岩棉板质量该怎么辨别?:岩棉板

岩棉板质量该怎么辨别岩棉板

北方气候寒冷,保温系统的质量与性能在北方住宅建筑中非常重要岩棉板。不仅要考虑到保温系统的保温性能,还要兼顾防火性能、施工工艺等多方面因素。建筑材料在不断的更新换代,不断有新材料出现,在众多的种类中,相较于价格,性能是更应该考虑的问题。随着科技的发展进步,保温系统的种类也在不断的增加,不同的建筑类型需要配置不同的保温系统,建筑与保温相匹配,才能达到良好的保温效果。传统的聚苯板外保温系统在历经了多年的检验中发现,其虽然保温性能稳定,但是防火性能方面却不尽人意。

近年来,我国发生的多起严重高层住宅火灾,很多都是因为外保温材料防火性能不达标而引起的岩棉板。对此,国家政府部门对于高层建筑外保温系统的防火性能做出了明确的规定:对于人员密集的公共建筑,高度在100m以上的住宅和高度在50m以上的公共建筑,必须采用A级不燃的保温材料,强制执行,不得违规。在实际的工程应用中,我们选用的A级不燃的保温材料多为岩棉,岩棉也是高层住宅中应用最多,性价比最高的保温材料。与聚苯板保温系统相较而言,岩棉具有其独特的优势。但是也因为材料本身的特殊性,我们在工程使用中,也必须考虑到其与工程性能是否相适应。在实际工程中,岩棉作为A级不燃的保温材料在高层住宅保温系统中被广泛推荐采用。相比较聚苯板保温系统,岩棉具有自身的材料特性,施工时必须充分考虑其工程适宜性能。市场上存在不同类型矿物棉保温材料及产品,如何在实际应用中选择合适的保温材料、保温产品、保温系统,本文从生产工艺、材料特性、适用范围等方面对几个常见问题进行了对比说明和分析。

1岩棉与矿渣棉

岩棉与矿渣棉在本质上都属于矿物棉,二者之间在生产工艺、纤维形态、耐碱性、导热系数、不燃性等方面都非常相似岩棉板。一般我们也习惯将岩棉和矿渣棉统称为矿棉,很多人也会因此认为两者是同一种东西。甚至有很多人觉得矿渣棉外观看上去色泽洁白,相比于岩棉的灰绿色,白色自然更让人觉得“纯净”。实际上这是一个认知上的误区,虽然二者都属于矿物棉的范畴,但也还客观上存在一些不同之处。而之所以会存在差异,其主要原因是因为二者所包含的原料成份是不同的。1.1岩棉与矿渣棉化学成份及酸度系数的比较在我国,矿渣棉的主要原料通常为高炉渣或其它冶金炉渣,而岩棉的主要原料则为玄武岩或辉绿岩,它们的化学成份存在很大的差异。通常我们在对岩棉与矿棉进行区分时,主要看二者的酸度系数,这也是将二者区分开来的主要标准。酸度系数指的是产品中酸性氧化物之和与碱性氧化物之和的比值,也可以称之为酸碱系数。表示为MK=(二氧化硅+三氧化二铝)/(氧化钙+氧化镁)。判断标准以1.6为界,1.6以上(包括1.6)为岩棉,低于1.6则为矿渣棉。酸度系数越大,则岩棉和矿渣棉的化学耐久性越好。岩棉因为酸度系数高于矿渣棉,所以化学稳定性更好,更耐高温。岩棉的pH值一般<4,矿渣棉的pH值一般>5,甚至>6。1.2岩棉与矿渣棉主要性能的差异因为岩棉与矿渣棉之间化学成份的不同,酸度系数也有明显差别,因此在性能方面自然也存在差别。在耐水性方面,岩棉优于矿渣棉,因此在潮湿环境中使用岩棉更为适宜。岩棉使用温度可达800℃以上,软化温度高达900℃~1000℃。而矿渣棉在675℃就很容易产生粉化而解体,因此矿渣棉的使用温度必须要控制在675℃以下。岩棉的导热系数0.037~0.039W/M·K矿渣棉的导热系数要略高一些。

1.3岩棉与矿渣棉耐腐蚀性的差别

让生铁中的大部分硫脱除出来是高炉冶炼的作用之一,其主要目的在于防止生铁在使用过程中产生热脆现象岩棉板。脱除的硫留存在高炉渣中,是以硫化钙(CaS)的形态存在。矿渣棉在生产的过程中,CaS又随之进入矿渣棉中。如果在湿度大的环境条件中使用矿渣棉时,矿渣棉中的CaS遇水会产生化学反应分解为Ca(OH)2(氢氧化钙)和H2S(硫化氢)。而这两种物质对矿渣棉的使用效果是具有不利作用的:Ca(OH)2使水呈碱性,矿渣棉中的β-2CaO·SiO2(正硅酸钙)在碱性水溶液的激发之下,会发生水化反应,从而使矿渣棉的耐水性更低;H2S气体可溶解于水生成氢硫酸,在与金属接触时会发生腐蚀作用。岩棉在熔炼时不存在太多的硫来源,仅有焦炭会带入硫,但是量也是微小的,基本可以忽略不计,所以基本不存在腐蚀金属的问题。矿渣棉主要原料是矿渣,硫含量大约在5%上下,如果使用环境比较潮湿与金属接触会有腐蚀作用。

1.4岩棉与矿渣棉应用范围的区别

矿渣棉可用于建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充隔热等岩棉板。岩棉可根据不同用途制成:毡、条、管、粒状、板状等,应用于工业、建筑、船舶、农业等行业。在建筑外保温工程中,由于对材料耐水性能要求高,一般要求采用岩棉板或岩棉带制品。1.5岩棉优劣的评价岩棉质量的优劣取决于所含渣球量的多少。优质的岩棉其主要原料为玄武岩或辉绿岩,而劣质的岩棉主要原料则为高炉渣或其他冶金炉渣混合而成。因为后者含有更多的渣球,那么相应的酸度系数也就更低,进而影响其化学稳定性。随着使用环境温度的变化,劣质岩棉纤维很容易发生断裂和粉化,强度和保温的性能也就被严重破坏。

2竖丝岩棉与横丝岩棉

从生产工艺的角度来说,防火岩棉板可分为两种类型,即横纹和竖纹岩棉板

横丝防火岩棉板是生产工艺主要是沉降法岩棉板。工艺流程是流程是高温熔体经离心吹制,形成岩棉纤维,在沉降室的输送带上堆积,当堆积量达到厚度要求以后,经过加压辊进入固化炉。沉降室法岩棉的纤维是以平面分布的形式,无论是密度还是粘结剂的均匀性均表现较差,影响板的抗压性能和层间结合强度。

竖丝防火岩棉板是根据摆锤法或三维法生产工艺生产而成岩棉板。摆锤法是基于沉降法的升级,将传统的收棉方法进行改造,先由捕集带对较薄的岩棉层进行收集,经摆锤一层一层叠铺,达到符合规定的层数和厚度,再由加压辊对其进行进一步压制,随后进入固化炉固化,再经冷却、切割、包装等工序制成成品。这种方法改善了棉层及所含的粘结剂的均匀程度,并且由于棉层叠铺时产生的斜度,纤维呈部分竖向分布,因而抗压强度和层间结合强度得到提高。

3岩棉带与岩棉带组合板

按目前生产工艺,岩棉板(横丝)厚度最大为200mm,将岩棉板切割为岩棉带(竖丝)的最大宽度只能有200mm,因此一般的岩棉带尺寸为1200mm×150mm,是条状的材料,在工程施工时板缝较多,在阳角处搭接比较薄弱岩棉板。岩棉带组合板是将岩棉带在工厂预先进行处理,做成的成型保温板产品,相当于把工地的玻纤网格和抹面胶浆工序预先完成,可以减少现场的湿作业工作量。在工厂中采用双面涂覆抹面胶浆内置网布的做法,可将岩棉带拼接成与岩棉板一样的尺寸,如将4块1200mm×150mm的带拼成1200×600mm的宽板,这样的组合板既有岩棉带的性能与特点,还具有岩棉板的优势,在施工过程中也减少了现场表面处理的时间,工人施工时劳动保护也较好,不会直接接触岩棉纤维[2]。文献[2]对岩棉带组合板的性能要求进行了明确,增加抗冲击性和吸水量等要求。在实际材料选用过程中,组合板成型产品存在抹面胶浆脆性大,在施工过程中容易破损等问题,一些生产厂家也对面层的材料进行了改进,如采用陶瓷纤维纸、PU粘结层等复合柔性面层替代抹面胶浆加玻纤网面层,在实际工程应用中也实现了较好的效果(图1、图2)。

岩棉带保温材料较传统EPS聚苯板保温材料相比具有不燃的优点,但对材料选用、施工工序及质量的要求也更为严格,在实际应用中材料的选择及质量控制是保证工程质量的前提岩棉板。随着国家对建筑防火的法规完善,各个施工环节技术的日渐成熟,岩棉制品、岩棉.板(带)薄抹灰外墙外保温系统预计将在建筑工程领域得到更广泛的应用。

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