1、建筑外墙外保温用岩棉性能研究摘要：随着我国经济的快速发展，建筑行业的进度和规模达到了空前的高度，为了满足建筑消费者高效节能的要求，越来越多的企业采用了建筑外墙保温材料。岩棉作为一种高效、稳定、耐火的保温材料被广泛应用到保温建材当中。本文首先简要介绍了岩棉的发展、概述及其自身特点，然后阐述了岩棉作为建筑外墙保温材料需要研究的几个重要性能。 关键词：岩棉，外保温，建筑外墙，性能研究中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：岩棉材料由于具有较好的保温性能，同时具有抗裂性高、耐火性强以及使用寿命长的特点，在建筑外墙保温工程中得到了广泛的应用。对于建筑外墙保温工程施工而言，只要采取有效的固定措施将
2、岩棉板与墙体连接，就能够保证建筑岩棉板良好的抗风荷载性能。此外，建筑岩棉保温系统技术成熟，施工工艺简单可靠，对于降低施工成本，加快施工进度十分有利，已经成为现阶段外墙保温的主流工艺。1. 岩棉材料的发展及概述鉴于岩棉具有良好的保温和隔热性能，早在上个世纪70年代，欧洲一些国家就已经开始使用岩棉作为建筑外墙外保温材料了，至今已形成了一套成熟、完整的产品生产标准和性能检验标准。岩棉在我国的发展源于20世纪80年代，随着生产与使用中问题的不断解决，现已经在建筑保温领域得到了长足发展。岩棉作为保温材料用于建筑外墙外保温时，可以是在整个建筑墙体中均使用岩棉板进行保温，也可以作为添加材料与其他建筑材料配合
3、使用，对墙体起到保温、防火的作用。目前比较常用的形式主要为岩棉板和岩棉带，两者之间主要区别于材料内部纤维的排列方向，纤维排列方向平行于墙面的就是岩棉板，纤维排列方向垂直于墙面的就是岩棉带。2 岩棉材料的主要特点2.1 热传导系数和热膨胀系数较低对于保温材料来说，材料本身的热传导系数越低，它的保温效果也就越好，只有热传导系数小于0.175W/(mK)的材料才能称为保温材料。众所周知，自然界的物质都存在热胀冷缩的现象，温度每变化单位摄氏度物体所产生的变形量称为该物质的热膨胀系数，对于保温材料，它的热膨胀系数越小则代表其在温度变化时所产生的变形也越小。岩棉作为一种建筑保温材料，它的热传导系数和热膨胀
4、系数均较小，是一种良好的保温材料。2.2 热容量高热容量是指某种材料在单位温度变化范围内所吸收或释放出的热量多少的一种能力，对于热容量较高的材料，当接收到大量热量时，它的温度也不会产生急剧的上升，同时当释放出大量能量后，其温度也不会产生明显的下降。岩棉作为一种保温材料，就具有较高的热容量，具有较好的吸收和释放热量的能力。2.3 材质较轻保温材料通常在结构内部会有许多小的孔隙，岩棉板内部就存在众多小的孔隙，板体的整体质量相对较小，能够减少结构的自重。板体内部多为闭口孔隙，避免了水分进入到板体内部加速材料的破坏、老化。2.4 耐水性不足岩棉材料所制成的建筑构件通常在耐水性方面存在不足，岩棉制品在空
5、气湿度较大的环境下会吸收部分空气中的水分，从而使得板体的整体强度产生下降，甚至造成板体局部出现下坠，影响其保温性能。3 岩棉作为建筑外墙保温材料的性能研究表1所列的是岩棉材料作为建筑外墙保温材料常见的性能指标。表1 岩棉板、岩棉带性能要求指标3.1 化学稳定性和吸水率岩棉作为外墙外保温材料，应具有一定的化学稳定性，而材料的酸度系数是表征其化学稳定性的一个重要指标。岩棉是对玄武岩等天然岩石进行高温煅烧，熔融后经离心喷吹得到的，其主要成分为无机物，因此酸度系数较大，活泼元素和腐蚀成分较少，具有良好的化学稳定性。岩棉作为外墙外保温材料，同时还必须具有较低的吸水率，避免雨水或日常用水渗透到墙体内侧，对
6、墙体结构造成侵蚀。岩棉中不含亲水物质，因此吸水率相对较低，对于普通的岩棉材料其体积吸湿率小于0.5%，憎水率大于99%，短期吸水量小于0.5kg/m2，长期吸水量也不会超过1kg/m2。根据国外工程应用经验，对于设计科学、施工合理的建筑外墙保温系统，其使用寿命与建筑的使用寿命大致相同。3.2 热稳定性岩棉作为一种保温材料，必须具有较高的热稳定性，具有持久的隔热性能，因此岩棉材料必须具有足够小的热传导系数，并具有足够大的热容量。科研结果表明，岩棉具有良好的保温和隔热性能，具有较低的热传导系数、热膨胀洗漱和较高的热容量，而且其热传导系数不随材料使用时间的增加而产生变化，具有较好的热稳定性，确保岩棉
7、材料用于建筑外墙外保温系统时不会预热变形，保持良好的稳定性。试验数据显示，岩棉制品在650高温情况下的24h体积收缩率仍小于1%，也就是说在650的建筑极限高温条件下，岩棉制品的变形十分微小，不会影响墙体砂浆等材料的稳定性。3.3 保温性能岩棉其自身就是一种多孔结构的纤维材料，因此具有相对较好的保温和隔热能力，国家规范规定对于岩棉保温材料其热传导系数不得超过0.04W/(mK)，同时规范还要求岩棉材料必须具有较高的热容量，试验数据表明岩棉在25常温下，其热容量值能达到0.84KJ/(KgK)，由此可见岩棉材料具有很好的保温和隔热性能，使用岩棉作为建筑外墙外保温材料能够有效满足其保温节能的目的。
8、3.4 防火性能岩棉在作为保温材料的同时，又是一种良好的防火材料，岩棉的熔点较高，高温稳定性较好，不仅可以作为保温材料起到保温隔热的作用，还能够在建筑火灾中起到有效的防火屏障作用，阻止火势向临近建筑蔓延。岩棉材料在高温煅烧条件下，既不会燃烧滴落扩散火势，也不会产生对环境污染或对人体有害的有毒气体，是国家标准标定的级建筑防火材料。特别是在钢结构建筑中，对于建筑外部火源，岩棉能够有效地阻止火势扩散，防止钢结构受热承载力下降。因此，岩棉作为建筑外墙的保温材料其防火性能是十分优秀的。3.5 耐水性能岩棉材料的耐水性可以说是其作为保温材料的一个瓶颈，岩棉材料在空气湿度较大的情况下会戏水过多，造成其强度下
9、降，形成下坠。要想研究岩棉材料的耐水性能，就必须首先对岩棉材料的纤维结构进行研究，通过对其结构进行分析发现，岩棉的内部结构组成介于固相和晶型之间，很容易与水发生水化反应。要想改善其耐水性能就应该从内部结构入手，在成纤过程中将岩棉的组成点落在结晶作用区，保证钙长石、铝方柱石以及硅灰石都不具有水硬特性，从而获得较好的耐水性能。3.6 强度性能当岩棉材料使用在建筑外墙时，就需要考虑岩棉材料的自重和承受的剪应力，因此必须对其强度性能进行研究，确保其具有良好的强度和稳定性。岩棉材料的强度除了与成纤纤维的粒径有关以外，还与材料的酸度系数有重要关系，成纤纤维直径越大则材料强度越大，酸度系数越小其强度也越大。
10、3.7 环保性能传统的保温材料的纤维大多粗而短，含有较多的杂质，与皮肤接触时存在明显的刺痒感，在施工时也容易产生粉尘，对工人和消费者的身体健康带来不利影响。岩棉材料的杂质含量较低，一般不会超过5%，纤维细长，具有一定的韧性，不易断裂产生粉尘。而且岩棉材料中不含有害成分，是一种环保的建筑保温材料。4 结语岩棉材料作为建筑外墙外保温材料虽然具有热传导系数低、热容量高、材质轻、化学性能温度等优点以外，但是还存在许多不足和缺陷，在岩棉材料发展较早的欧洲地区其在保温市场的占有率也仅占20%。因此，岩棉作为一种保温材料还具有十分长的路要走，在严格控制其生产工艺。确保生产质量的同时，相关部门还应制定完善出一套完整、合理的评定标准，为岩棉材料在我国的大范围推广奠定基础。参考文献：1 闫枫,延树立,邓春祥.岩棉在外墙外保温系统中的应用A.上海涂料,2011,(06):20-23.2 李晓梅,曹玉柱,郑松青. 建筑外墙外保温用岩棉性能及应用A.研究与应用,2011,(02):41-44.
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