究表明脲醛树脂的线膨胀系数在18106/℃左右,最大为19.64106/℃,并随含湿率升高而增大,而在一定密度范围内,密度对线膨胀系数的影响很小。将1.62102的总收缩应变计入有限元模型中计算,以考虑脲醛树脂保温层的收缩变形对结构受力性能的影响。(3)自行设计了两种以脲醛树脂泡沫为保温层的外墙外保温结构构造,采用ABAQUS有限元软件建立分析模型,在温度失水收缩和风荷载作用下,进行模拟分析,根据不同设计要求,提出两种经济合理的外墙外保温结构的尺寸构造方案,实现对所提出的构造进行优化设计的目的。(4)在ABAQUS有限元软件中,保温层材料脲醛树脂泡沫采用BrittleCracking本构模型,以探究保温层因裂缝扩展而形成热桥的可能性。根据模拟结果,保温层裂缝集中出现在连接件附近,裂缝开展呈十字形,在每个连接件附近有两处裂缝,模拟得到的最大裂缝区域宽度为5.2mm,平均为3.5mm,考虑到模拟结果要大于实际裂缝宽度,因此基本满足规范中保温层不产生热桥的规定。