论文部分内容阅读
摘要：剖析岩棉材料的特点，分析提出岩棉用于外墙保温系统的性能要求和岩棉用于外墙保温系统的结构分析。旨在为相关工作人员提供借鉴作用。
关键词：外墙外保温系统;岩棉;应用
在能源紧缺的情况下，国家制定了许多节能减排的政策法规，其中建筑节能是一项重点节能工程。建筑能源消费、工业能源消费和交通能源消费是我国“三大能源消费大户”。建筑能耗通常占建筑能耗的30%，即建筑能耗在建筑的建造和使用中所占的比例。如果把建筑材料生产中的能耗和与建筑相关的能耗加进去，占全部能耗的45%以上，由此可见，建筑节能刻不容缓。但是，从目前的外墙保温体系来看，有机保温材料仍存在诸多弊端，如因有机物的可燃性而导致的重大火灾事故不断发生，造成了大量的生命财产损失。在这方面，公安部、住房和城乡建设部联合发布的“防火暂行规定的民用建筑外保温系统及外墙装饰”9月25日，2009年的规定制定具体的防火要求材料和外墙保温系统的施工。本规定所称燃烧性能为A级的保温材料，目前主要有岩棉、玻璃棉、玻化微珠复合料浆、发泡水泥、真空保温板（VIP板）等等。
1 岩棉材料的特点
1.1 抗拉强度
抗拉强度是指材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力，比较抗拉强度为与墙面垂直的方向，由于岩棉纤维排列方式的不同，岩棉的抗拉强度也不尽相同，岩棉条在容重较小的前提下拥有较高的抗拉强度，可以达到岩棉板的6倍～10倍。与现在常用的保温材料对比，岩棉板在表面能够承受的拉力是要远小于各种常用的有机材料的，即使是岩棉条的抗拉强度也存在不小的差距。不过需要考虑的是即便抗拉强度最高的挤塑板（XPS）在使用容重较大的饰面材料时也需要采取必要措施进行加固，因此在外墙饰面的材料选择上应该重点考虑各种材料在抗拉强度上的差异，选取与所选用的保温材料和饰面材料相适应的施工措施来保障工程的质量。
1.2 吸水性
岩棉材料具有很高的吸湿性，在潮湿状态下强度会大幅衰减，导热系数会大幅上升，严重影响保温系统的安全性与性能。因此，吸水量的评价是岩棉在实际应用中的重要指标，一般以“短时间、部分浸泡吸水量”的指标作为评判标准，参照欧洲标准EN1609，将尺寸为（200±1）mm×（200±1）mm的样品局部浸入水中，浸水深度（10±2）mm，浸水时间24h，然后在温度（23±2）℃和湿度（50±5）%的条件下干燥（10±0.5）min后测量样品重量，计算吸水量。经过表面憎水处理的岩棉产品完全可以适应潮湿环境，达到与各种有机材料相仿的吸水量水平，但在潮湿环境中，岩棉的性能与正常状况存在很大的差距，虽然能够接近最常用的聚苯板外保温系统，但应结合本地的气候条件对这方面进行重点考察。值得注意的是我国国产岩棉板的质量参差不齐，大量以矿渣为原料的劣质产品充斥市场，在吸水性的各个指标上与正规产品有巨大的差距，在选用过程中务必要严把材料质量，选择合格产品。
1.3 最高工作温度与燃烧特性
岩棉材料完全为天然石材原料加工而成，主要成分是无机矿物纤维，无法燃烧，单纯的岩棉材料可以在400℃的工作环境内保持大部分保温功能，在火灾条件下，自身不燃烧，不释放有毒气体，还可以起到一定的隔绝温度的作用，这是现有各种有机保温材料所无法企及的。EPS等材料在100℃左右就会软化，开始丧失保温和支撑效果，在明火条件下会迅速液化，并且可以促进火焰蔓延。特别是聚氨酯，在明火条件下迅速碳化，并释放大量含有氰化氢的剧毒气体，可以说是导致人员伤亡的罪魁祸首。
2 用于外墙保温系统的岩棉的性能要求
根据岩棉的生产工艺不同，可将其分成沉降法岩棉、摆锤法岩棉和三维法岩棉3种。沉降法岩棉的抗压强度和层间结合强度都较差，吸水率很高;摆锤法岩棉的抗压强度和层间结合强度比沉降法岩棉高，吸水率也大大降低;三维法岩棉是通过机械方法把摆锤法叠铺形成的未固化岩棉层改变分布方向而制成的，岩棉纤维呈三维分布，抗压强度高，不易分层和剥离，吸水率低，但价格较高，不适合大面积采用。兼顾性能和价格两因素，选择摆锤法岩棉作为外墙的保温材料。
3 岩棉在外墙保温系统中的应用
3.1 岩棉板复合找平浆料外墙外保温系统构造
根据各种工程的要求不同，岩棉在外墙保温中的构造也有所不同。其复合浆料找平构造施工工序繁琐，在铺完热镀锌网后还需铺耐碱玻纤网，相应的工程造价也高，但这种构造的岩棉板抗冲击强度得到提高，通过复合浆料的找平，可以很大程度地释放整个系统的内应力，避免了饰面层开裂的可能，所以饰面层可以选用饰面砂浆，也可以是弹性涂料
3.2 岩棉板增强网（双层网）薄抹灰外墙外保温系统构造
岩棉板在外墙外保温系统中的第2种构造是使用增强网。这种构造相对于复合浆料找平的构造方式而言，造价相对较低，施工工序相对简单，对岩棉板的质量要求也较低，垂直板面的抗拉强度≥7.5kPa的均可使用。这种构造的饰面层推荐为饰面砂浆和弹性涂料，但实际表明饰面砂浆更适合于这个系统，因为岩棉保温系统的透气性相对较高，若饰面涂层的透气性相对较差，则涂层会出现鼓包、脱落等现象。
3.3 岩棉板增强网（单层网）薄抹灰外墙外保温系统构造
单层网外墙外保温系统的构造，与EPS板薄抹灰系统基本相似，但由于岩棉板的抗冲击强度相对较低，在构造中对板的抗拉强度要求有所提高，必须大于10kPa以上。这种构造不推荐用在普通涂料饰面的体系中，比较适合用于玻璃幕墙及干挂大理石等饰面层的体系中，可以避免岩棉板冲击强度低的缺点。
3.4 岩棉板在保温装饰一体化板外墙外保温系统构造
保温装饰一体化板是目前市场上新兴的一种保温产品，由于其具有装饰效果好、施工简便、饰面层抗开裂、现场垃圾少等优点，已经在市场上被大量应用，保温装饰一体化是未来外墙保温的发展趋势。但一体化板的保温层基本为EPS、XPS及PU等有机材料，在防火方面存在安全隐患，一体化板这种新材料若想在市场上广泛应用，则如何进行防火设计、如何选择防火材料、如何施工安装保证整个系统的完整性等问題都值得生产厂家考虑。若能把岩棉这种A级防火保温材料与一体化板相结合，保温装饰一体化板的市场前景也会更好。岩棉在一体化板中的实施方案有两种：一种为保温层全部为岩棉，另一种为采用岩棉防火隔离带。用于一体化板的岩棉应采用竖丝结构，即岩棉的纤维方向与饰面板相互垂直;用于一体化板的岩棉必须使用背衬板，以提高岩棉的整体强度。
4 结语
岩棉类外保温系统作为一种较为传统的外保温材料，已经有了很长的应用时间，技术成熟，保温性能和耐候性虽略逊于各种有机材料，但在A级防火的各类材料中有较大的优势，而且施工工艺与聚苯板薄抹灰系统相似，现场操作便捷，不存在冷桥，对于各种新型防火保温材料还存在较大的价格优势，在气候比较干燥的地区，不失为现有B级保温材料的替代品。
参考文献：
[1]闫枫，延树立，邓春祥.岩棉在外墙外保温系统中的应用[J].上海涂料，2011，49（06）：20-22.
[2]芮彩雲.岩棉外墙外保温系统应用研究[D].兰州理工大学，2019.
[3]张碧茹.岩棉在外墙外保温系统中的应用[C].中国绝热节能材料协会.2009年中国绝热节能材料协会年会论文集.中国绝热节能材料协会：中国绝热隔音材料协会，2009：322-352.
[4]张国良，张璐.谈岩棉在外墙外保温系统中的应用[J].山西建筑，2012，38（14）：219-220.
关键词：外墙外保温系统;岩棉;应用
在能源紧缺的情况下，国家制定了许多节能减排的政策法规，其中建筑节能是一项重点节能工程。建筑能源消费、工业能源消费和交通能源消费是我国“三大能源消费大户”。建筑能耗通常占建筑能耗的30%，即建筑能耗在建筑的建造和使用中所占的比例。如果把建筑材料生产中的能耗和与建筑相关的能耗加进去，占全部能耗的45%以上，由此可见，建筑节能刻不容缓。但是，从目前的外墙保温体系来看，有机保温材料仍存在诸多弊端，如因有机物的可燃性而导致的重大火灾事故不断发生，造成了大量的生命财产损失。在这方面，公安部、住房和城乡建设部联合发布的“防火暂行规定的民用建筑外保温系统及外墙装饰”9月25日，2009年的规定制定具体的防火要求材料和外墙保温系统的施工。本规定所称燃烧性能为A级的保温材料，目前主要有岩棉、玻璃棉、玻化微珠复合料浆、发泡水泥、真空保温板（VIP板）等等。
1 岩棉材料的特点
1.1 抗拉强度
抗拉强度是指材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力，比较抗拉强度为与墙面垂直的方向，由于岩棉纤维排列方式的不同，岩棉的抗拉强度也不尽相同，岩棉条在容重较小的前提下拥有较高的抗拉强度，可以达到岩棉板的6倍～10倍。与现在常用的保温材料对比，岩棉板在表面能够承受的拉力是要远小于各种常用的有机材料的，即使是岩棉条的抗拉强度也存在不小的差距。不过需要考虑的是即便抗拉强度最高的挤塑板（XPS）在使用容重较大的饰面材料时也需要采取必要措施进行加固，因此在外墙饰面的材料选择上应该重点考虑各种材料在抗拉强度上的差异，选取与所选用的保温材料和饰面材料相适应的施工措施来保障工程的质量。
1.2 吸水性
岩棉材料具有很高的吸湿性，在潮湿状态下强度会大幅衰减，导热系数会大幅上升，严重影响保温系统的安全性与性能。因此，吸水量的评价是岩棉在实际应用中的重要指标，一般以“短时间、部分浸泡吸水量”的指标作为评判标准，参照欧洲标准EN1609，将尺寸为（200±1）mm×（200±1）mm的样品局部浸入水中，浸水深度（10±2）mm，浸水时间24h，然后在温度（23±2）℃和湿度（50±5）%的条件下干燥（10±0.5）min后测量样品重量，计算吸水量。经过表面憎水处理的岩棉产品完全可以适应潮湿环境，达到与各种有机材料相仿的吸水量水平，但在潮湿环境中，岩棉的性能与正常状况存在很大的差距，虽然能够接近最常用的聚苯板外保温系统，但应结合本地的气候条件对这方面进行重点考察。值得注意的是我国国产岩棉板的质量参差不齐，大量以矿渣为原料的劣质产品充斥市场，在吸水性的各个指标上与正规产品有巨大的差距，在选用过程中务必要严把材料质量，选择合格产品。
1.3 最高工作温度与燃烧特性
岩棉材料完全为天然石材原料加工而成，主要成分是无机矿物纤维，无法燃烧，单纯的岩棉材料可以在400℃的工作环境内保持大部分保温功能，在火灾条件下，自身不燃烧，不释放有毒气体，还可以起到一定的隔绝温度的作用，这是现有各种有机保温材料所无法企及的。EPS等材料在100℃左右就会软化，开始丧失保温和支撑效果，在明火条件下会迅速液化，并且可以促进火焰蔓延。特别是聚氨酯，在明火条件下迅速碳化，并释放大量含有氰化氢的剧毒气体，可以说是导致人员伤亡的罪魁祸首。
2 用于外墙保温系统的岩棉的性能要求
根据岩棉的生产工艺不同，可将其分成沉降法岩棉、摆锤法岩棉和三维法岩棉3种。沉降法岩棉的抗压强度和层间结合强度都较差，吸水率很高;摆锤法岩棉的抗压强度和层间结合强度比沉降法岩棉高，吸水率也大大降低;三维法岩棉是通过机械方法把摆锤法叠铺形成的未固化岩棉层改变分布方向而制成的，岩棉纤维呈三维分布，抗压强度高，不易分层和剥离，吸水率低，但价格较高，不适合大面积采用。兼顾性能和价格两因素，选择摆锤法岩棉作为外墙的保温材料。
3 岩棉在外墙保温系统中的应用
3.1 岩棉板复合找平浆料外墙外保温系统构造
根据各种工程的要求不同，岩棉在外墙保温中的构造也有所不同。其复合浆料找平构造施工工序繁琐，在铺完热镀锌网后还需铺耐碱玻纤网，相应的工程造价也高，但这种构造的岩棉板抗冲击强度得到提高，通过复合浆料的找平，可以很大程度地释放整个系统的内应力，避免了饰面层开裂的可能，所以饰面层可以选用饰面砂浆，也可以是弹性涂料
3.2 岩棉板增强网（双层网）薄抹灰外墙外保温系统构造
岩棉板在外墙外保温系统中的第2种构造是使用增强网。这种构造相对于复合浆料找平的构造方式而言，造价相对较低，施工工序相对简单，对岩棉板的质量要求也较低，垂直板面的抗拉强度≥7.5kPa的均可使用。这种构造的饰面层推荐为饰面砂浆和弹性涂料，但实际表明饰面砂浆更适合于这个系统，因为岩棉保温系统的透气性相对较高，若饰面涂层的透气性相对较差，则涂层会出现鼓包、脱落等现象。
3.3 岩棉板增强网（单层网）薄抹灰外墙外保温系统构造
单层网外墙外保温系统的构造，与EPS板薄抹灰系统基本相似，但由于岩棉板的抗冲击强度相对较低，在构造中对板的抗拉强度要求有所提高，必须大于10kPa以上。这种构造不推荐用在普通涂料饰面的体系中，比较适合用于玻璃幕墙及干挂大理石等饰面层的体系中，可以避免岩棉板冲击强度低的缺点。
3.4 岩棉板在保温装饰一体化板外墙外保温系统构造
保温装饰一体化板是目前市场上新兴的一种保温产品，由于其具有装饰效果好、施工简便、饰面层抗开裂、现场垃圾少等优点，已经在市场上被大量应用，保温装饰一体化是未来外墙保温的发展趋势。但一体化板的保温层基本为EPS、XPS及PU等有机材料，在防火方面存在安全隐患，一体化板这种新材料若想在市场上广泛应用，则如何进行防火设计、如何选择防火材料、如何施工安装保证整个系统的完整性等问題都值得生产厂家考虑。若能把岩棉这种A级防火保温材料与一体化板相结合，保温装饰一体化板的市场前景也会更好。岩棉在一体化板中的实施方案有两种：一种为保温层全部为岩棉，另一种为采用岩棉防火隔离带。用于一体化板的岩棉应采用竖丝结构，即岩棉的纤维方向与饰面板相互垂直;用于一体化板的岩棉必须使用背衬板，以提高岩棉的整体强度。
4 结语
岩棉类外保温系统作为一种较为传统的外保温材料，已经有了很长的应用时间，技术成熟，保温性能和耐候性虽略逊于各种有机材料，但在A级防火的各类材料中有较大的优势，而且施工工艺与聚苯板薄抹灰系统相似，现场操作便捷，不存在冷桥，对于各种新型防火保温材料还存在较大的价格优势，在气候比较干燥的地区，不失为现有B级保温材料的替代品。
参考文献：
[1]闫枫，延树立，邓春祥.岩棉在外墙外保温系统中的应用[J].上海涂料，2011，49（06）：20-22.
[2]芮彩雲.岩棉外墙外保温系统应用研究[D].兰州理工大学，2019.
[3]张碧茹.岩棉在外墙外保温系统中的应用[C].中国绝热节能材料协会.2009年中国绝热节能材料协会年会论文集.中国绝热节能材料协会：中国绝热隔音材料协会，2009：322-352.
[4]张国良，张璐.谈岩棉在外墙外保温系统中的应用[J].山西建筑，2012，38（14）：219-220.