巖棉在外墻外保溫系統中的應用

任進軍

摘要：剖析巖棉材料的特點，分析提出巖棉用于外墻保溫系統的性能要求和巖棉用于外墻保溫系統的結構分析。旨在為相關工作人員提供借鑒作用。

關鍵詞：外墻外保溫系統;巖棉;應用

在能源緊缺的情況下，國家制定了許多節能減排的政策法規，其中建筑節能是一項重點節能工程。建筑能源消費、工業能源消費和交通能源消費是我國“三大能源消費大戶”。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。如果把建筑材料生產中的能耗和與建筑相關的能耗加進去，占全部能耗的45%以上，由此可見，建筑節能刻不容緩。但是，從目前的外墻保溫體系來看，有機保溫材料仍存在諸多弊端，如因有機物的可燃性而導致的重大火災事故不斷發生，造成了大量的生命財產損失。在這方面，公安部、住房和城鄉建設部聯合發布的“防火暫行規定的民用建筑外保溫系統及外墻裝飾”9月25日，2009年的規定制定具體的防火要求材料和外墻保溫系統的施工。本規定所稱燃燒性能為A級的保溫材料，目前主要有巖棉、玻璃棉、玻化微珠復合料漿、發泡水泥、真空保溫板（VIP板）等等。

1 巖棉材料的特點

1.1 抗拉強度

抗拉強度是指材料在拉伸斷裂前所能夠承受的最大拉應力，比較抗拉強度為與墻面垂直的方向，由于巖棉纖維排列方式的不同，巖棉的抗拉強度也不盡相同，巖棉條在容重較小的前提下擁有較高的抗拉強度，可以達到巖棉板的6倍～10倍。與現在常用的保溫材料對比，巖棉板在表面能夠承受的拉力是要遠小于各種常用的有機材料的，即使是巖棉條的抗拉強度也存在不小的差距。不過需要考慮的是即便抗拉強度最高的擠塑板（XPS）在使用容重較大的飾面材料時也需要采取必要措施進行加固，因此在外墻飾面的材料選擇上應該重點考慮各種材料在抗拉強度上的差異，選取與所選用的保溫材料和飾面材料相適應的施工措施來保障工程的質量。

1.2 吸水性

巖棉材料具有很高的吸濕性，在潮濕狀態下強度會大幅衰減，導熱系數會大幅上升，嚴重影響保溫系統的安全性與性能。因此，吸水量的評價是巖棉在實際應用中的重要指標，一般以“短時間、部分浸泡吸水量”的指標作為評判標準，參照歐洲標準EN1609，將尺寸為（200±1）mm×（200±1）mm的樣品局部浸入水中，浸水深度（10±2）mm，浸水時間24h，然后在溫度（23±2）℃和濕度（50±5）%的條件下干燥（10±0.5）min后測量樣品重量，計算吸水量。經過表面憎水處理的巖棉產品完全可以適應潮濕環境，達到與各種有機材料相仿的吸水量水平，但在潮濕環境中，巖棉的性能與正常狀況存在很大的差距，雖然能夠接近最常用的聚苯板外保溫系統，但應結合本地的氣候條件對這方面進行重點考察。值得注意的是我國國產巖棉板的質量參差不齊，大量以礦渣為原料的劣質產品充斥市場，在吸水性的各個指標上與正規產品有巨大的差距，在選用過程中務必要嚴把材料質量，選擇合格產品。

1.3 最高工作溫度與燃燒特性

巖棉材料完全為天然石材原料加工而成，主要成分是無機礦物纖維，無法燃燒，單純的巖棉材料可以在400℃的工作環境內保持大部分保溫功能，在火災條件下，自身不燃燒，不釋放有毒氣體，還可以起到一定的隔絕溫度的作用，這是現有各種有機保溫材料所無法企及的。EPS等材料在100℃左右就會軟化，開始喪失保溫和支撐效果，在明火條件下會迅速液化，并且可以促進火焰蔓延。特別是聚氨酯，在明火條件下迅速碳化，并釋放大量含有氰化氫的劇毒氣體，可以說是導致人員傷亡的罪魁禍首。

2 用于外墻保溫系統的巖棉的性能要求

根據巖棉的生產工藝不同，可將其分成沉降法巖棉、擺錘法巖棉和三維法巖棉3種。沉降法巖棉的抗壓強度和層間結合強度都較差，吸水率很高;擺錘法巖棉的抗壓強度和層間結合強度比沉降法巖棉高，吸水率也大大降低;三維法巖棉是通過機械方法把擺錘法疊鋪形成的未固化巖棉層改變分布方向而制成的，巖棉纖維呈三維分布，抗壓強度高，不易分層和剝離，吸水率低，但價格較高，不適合大面積采用。兼顧性能和價格兩因素，選擇擺錘法巖棉作為外墻的保溫材料。

3 巖棉在外墻保溫系統中的應用

3.1 巖棉板復合找平漿料外墻外保溫系統構造

根據各種工程的要求不同，巖棉在外墻保溫中的構造也有所不同。其復合漿料找平構造施工工序繁瑣，在鋪完熱鍍鋅網后還需鋪耐堿玻纖網，相應的工程造價也高，但這種構造的巖棉板抗沖擊強度得到提高，通過復合漿料的找平，可以很大程度地釋放整個系統的內應力，避免了飾面層開裂的可能，所以飾面層可以選用飾面砂漿，也可以是彈性涂料

3.2 巖棉板增強網（雙層網）薄抹灰外墻外保溫系統構造

巖棉板在外墻外保溫系統中的第2種構造是使用增強網。這種構造相對于復合漿料找平的構造方式而言，造價相對較低，施工工序相對簡單，對巖棉板的質量要求也較低，垂直板面的抗拉強度≥7.5kPa的均可使用。這種構造的飾面層推薦為飾面砂漿和彈性涂料，但實際表明飾面砂漿更適合于這個系統，因為巖棉保溫系統的透氣性相對較高，若飾面涂層的透氣性相對較差，則涂層會出現鼓包、脫落等現象。

3.3 巖棉板增強網（單層網）薄抹灰外墻外保溫系統構造

單層網外墻外保溫系統的構造，與EPS板薄抹灰系統基本相似，但由于巖棉板的抗沖擊強度相對較低，在構造中對板的抗拉強度要求有所提高，必須大于10kPa以上。這種構造不推薦用在普通涂料飾面的體系中，比較適合用于玻璃幕墻及干掛大理石等飾面層的體系中，可以避免巖棉板沖擊強度低的缺點。

3.4 巖棉板在保溫裝飾一體化板外墻外保溫系統構造

保溫裝飾一體化板是目前市場上新興的一種保溫產品，由于其具有裝飾效果好、施工簡便、飾面層抗開裂、現場垃圾少等優點，已經在市場上被大量應用，保溫裝飾一體化是未來外墻保溫的發展趨勢。但一體化板的保溫層基本為EPS、XPS及PU等有機材料，在防火方面存在安全隱患，一體化板這種新材料若想在市場上廣泛應用，則如何進行防火設計、如何選擇防火材料、如何施工安裝保證整個系統的完整性等問題都值得生產廠家考慮。若能把巖棉這種A級防火保溫材料與一體化板相結合，保溫裝飾一體化板的市場前景也會更好。巖棉在一體化板中的實施方案有兩種：一種為保溫層全部為巖棉，另一種為采用巖棉防火隔離帶。用于一體化板的巖棉應采用豎絲結構，即巖棉的纖維方向與飾面板相互垂直;用于一體化板的巖棉必須使用背襯板，以提高巖棉的整體強度。

4 結語

巖棉類外保溫系統作為一種較為傳統的外保溫材料，已經有了很長的應用時間，技術成熟，保溫性能和耐候性雖略遜于各種有機材料，但在A級防火的各類材料中有較大的優勢，而且施工工藝與聚苯板薄抹灰系統相似，現場操作便捷，不存在冷橋，對于各種新型防火保溫材料還存在較大的價格優勢，在氣候比較干燥的地區，不失為現有B級保溫材料的替代品。

參考文獻：

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