谈岩棉在外墙外保温系统中的应用

张国良 张 璐

(1.保定供电公司行政处，河北 保定 071000;2.华北电力大学基建处，河北 保定 071003)

外墙外保温是国家推荐的建筑节能技术，不但能够保护建筑物的结构，还可以防止外墙的热桥现象，达到节能降耗的目的。在我国，保温材料的导热性能、耐候性和抗拉强度是评价选用的主要指标，而保温材料的安全性无论是在标准与规范中的要求，还是评价体系中都没有得到应有的重视。随着多起因保温材料造成的重大火灾事故发生，各地消防主管部门要求外墙外保温材料必须达到防火A级(不燃)，而最为常用的保温材料，如聚苯板、挤塑板、聚氨酯板等，均是防火B级(难燃)，使用何种材料对现有可燃材料进行合理替代成为了当务之急。

1 岩棉材料的特点

在所有的A级防火保温材料中，岩棉不仅保温性能优异、透气性好、防火级别高，具备隔音性能，其施工工艺还与聚苯板(EPS)薄抹灰系统相似，现场操作容易，整个系统不存在冷桥，对聚苯板、挤塑板(XPS)等系统可以直接替代。

在欧洲国家，岩棉在外保温材料中仅能占到10%左右的市场份额，聚氨酯和聚苯板的有机保温材料占据了80%以上，但是在必须选用A级防火外保温材料的高层建筑(一般规定为22 m以上)上，岩棉占到80%以上的份额，是居于主导地位的防火保温材料，应用普遍，技术成熟。岩棉在应用中主要有两种形态，一种是纤维平行排列的“岩棉板”，另一种是纤维呈上直立状态的“岩棉条”，两种形式的岩棉及常用材料的对比见表1。

表1 岩棉及常用有机保温材料对比

1.1 抗拉强度

抗拉强度是指材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力，表1中进行比较的抗拉强度为与墙面垂直的方向，由于岩棉纤维排列方式的不同，岩棉的抗拉强度也不尽相同，岩棉条在容重较小的前提下拥有较高的抗拉强度，可以达到岩棉板的6倍～10倍。与现在常用的保温材料对比，岩棉板在表面能够承受的拉力是要远小于各种常用的有机材料的，即使是岩棉条的抗拉强度也存在不小的差距。不过需要考虑的是即便抗拉强度最高的挤塑板(XPS)在使用容重较大的饰面材料时也需要采取必要措施进行加固，因此在外墙饰面的材料选择上应该重点考虑各种材料在抗拉强度上的差异，选取与所选用的保温材料和饰面材料相适应的施工措施来保障工程的质量。

1.2 吸水性

岩棉材料具有很高的吸湿性，在潮湿状态下强度会大幅衰减，导热系数会大幅上升，严重影响保温系统的安全性与性能。因此，吸水量的评价是岩棉在实际应用中的重要指标，一般以“短时间、部分浸泡吸水量”的指标作为评判标准，参照欧洲标准EN1609，将尺寸为(200±1)mm×(200±1)mm的样品局部浸入水中，浸水深度(10±2)mm，浸水时间24 h，然后在温度(23±2)℃和湿度(50±5)%的条件下干燥(10±0.5)min后测量样品重量，计算吸水量。

根据表1对比，经过表面憎水处理的岩棉产品完全可以适应潮湿环境，达到与各种有机材料相仿的吸水量水平，但在潮湿环境中，岩棉的性能与正常状况存在很大的差距，虽然能够接近最常用的聚苯板外保温系统，但应结合本地的气候条件对这方面进行重点考察。值得注意的是我国国产岩棉板的质量参差不齐，大量以矿渣为原料的劣质产品充斥市场，在吸水性的各个指标上与正规产品有巨大的差距，在选用过程中务必要严把材料质量，选择合格产品。

另外，因为岩棉不宜在潮湿环境中使用，在进行计算时就必须考虑能否避免在特定气候条件下结露，结露形成冷凝水能否渗透排出，因此对使用何种饰面层提出了较高的透气性要求。

1.3 最高工作温度与燃烧特性

岩棉材料完全为天然石材原料加工而成，主要成分是无机矿物纤维，无法燃烧，单纯的岩棉材料可以在400℃的工作环境内保持大部分保温功能，在火灾条件下，自身不燃烧，不释放有毒气体，还可以起到一定的隔绝温度的作用，这是现有各种有机保温材料所无法企及的。EPS等材料在100℃左右就会软化，开始丧失保温和支撑效果，在明火条件下会迅速液化，并且可以促进火焰蔓延。特别是聚氨酯，在明火条件下迅速碳化，并释放大量含有氰化氢的剧毒气体，可以说是导致人员伤亡的罪魁祸首。

2 岩棉材料的固定及系统组成材料的技术要求

岩棉的主要固定方法为粘贴法和锚栓法，或两者互相辅助。如表1所示，岩棉自身的容重远大于有机保温材料，在保温层较厚的情况下，外保温的自重甚至可以达到10 kg/m2以上。因此，岩棉材料在采用粘贴法时大多需要使用锚栓加固，粘贴的面积不小于总面积的40%，辅助加固的锚盘直径不应小于14 cm，每平方米使用锚栓4个～6个，负风压较大的位置可局部增加至每平方米6个～10个，锚栓可以在玻纤网上固定，也可在岩棉条上固定。

与常见的聚苯板薄抹灰系统比较，岩棉的特殊技术要求见表2。

表2 岩棉外保温系统及组成材料的技术要求

岩棉也可以配合容重较高的外饰面材料使用，但岩棉材料本身的抗拉强度不足，如果要达到足够的强度，需要相应的措施进行配合:

1)选用高强度板材，或采用条形切割的岩棉;

2)增强玻纤网的耐碱断裂强力，AR耐碱型应大于1 000 N/5 cm，表面涂敷耐碱处理的应大于1 300 N/5 cm;

3)锚栓应锚固在玻纤网格布增强层上;

4)提高胶粘剂的使用面积，不应少于50%;

5)通常为连续长(高)每6 m预留一条分隔缝，分隔缝进行隔水处理;

6)瓷砖应选用重量不超过30 kg/m2，长度 ×宽度不大于300 mm×300 mm或200 mm×400 mm，厚度不大于14 mm，吸水率不大于3%;

7)杜绝水泥砂浆的使用，采用面砖粘结剂粘贴，使用隔水、伸缩系数高的勾缝剂勾缝。

3 结语

岩棉类外保温系统作为一种较为传统的外保温材料，已经有了很长的应用时间，技术成熟，保温性能和耐候性虽略逊于各种有机材料，但在A级防火的各类材料中有较大的优势，而且施工工艺与聚苯板薄抹灰系统相似，现场操作便捷，不存在冷桥，对于各种新型防火保温材料还存在较大的价格优势，在气候比较干燥的地区，不失为现有B级保温材料的替代品。

［1］徐 峰，张雪芹.建筑保温隔热材料与应用［M］.北京:中国建筑工业出版社，2007.

［2］GB 02J121-1，外墙外保温建筑构造(一)［S］.

［3］JGJ 144-2004，外墙外保温工程技术规程［S］.