岩棉外墙外保温系统研究

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1引言
岩棉薄抹灰外墙外保温系统技术在我国起步较晚,虽然已经出台了GB/T25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》的国家标准,但实施过程中问题不断。各地区组织编写的《岩棉外墙外保温系统应用技术规程》,除山东省、江苏省地标外,其余仍在进行讨论或技术论证。目前还缺乏足够的岩棉体系实证和研究资料,但市场对岩棉这种不燃保温材料的需求量突增,以至于质量参差不齐的材料鱼目混珠,进入建筑工地,加之施工工艺与技术尚未成熟,埋下了各种质量安全隐患。针对这些问题,我们经过对国内外岩棉制品及其在建筑上的应用做了大量的研究,同时经过岩棉外墙外保温系统的耐候性试验,得出了一些结论,供大家讨论与参考。
2外墙外保温用岩棉制品的基本物理指标目前市场上以矿渣棉冒充岩棉应用于外墙外保温体系的现象比比皆是。其原因:一方面是由于岩棉产能不足,市场上岩棉制品供不应求;另一方面,矿渣棉与岩棉价格的差距,使矿渣棉应用广泛,甚至造成
“矿渣棉就是岩棉”的错误认识。
对于外墙外保温用岩棉制品,应按照GB/T 25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》标准规定,从产品外观、质量吸水率、憎水率、垂直于表面的抗拉强度等物理指标进行判断。为了满足系统安全性和构造设计的需要,岩棉制品的关键技术指标应符合如下规定:
2.1防火级别
岩棉制品作为不燃材料,根据标准GB8624-2006
《建筑材料及制品燃烧性能分级》,具有最高A1级防火评定,有绝佳的防火性能。其最高使用温度超过1000℃。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。
2.2保温隔热
岩棉是一种多孔纤维状材料,纤维方向与热流方向平行,本身具有非常好的保温绝热性能,按国家标准GB/T25975-2010规定:岩棉板导热系数(平均温度25℃)应不大于0.040W/(m·K)。2.4力学性能
根据使用条件,岩棉制品需满足抗压缩、抗弯曲、抗拉伸或剥离,以及抗剪切等强制指标的要求;如外墙外保温用硬质岩棉制品,其纵横面纤维排列呈褶皱状,提高抗压缩和剥离强度。或经加工切条翻转90°,形成纤维竖向分布的岩棉条或带,垂直纤维方向承受的抗压或抗拉强度将大大增加,可以作为防火隔离带使用,也可用做建筑结构产品如夹芯板的芯材。岩棉产品的机械性能见表2。
2.5化学稳定性
岩棉是玄武岩、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,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。
3安装固定技术3.1安装固定
采用粘结剂将岩棉板粘贴在墙体上,岩棉板不仅要克服自重,而且面层还要进行饰面处理,承受着较大的负荷,不是最佳的安装方法。最好的方法是将岩棉板通过固定件固定在墙体上,或者采用钢丝网进行加强处理。
纵观当今的锚固技术,钻孔型锚固技术和射钉型锚固技术是比较先进的,而且也可用于保温板的固定。因此,为了降低岩棉板的安装施工难度,我们选用了这两种锚固技术,试验后整体效果较好,也减少了岩棉纤维对人体的影响。施工时,可以先将岩棉板预固定在墙体上(通常采用粘结剂进行预固定),然后铺上钢丝网,接着用钻孔机打孔安装锚固件固定钢丝网,或直接锚固射钉型锚固件锚固钢丝网。在这两种固定方法中,采用射钉型锚固件施工速度快,但价格高,因此一般还是采用钻孔型锚固件。
3.2界面处理
由于岩棉板长期暴露在空气中,其面层的细小纤维容易受外界破坏,影响岩棉保温系统的效果。因此,在锚固安装后,要对其面层进行界面处理。采用喷砂界面剂对岩棉板面层进行处理不仅可防止岩棉板面层的细小纤维到处飞扬,还可增强岩棉板的防水性,阻断岩棉板从找平层吸水的路径,保证找平层材料不会因过快失水而开裂,并且还有利于提高找平材料与岩棉板表面的粘结力,从而保证整个系统的稳定性。
3.3找平层与防护层
以前有许多厂家和研究单位对岩棉板外墙外保温技术进行研究和试点,但最终都没有获得良好效果,其主要原因就是没有解决好岩棉板面层的找平和防裂技术,因此工程上出现的问题主要反映在岩棉板面层的找平层及防护层出现开裂现象。如今,随着保温抗裂技术的不断成熟,解决岩棉板面层的抗裂技术也就成为了现实。
分析以前所做的岩棉板外墙外保温工程,发现工程中所用的找平层材料及抗裂防护层材料主要是普通水泥砂浆,部分工程也用上了聚合物砂浆,但是未能解释清楚外保温工程开裂的机理。为了解决该难题,笔者采用在外保温工程中应用比较成熟的柔性渐变、逐层释放应力的柔性抗裂技术。其主要思路是选用柔性较好的防水材料作为岩棉板面层的找平材料,此种材料要符合以下特点:(1)具有较好的柔性和抗裂性能,符合柔性渐变的抗裂理论;(2)具有较好的找平作用,透气防水性能好,保证整个系统的保温性能;(3)密度比较小,对岩棉板面层进行找平可减小岩棉板面层的荷载,也可对防止岩棉板面层的开裂起到辅助作用。
结合工程实际经验,选用具有抗裂功能的柔性耐水腻子,可使整个岩棉板外墙外保温系统成为一个柔性渐变、逐层释放应力且抗裂保温的系统。
在抗裂防护层材料中,采用抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布,即在找平层材料外抹薄层聚合物抗裂砂浆,然后迅速压入耐碱玻纤网格布,整个抗裂防护层施工一般控制在3min-5min。这一做法的特点包括:
(1)耐碱玻纤网格布不仅可以阻止应力的发展,还可起到分散应力的作用;(2)聚合物抗裂砂浆也具有很好的柔性防裂作用,在找平层及抗裂防护层的共同作用下,确保岩棉板外墙外保温系统具有优异的抗裂性;(3)为了加强整个保温系统的防水透气性,在抗裂层外面还刷涂了一层高分子乳液弹性底层涂料,使整个系统的防水透气性得到显著提高,也进一步加强了整个保温系统的抗裂性能。
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