外墙外保温用岩棉制品的性能及应用

外墙外保温用岩棉制品的性能及应用

自2006年1月1日起，中国开始实施民用建筑节能法，要求所有新建建筑严格执行50%的设计标准，并率先在北京、天津和上海等主要城市实施65%的节能标准。为了达到上述节能标准,仅仅依靠墙体结构材料的自保温是非常难以达到的,即使能够达到也是非常不经济的,由此各种保温绝热材料开始大规模应用到墙体保温体系中。尽管在目前中国外墙外保温体系中,占据主要份额的EPS和XPS等有机保温材料,但岩棉由于其自身所具有的良好的防火性能、透气性能和优异的隔音性能,越来越多的公共工程和高端的住宅建筑开始使用岩棉作为其外墙外保温系统的温材料。1岩棉外包温剂的性能1.1岩棉制品防火性能(1)岩棉制品为不燃材料,根据标准GB8624-2006和EN13501-1,获得最高A1级防火评定,具有绝佳的防火性能。(2)最高使用温度为650℃以上,岩棉制品的熔点超过1000℃。(3)在遇到火灾时,岩棉制品不会引发烟雾或造成火星,更不会滴落,不会导致火势蔓延;即使在高温状态下也不会释放出对环境和人体不利或有害的气体。1.2岩棉板导热系数岩棉是一种多孔纤维状材料,本身具有非常好的保温绝热性能,按国家标准GB/T19686和EN13162,岩棉板导热系数(25℃)应不大于0.040W/(m·K),有标称值时还应不大于其标称值;岩棉制品在25℃的热容量为0.84kJ/(kg·K)。1.3透气性能好岩棉是一种多孔的纤维状材料,与其他有机保温材料不一样,岩面的孔状结构多为开孔的,从而使得岩棉具有非常好的透气性能,根据欧盟标准EN12086,岩面的水蒸气渗透阻值仅为1.3左右,水蒸气基本上可以自由地透过岩棉制品(见图1)。由于岩棉本身所具有的优良的保温性能和透气性能,水蒸气在通过岩棉制品时,基本不会出现冷凝现象,可有效地减少建筑墙体发霉情况,同时提高外墙保温系统的寿命。1.4互消耗声能岩棉制品的开孔的纤维状结构,声音通过时,纤维的振动和相互摩擦会消耗声能而起到吸音的作用。根据ASTMC423-01,50mm厚的岩棉,其NRC系数可以达到0.90以上:100mm厚的岩棉,其NRC系数可以达到1.0。1.5岩棉制品的热胀行为岩棉制品能确保持久的隔热功能,制品的导热系数不会随时间变化;岩棉制品能确保尺寸的长期稳定性,其膨胀率非常低,常温下,其膨胀率仅为1×10-6,根据ASTMC356,岩棉制品在最高使用温度650℃时,24h的线收缩率不超过1%,因此岩棉不会因热胀冷缩而对表面的网格布、砂浆等产生附加应力。1.6岩棉制品的吸水率外墙外保温用岩棉,不仅具有非常好的防水性能、憎水性能,而且还具有很好的防水蒸气的性能:根据国家标准GB11835-2007,岩棉制品的吸水率:≤5%;岩棉制品的憎水率:≥98%。根据ASTMC1104/1104M岩棉制品的吸水率应<0.2%(体积比)。根据欧盟相关标准:EN1609,岩棉短期部分浸水吸水率应<1.0kg/m2。EN12087岩棉长期完全浸水吸水率<3.0kg/m2。1.7抗压强度测试经过生产工艺的改进,外墙外保温用岩棉可以具有比较好的机械性能,主要表现在:⑴抗压强度(在10%的压缩变形下),按EN826或GB/T19686-2005测试:岩棉板≥40kPa,岩棉条≥100kPa。⑵拉拔强度(垂直与表面)按EN1607测试,岩棉板≥10kPa,岩棉条≥80kPa。1.8岩棉的化学稳定性岩棉制品是玄武岩、辉绿岩等天然岩石经高温熔融,离心喷吹而成的无机纤维.其98%以上的成分为无机物,且酸度系数达1.6以上,使岩棉具有良好的化学稳定性。岩棉不含活泼元素与腐蚀成分,也不含影响建筑的溶剂,油性物质或软化剂。因此,好的岩棉制品,配以合理的安装施工,便无需维护,不会老化,根据欧洲外墙外保温系统的应用经验,岩棉可以做到与建筑同寿命。1.9风险成分cfc岩棉制品中不含CFC,HFC,HCFC或石棉等有毒、致癌等成分。同时,岩棉的放射性以及游离醛含量等均符合标准要求,是一种绿色环保的建材产品。1.10施工简单在施工现场,使用简易的切割工具即可将岩棉切割成需要的形状。2棉外包温系统结构形式外墙外保温系统形式多种多样,而不同的系统对岩棉制品的要求也不尽相同,下面介绍几种国外常用的外墙外保温系统及其对岩棉制品的要求。2.1岩棉板砂岩薄砂涂料外保温系统岩棉板技术要求见表1;岩棉板砂浆薄摸灰外墙外保温系统示意见图2。2.2岩棉条砂岩的薄砂包被防水室外保温系统岩棉条技术要求见表2;岩棉条砂浆薄抹灰外墙外保温系统结构示意见图3。2.3岩棉板砂岩厚砂涂料外保温系统岩棉板技术要求见表3;岩棉板砂浆厚抹灰外墙外保温系统结构示意见图4。2.4岩棉板夹心墙保温系统岩棉板技术要求见表4;岩棉板夹心墙保温系统结构示意见图5。2.5通风式幕墙保温系统岩棉板(带贴面)技术要求见表5;岩棉板(带贴面)通风式幕墙保温系统结构示意见图6。除上述介绍的各种外墙外保温形式外,外墙外保温还有很多其他的形式,但目前世界上应用最多的还是薄抹灰系统和幕墙式保温系统。3岩棉外墙保温上海地区的外墙外保温系统最早应用于2000年。当时上海新型建材矿棉厂与专威特公司合作,将上海新型建材矿棉厂的一栋办公楼外墙用岩棉外墙外保温薄抹灰系统进行保温。此后,上海新型建材矿棉厂先后与上海堡密特公司、海喜得以及申得欧公司合作,应用岩棉板外墙外保温薄抹灰系统分别对工业厂房外墙、高层建筑外墙和别墅等外墙进行外保温。3.1地下主流系统该案例是上海市第一个岩棉外墙外保温系统的工业工程,办公楼和厂房总面积20000m2,岩棉板密度为150kg/m3,采用岩棉板薄抹灰外墙外保温系统,2006年7月竣工(见图7)。3.2岩棉板岩棉板使用工程该案例是国内首例使用岩棉外墙薄抹灰外保温系统的住宅小区,由6栋高层和4栋双拼别墅组成,工程采用密度140kg/m3,厚度100mm的岩棉板,使用面积约50000m2。项目于2006年开始施工,第一、二期以分别于2007、2008年初竣工(见图8、9)。3.3岩棉板薄抹灰外墙外保温系统该案例选用密度为150kg/m3的岩棉板,使用面积约2000m2,采用岩棉板薄抹灰外墙外保温系统,项目于2007年竣工(见图10)。3.4外墙外保温用岩棉制品进行外墙保温该案例采用密度为140kg/m3,厚度为100mm的岩棉板,使用面积约500m2,采用岩棉外墙薄抹灰外保温系统,2000年初竣工(见图11)。2010年9月份,我们分别回访了以上这些案例项目。经过多年的使用,这些项目依然完好,没有出现明显的开裂,脱落和漏水、渗水等影响使用的情况。各项目外墙保温效果良好,取得了非常好的节能效果,其中上海中鹰黑森林项目通过外墙保温,配以门窗等保温措施,节能效果达到欧洲3升房的节能标准。虽然近年来上海地区不断推进岩棉外墙保温系统,但由于缺乏相关的系统标准、规范以及施工手册指导,要将岩棉外墙外保温系统进行大