建筑用巖棉保溫材料選型釋疑

周錦泉　 趙帥

摘? ?要：建筑外墻保溫系統的質量與性能直接關系到建筑整體的質量，特別是在北方，外墻保溫尤為重要。保溫材料的選型、施工工藝、與建筑類型的匹配度等等，都對保溫性能起著至關重要的作用。本文對巖棉保溫材料進行了基本介紹，并從生產工藝、材料特性、適用范圍等方面進行了闡述，對比分析了巖棉與礦渣棉、豎絲與橫絲巖棉、巖棉板與巖棉帶（組合板），對建筑用巖棉保溫材料的選材及應用問題給出了相應建議參考。

關鍵詞：巖棉? 礦渣棉? 豎絲巖棉? 橫絲巖棉? 巖棉板? 巖棉帶? 巖棉帶組合板

中圖分類號：TU111? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0148-02

北方氣候寒冷，保溫系統的質量與性能在北方住宅建筑中非常重要。不僅要考慮到保溫系統的保溫性能，還要兼顧防火性能、施工工藝等多方面因素。建筑材料在不斷的更新換代，不斷有新材料出現，在眾多的種類中，相較于價格，性能是更應該考慮的問題。隨著科技的發展進步，保溫系統的種類也在不斷的增加，不同的建筑類型需要配置不同的保溫系統，建筑與保溫相匹配，才能達到良好的保溫效果。傳統的聚苯板外保溫系統在歷經了多年的檢驗中發現，其雖然保溫性能穩定，但是防火性能方面卻不盡人意。近年來，我國發生的多起嚴重高層住宅火災，很多都是因為外保溫材料防火性能不達標而引起的。對此，國家政府部門對于高層建筑外保溫系統的防火性能做出了明確的規定：對于人員密集的公共建筑，高度在100m以上的住宅和高度在50m以上的公共建筑，必須采用A級不燃的保溫材料，強制執行，不得違規。

在實際的工程應用中，我們選用的A級不燃的保溫材料多為巖棉，巖棉也是高層住宅中應用最多，性價比最高的保溫材料。與聚苯板保溫系統相較而言，巖棉具有其獨特的優勢。但是也因為材料本身的特殊性，我們在工程使用中，也必須考慮到其與工程性能是否相適應。

在實際工程中，巖棉作為A級不燃的保溫材料在高層住宅保溫系統中被廣泛推薦采用。相比較聚苯板保溫系統，巖棉具有自身的材料特性，施工時必須充分考慮其工程適宜性能。市場上存在不同類型礦物棉保溫材料及產品，如何在實際應用中選擇合適的保溫材料、保溫產品、保溫系統，本文從生產工藝、材料特性、適用范圍等方面對幾個常見問題進行了對比說明和分析。

1? 巖棉與礦渣棉

巖棉與礦渣棉在本質上都屬于礦物棉 ，二者之間在生產工藝、纖維形態、耐堿性、導熱系數、不燃性等方面都非常相似。一般我們也習慣將巖棉和礦渣棉統稱為礦棉 ，很多人也會因此認為兩者是同一種東西。甚至有很多人覺得礦渣棉外觀看上去色澤潔白，相比于巖棉的灰綠色，白色自然更讓人覺得“純凈”。實際上這是一個認知上的誤區，雖然二者都屬于礦物棉的范疇，但也還客觀上存在一些不同之處。而之所以會存在差異，其主要原因是因為二者所包含的原料成份是不同的。

1.1 巖棉與礦渣棉化學成份及酸度系數的比較

在我國，礦渣棉的主要原料通常為高爐渣或其它冶金爐渣 ，而巖棉的主要原料則為玄武巖或輝綠巖，它們的化學成份存在很大的差異。通常我們在對巖棉與礦棉進行區分時，主要看二者的酸度系數，這也是將二者區分開來的主要標準。酸度系數指的是產品中酸性氧化物之和與堿性氧化物之和的比值，也可以稱之為酸堿系數。表示為MK=（二氧化硅+三氧化二鋁）/（氧化鈣+氧化鎂）。判斷標準以1.6為界，1.6以上（包括1.6）為巖棉，低于1.6則為礦渣棉。酸度系數越大，則巖棉和礦渣棉的化學耐久性越好。巖棉因為酸度系數高于礦渣棉，所以化學穩定性更好，更耐高溫。巖棉的pH值一般<4，礦渣棉的pH值一般>5，甚至>6。

1.2 巖棉與礦渣棉主要性能的差異

因為巖棉與礦渣棉之間化學成份的不同，酸度系數也有明顯差別 ，因此在性能方面自然也存在差別。在耐水性方面，巖棉優于礦渣棉，因此在潮濕環境中使用巖棉更為適宜。巖棉使用溫度可達800℃以上，軟化溫度高達900℃～1000℃。而礦渣棉在675℃就很容易產生粉化而解體，因此礦渣棉的使用溫度必須要控制在675℃以下。巖棉的導熱系數0.037～0.039W/M·K礦渣棉的導熱系數要略高一些。

1.3 巖棉與礦渣棉耐腐蝕性的差別

讓生鐵中的大部分硫脫除出來是高爐冶煉的作用之一 ，其主要目的在于防止生鐵在使用過程中產生熱脆現象。脫除的硫留存在高爐渣中，是以硫化鈣（CaS）的形態存在。礦渣棉在生產的過程中，CaS又隨之進入礦渣棉中。如果在濕度大的環境條件中使用礦渣棉時 ，礦渣棉中的CaS遇水會產生化學反應分解為Ca（OH）2（氫氧化鈣）和H2S（硫化氫）。而這兩種物質對礦渣棉的使用效果是具有不利作用的： Ca（OH）2 使水呈堿性 ，礦渣棉中的β-2CaO·SiO2（正硅酸鈣）在堿性水溶液的激發之下 ，會發生水化反應，從而使礦渣棉的耐水性更低;H2S氣體可溶解于水生成氫硫酸 ，在與金屬接觸時會發生腐蝕作用。

巖棉在熔煉時不存在太多的硫來源，僅有焦炭會帶入硫，但是量也是微小的，基本可以忽略不計，所以基本不存在腐蝕金屬的問題。礦渣棉主要原料是礦渣，硫含量大約在5%上下，如果使用環境比較潮濕與金屬接觸會有腐蝕作用。

1.4 巖棉與礦渣棉應用范圍的區別

礦渣棉可用于建筑物的填充絕熱、吸聲、隔聲、制氧機和冷庫保冷及各種熱力設備填充隔熱等。巖棉可根據不同用途制成：氈、條、管、粒狀、板狀等，應用于工業、建筑、船舶、農業等行業。在建筑外保溫工程中，由于對材料耐水性能要求高，一般要求采用巖棉板或巖棉帶制品。