巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性及安全性研究

馬 挺 徐元盛 李建偉 李國旺 李玉春 張 璐

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450052）

巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性及安全性研究

馬 挺 徐元盛 李建偉 李國旺 李玉春 張 璐

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450052）

通過對不同巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性及安全性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)具有很好的耐候性，能夠抵御溫度應(yīng)力和雨水沖刷的影響；玻纖網(wǎng)、抹面層及飾面層能有效保護(hù)巖棉保溫層，具有減少受到水分的侵蝕作用；經(jīng)過耐候性測試后，巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的抗沖擊性能符合10J級要求，整個(gè)巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是一個(gè)柔性漸變、逐層釋放應(yīng)力且抗裂保溫的系統(tǒng)。

巖棉板；外墻外保溫系統(tǒng)；耐候性

0 引言

近幾年，國內(nèi)外發(fā)生的幾起重大火災(zāi)事故，都與建筑外墻使用有機(jī)保溫材料有關(guān)，因此保溫材料的防火問題引起人們的高度關(guān)注[1]。巖棉作為無機(jī)保溫材料的代表具有良好的保溫、隔熱、隔聲及吸音性能，巖棉及其制品具有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、不燃燒、防火無毒、適用范圍廣、化學(xué)性能穩(wěn)定、使用周期長等突出優(yōu)點(diǎn)[2]。巖棉板外墻外保溫是選用巖棉板作為保溫層，將其設(shè)置在外墻結(jié)構(gòu)層的外側(cè)，以達(dá)到墻體保溫效果的一種建筑物保溫系統(tǒng)，是非常理想的無機(jī)類保溫材料。目前還缺乏足夠的巖棉體系實(shí)證和研究資料，但市場對巖棉這種不燃保溫材料的需求量突增，以至于質(zhì)量參差不齊的材料進(jìn)入建筑工地，加之施工工藝與技術(shù)尚未成熟，這就埋下了各種質(zhì)量安全隱患[3]。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原材料與主要儀器設(shè)備

試驗(yàn)所用巖棉為鄭州某建材公司生產(chǎn)的巖棉板，規(guī)格型號為1 200 mm×600×40 mm、1 200 mm× 600×80 mm。

使用的主要儀器設(shè)備如下：

外墻外保溫系統(tǒng)耐候性抗風(fēng)壓綜合檢測裝置，WQ-NH-KF3021型，沈陽紫薇機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)；

苯板抗沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)儀，BH-CJ-A型，沈陽紫薇機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)；

高精度黏結(jié)強(qiáng)度檢測儀，ZQS6-2000A型，北京盛世偉業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

按巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)要求制作試驗(yàn)墻，其中A墻使用40 mm厚的巖棉 （飾面層一半使用瓷磚，一半使用外墻漆），B墻使用80 mm厚的巖棉（飾面層使用外墻漆）。具體工序如下：將基層墻面清理干凈，澆水潤濕；確定巖棉板定位線，在混凝土基層上均勻涂抹水泥基膠粘劑，將巖棉板鋪設(shè)到膠粘劑層上；根據(jù)施工圖在錨栓安裝部位鉆孔，敲入帶圓盤的尼龍?zhí)坠埽瑝壕o巖棉板，每m2墻上設(shè)置6～8個(gè)錨固件；涂刷抹面砂漿，找平；找平層固化干燥后（一般為3～7 d），鋪設(shè)耐堿網(wǎng)格布（A墻全部雙層網(wǎng)格布，B墻半面單層網(wǎng)格布半面雙層網(wǎng)格布），并在網(wǎng)格布上涂抹3～5 mm厚的聚合物抗裂砂漿；抗裂砂漿固化干燥后，A墻半面涂抹瓷磚黏結(jié)砂漿，并粘貼飾面磚，其余半面墻及B墻涂刷2遍柔性耐水膩?zhàn)樱⒈３直砻嫫秸混o置2 d后，在膩?zhàn)由贤克⑼鈮τ玫灼岷兔嫫帷Ｖ链耍瑤r棉板外墻外保溫施工工藝完成，如圖1所示。

圖1 巖棉外墻外保溫系統(tǒng)耐候性試驗(yàn)墻

試驗(yàn)墻制作完成后，在溫度20～25℃、相對濕度60%～80%的條件下養(yǎng)護(hù)28 d，開始試驗(yàn)。第一階段為80次熱雨循環(huán)，在1 h內(nèi)溫度升至70℃，恒溫2 h（相對濕度保持在10%～30%），再噴水1 h（水溫15℃，流量1 L/（m2/min）），靜置2 h，完成一次循環(huán)，每次循環(huán)6 h，80次循環(huán)實(shí)際用時(shí)25 d。試驗(yàn)墻在溫度23℃、相對濕度50%的環(huán)境下放置48 h。第二階段為5次冷熱循環(huán)，在1 h內(nèi)溫度升至50℃，恒溫7 h（相對濕度保持在10%～30%），再在2 h內(nèi)溫度將至-20℃，恒溫14 h，完成一次循環(huán)。每次循環(huán)用時(shí)24 h，5次循環(huán)實(shí)際用時(shí)6 d。

參照J(rèn)GJ 144—2004對抹面層與保溫層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度、巖棉板外保溫系統(tǒng)的抗沖擊性能（10J）等進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 耐候性試驗(yàn)

圖2 經(jīng)過耐候性測試后的試驗(yàn)墻

經(jīng)肉眼觀察發(fā)現(xiàn)，除略有水銹痕跡外，兩面試驗(yàn)墻的墻表面均看不出任何變化，飾面層完好，無起泡和脫落現(xiàn)象，保溫材料的接縫處無裂紋，無試驗(yàn)墻表面開裂使水滲入到保溫材料層內(nèi)的現(xiàn)象發(fā)生。通過該試驗(yàn)可以證明這4種巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的做法均是可行的，具有很好的耐候性，能夠抵御溫度應(yīng)力和雨水沖刷的影響。

2.2 安全性試驗(yàn)

抹面層與保溫層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度測試結(jié)果如表1所示。

結(jié)果表明，經(jīng)過耐候性測試后，這4種巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)抹面層與保溫層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度均小于巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度17 kPa，均大于浸水處理28 d后巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度11 kPa。這說明玻纖網(wǎng)、抹面層及飾面層能有效保護(hù)巖棉保溫層,減少受到水分的侵蝕作用。

B墻單層玻纖網(wǎng)區(qū)域的抗沖擊性能（10 J）測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 B墻單層玻纖網(wǎng)區(qū)域的抗沖擊性能測試

從上圖可以看出，經(jīng)過10 J能量沖擊后，除2個(gè)沖擊點(diǎn)周圍略有裂紋外,其余沖擊點(diǎn)均完好無損。

A墻飾面磚區(qū)域、A墻外墻漆區(qū)域、B墻雙層玻纖網(wǎng)區(qū)域經(jīng)抗沖擊性能（10 J）測試，沖擊點(diǎn)均完好無損。這說明這4種巖棉外墻外保溫系統(tǒng)的抗沖擊性能均符合標(biāo)準(zhǔn)JGJ 144中10 J級的要求(10個(gè)沖擊點(diǎn)中破壞點(diǎn)的數(shù)量不超過4個(gè))。這是由于耐堿玻纖網(wǎng)的鋪設(shè)不僅能分散應(yīng)力，還能阻止應(yīng)力擴(kuò)散。聚合物抗裂、砂漿柔性耐水膩?zhàn)雍途哂幸欢ㄈ嵝缘膹椥酝苛系氖褂靡簿哂泻芎玫娜嵝苑懒炎饔谩Ｒ虼苏麄€(gè)巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)成為一個(gè)柔性漸變、逐層釋放應(yīng)力且抗裂保溫的系統(tǒng)。

本研究是在試驗(yàn)環(huán)境條件下完成的，具有一定的參考價(jià)值，為工程應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。但是工程應(yīng)用中，影響巖棉外墻外保溫系統(tǒng)的因素有很多，如黏結(jié)砂漿的黏結(jié)面積、每平方米錨栓的數(shù)量、基層墻體的類型、原材料的質(zhì)量、施工工藝及技術(shù)等。實(shí)際工程中巖棉外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性及安全性有待進(jìn)一步研究考證。

3 結(jié)論

巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)試驗(yàn)墻經(jīng)耐候性測試后，墻面除略有水銹痕跡外，均看不出任何變化，飾面層完好，無起泡和脫落現(xiàn)象，保溫材料的接縫處無裂紋，無試驗(yàn)墻表面開裂使水滲入到保溫材料層內(nèi)的現(xiàn)象發(fā)生，具有很好的耐候性，能夠抵御溫度應(yīng)力和雨水沖刷的影響。

經(jīng)過耐候性測試后，巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)抹面層與保溫層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度均小于巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度，大于浸水處理28 d后巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度。這說明玻纖網(wǎng)、抹面層及飾面層能有效保護(hù)巖棉保溫層，減少受到水分的侵蝕作用。

表1 抹面層與保溫層的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度

經(jīng)過耐候性測試后，巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的抗沖擊性能符合10 J級要求。這說明整個(gè)巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是一個(gè)柔性漸變、逐層釋放應(yīng)力、抗裂保溫的系統(tǒng)。

[1]王浩.巖棉外墻外保溫體系耐久性能研究[J].中國建材科技,2014(3)：25-27.

[2]宋長友,黃振利.巖棉外墻外保溫系統(tǒng)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].建筑科學(xué),2008,24(2)：84-92.

[3]章書建.巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用及案例分析[J].建筑節(jié)能,2012,40(8)：45-47.