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1、建筑外墻外保溫用巖棉性能研究摘要：隨著我國經濟的快速發展，建筑行業的進度和規模達到了空前的高度，為了滿足建筑消費者高效節能的要求，越來越多的企業采用了建筑外墻保溫材料。巖棉作為一種高效、穩定、耐火的保溫材料被廣泛應用到保溫建材當中。本文首先簡要介紹了巖棉的發展、概述及其自身特點，然后闡述了巖棉作為建筑外墻保溫材料需要研究的幾個重要性能。 關鍵詞：巖棉，外保溫，建筑外墻，性能研究中圖分類號：G267 文獻標識碼：A 文章編號：巖棉材料由于具有較好的保溫性能，同時具有抗裂性高、耐火性強以及使用壽命長的特點，在建筑外墻保溫工程中得到了廣泛的應用。對于建筑外墻保溫工程施工而言，只要采取有效的固定措施將2、巖棉板與墻體連接，就能夠保證建筑巖棉板良好的抗風荷載性能。此外，建筑巖棉保溫系統技術成熟，施工工藝簡單可靠，對于降低施工成本，加快施工進度十分有利，已經成為現階段外墻保溫的主流工藝。1. 巖棉材料的發展及概述鑒于巖棉具有良好的保溫和隔熱性能，早在上個世紀70年代，歐洲一些國家就已經開始使用巖棉作為建筑外墻外保溫材料了，至今已形成了一套成熟、完整的產品生產標準和性能檢驗標準。巖棉在我國的發展源于20世紀80年代，隨著生產與使用中問題的不斷解決，現已經在建筑保溫領域得到了長足發展。巖棉作為保溫材料用于建筑外墻外保溫時，可以是在整個建筑墻體中均使用巖棉板進行保溫，也可以作為添加材料與其他建筑材料配合3、使用，對墻體起到保溫、防火的作用。目前比較常用的形式主要為巖棉板和巖棉帶，兩者之間主要區別于材料內部纖維的排列方向，纖維排列方向平行于墻面的就是巖棉板，纖維排列方向垂直于墻面的就是巖棉帶。2 巖棉材料的主要特點2.1 熱傳導系數和熱膨脹系數較低對于保溫材料來說，材料本身的熱傳導系數越低，它的保溫效果也就越好，只有熱傳導系數小于0.175W/(mK)的材料才能稱為保溫材料。眾所周知，自然界的物質都存在熱脹冷縮的現象，溫度每變化單位攝氏度物體所產生的變形量稱為該物質的熱膨脹系數，對于保溫材料，它的熱膨脹系數越小則代表其在溫度變化時所產生的變形也越小。巖棉作為一種建筑保溫材料，它的熱傳導系數和熱膨脹4、系數均較小，是一種良好的保溫材料。2.2 熱容量高熱容量是指某種材料在單位溫度變化范圍內所吸收或釋放出的熱量多少的一種能力，對于熱容量較高的材料，當接收到大量熱量時，它的溫度也不會產生急劇的上升，同時當釋放出大量能量后，其溫度也不會產生明顯的下降。巖棉作為一種保溫材料，就具有較高的熱容量，具有較好的吸收和釋放熱量的能力。2.3 材質較輕保溫材料通常在結構內部會有許多小的孔隙，巖棉板內部就存在眾多小的孔隙，板體的整體質量相對較小，能夠減少結構的自重。板體內部多為閉口孔隙，避免了水分進入到板體內部加速材料的破壞、老化。2.4 耐水性不足巖棉材料所制成的建筑構件通常在耐水性方面存在不足，巖棉制品在空5、氣濕度較大的環境下會吸收部分空氣中的水分，從而使得板體的整體強度產生下降，甚至造成板體局部出現下墜，影響其保溫性能。3 巖棉作為建筑外墻保溫材料的性能研究表1所列的是巖棉材料作為建筑外墻保溫材料常見的性能指標。表1 巖棉板、巖棉帶性能要求指標3.1 化學穩定性和吸水率巖棉作為外墻外保溫材料，應具有一定的化學穩定性，而材料的酸度系數是表征其化學穩定性的一個重要指標。巖棉是對玄武巖等天然巖石進行高溫煅燒，熔融后經離心噴吹得到的，其主要成分為無機物，因此酸度系數較大，活潑元素和腐蝕成分較少，具有良好的化學穩定性。巖棉作為外墻外保溫材料，同時還必須具有較低的吸水率，避免雨水或日常用水滲透到墻體內側，對6、墻體結構造成侵蝕。巖棉中不含親水物質，因此吸水率相對較低，對于普通的巖棉材料其體積吸濕率小于0.5%，憎水率大于99%，短期吸水量小于0.5kg/m2，長期吸水量也不會超過1kg/m2。根據國外工程應用經驗，對于設計科學、施工合理的建筑外墻保溫系統，其使用壽命與建筑的使用壽命大致相同。3.2 熱穩定性巖棉作為一種保溫材料，必須具有較高的熱穩定性，具有持久的隔熱性能，因此巖棉材料必須具有足夠小的熱傳導系數，并具有足夠大的熱容量?？蒲薪Y果表明，巖棉具有良好的保溫和隔熱性能，具有較低的熱傳導系數、熱膨脹洗漱和較高的熱容量，而且其熱傳導系數不隨材料使用時間的增加而產生變化，具有較好的熱穩定性，確保巖棉7、材料用于建筑外墻外保溫系統時不會預熱變形，保持良好的穩定性。試驗數據顯示，巖棉制品在650高溫情況下的24h體積收縮率仍小于1%，也就是說在650的建筑極限高溫條件下，巖棉制品的變形十分微小，不會影響墻體砂漿等材料的穩定性。3.3 保溫性能巖棉其自身就是一種多孔結構的纖維材料，因此具有相對較好的保溫和隔熱能力，國家規范規定對于巖棉保溫材料其熱傳導系數不得超過0.04W/(mK)，同時規范還要求巖棉材料必須具有較高的熱容量，試驗數據表明巖棉在25常溫下，其熱容量值能達到0.84KJ/(KgK)，由此可見巖棉材料具有很好的保溫和隔熱性能，使用巖棉作為建筑外墻外保溫材料能夠有效滿足其保溫節能的目的。8、3.4 防火性能巖棉在作為保溫材料的同時，又是一種良好的防火材料，巖棉的熔點較高，高溫穩定性較好，不僅可以作為保溫材料起到保溫隔熱的作用，還能夠在建筑火災中起到有效的防火屏障作用，阻止火勢向臨近建筑蔓延。巖棉材料在高溫煅燒條件下，既不會燃燒滴落擴散火勢，也不會產生對環境污染或對人體有害的有毒氣體，是國家標準標定的級建筑防火材料。特別是在鋼結構建筑中，對于建筑外部火源，巖棉能夠有效地阻止火勢擴散，防止鋼結構受熱承載力下降。因此，巖棉作為建筑外墻的保溫材料其防火性能是十分優秀的。3.5 耐水性能巖棉材料的耐水性可以說是其作為保溫材料的一個瓶頸，巖棉材料在空氣濕度較大的情況下會戲水過多，造成其強度下9、降，形成下墜。要想研究巖棉材料的耐水性能，就必須首先對巖棉材料的纖維結構進行研究，通過對其結構進行分析發現，巖棉的內部結構組成介于固相和晶型之間，很容易與水發生水化反應。要想改善其耐水性能就應該從內部結構入手，在成纖過程中將巖棉的組成點落在結晶作用區，保證鈣長石、鋁方柱石以及硅灰石都不具有水硬特性，從而獲得較好的耐水性能。3.6 強度性能當巖棉材料使用在建筑外墻時，就需要考慮巖棉材料的自重和承受的剪應力，因此必須對其強度性能進行研究，確保其具有良好的強度和穩定性。巖棉材料的強度除了與成纖纖維的粒徑有關以外，還與材料的酸度系數有重要關系，成纖纖維直徑越大則材料強度越大，酸度系數越小其強度也越大。10、3.7 環保性能傳統的保溫材料的纖維大多粗而短，含有較多的雜質，與皮膚接觸時存在明顯的刺癢感，在施工時也容易產生粉塵，對工人和消費者的身體健康帶來不利影響。巖棉材料的雜質含量較低，一般不會超過5%，纖維細長，具有一定的韌性，不易斷裂產生粉塵。而且巖棉材料中不含有害成分，是一種環保的建筑保溫材料。4 結語巖棉材料作為建筑外墻外保溫材料雖然具有熱傳導系數低、熱容量高、材質輕、化學性能溫度等優點以外，但是還存在許多不足和缺陷，在巖棉材料發展較早的歐洲地區其在保溫市場的占有率也僅占20%。因此，巖棉作為一種保溫材料還具有十分長的路要走，在嚴格控制其生產工藝。確保生產質量的同時，相關部門還應制定完善出一套完整、合理的評定標準，為巖棉材料在我國的大范圍推廣奠定基礎。參考文獻：1 閆楓,延樹立,鄧春祥.巖棉在外墻外保溫系統中的應用A.上海涂料,2011,(06):20-23.2 李曉梅,曹玉柱,鄭松青. 建筑外墻外保溫用巖棉性能及應用A.研究與應用,2011,(02):41-44.