我国岩棉复合保温材料研究现状与展望

王雨　王鹏起　何亮　谭丹君

摘要：随着我国对建筑节能保温要求的提高，各种类型的保温材料在我国得到了飞速的发展，主要分为无机保温、有机保温、金属保温和复合保温四类。文章从岩棉纤维复合材料、复合板、装饰一体化板及施工技术4个方面概述了岩棉复合保温材料的研究复合现状，提出功能性、高效保温岩棉复合材料及装饰一体化板为未来的发展方向。

关键词：岩棉；保温材料；施工技术

建筑能耗随着我国城市化程度的不断提高，在我国能源总消费量中所占比例越来越大，即便不包括建材生产过程中能耗（占全社会总能耗的16.7%），建筑能耗也占全社会总能耗的约30%，其中约二分之一的能量损失发生在墙体与外界环境间。随着我国对建筑节能保温要求的提高，各种类型的保温材料在我国得到了飞速的发展，目前我国保温材料主要分为无机保温、有机保温、金属保温和复合保温四类，其中无机保温材料主要包括纤维状、多孔状、玻璃类等材料；有机保温材料主要包括聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛发泡板等材料；金属保温材料主要包括铝箔波形纸保温隔热板、反射型保温隔热卷材等反射型材料；复合保温材料主要为四大类型保温材料的相互复合。

1.岩棉复合材料及施工技术研究现状

岩棉作为无机不燃保温材料，具有优良的防火性能，但导热系数低于有机保温材料，因此，国内学者采用岩棉纤维或岩棉板与有机材料进行复合，提高耐火、阻燃性能，或采用导热系数更低的无机材料复合岩棉，提高保温性能。另外，随着建设工程的需求和施工技术的发展，金属面夹心岩棉复合板、外墙保温装饰一体化板等复合材料也得到快速发展。

1.1岩棉纤维复合材料

路国忠等将聚氨酯树脂喷涂在岩棉板表面经过高温发泡成型，制备了聚氨酯，岩棉复合保温板，其拉拔强度大于7.5KPa。通过对复合保温板外保温系统测试，其耐候性、抗冲击强度、吸水量、耐冻融性等均符合JGl49-2003的要求。

任强等研究了岩棉纤维和偶联剂对木纤维，岩棉纤维复合材料的影响，研究结果表明岩棉纤维可以提高复合材料的阻燃性能，但是会降低其静曲强度和内结合强度，甚至会出现强度很低的缺陷区；KH-550偶联剂对复合材料的静曲强度和内结合强度均有提高作用，同时可以降低甲醛释放量。

王小东研究了高硅氧玻璃、硅酸铝、玄武岩棉、莫来石采用湿法复合方式制备气凝胶复合材料的隔热性能，冷热板法测试结果表明岩棉，气凝胶复合材料在热面温度为400-800℃时，冷面的温度均低于其它复合材料，其中在热面800%时，玄武岩棉，气凝胶复合材料冷面温度比莫来石，气凝胶复合材料低30%。王虹等采用湿法复合制备了玻璃纤维毡、岩棉毡、硅酸铝纤维毡与气凝胶复合材料，其导热系数测试结果表明复合材料具有较好的保温性能，导热系数均低于0.025W/（m·K）。

1.2金属面夹心岩棉复合板

刘广清对封边岩棉金属面夹芯板进行了研究，复合板上下为彩钢板，夹心层为岩棉条，封边材料为改性硬泡聚氨酯，黏结剂为改性聚氨酯。复合保温板的黏结强度大于0.06MPa，保温层厚度大于80ram板材耐火极限大于1小时，保温层厚度为120mm的板材导热系数小于0.38W/（m2·K）。王萍萍对金属岩棉夹芯外墙板保温性能进行了研究，研究结果表明67mm的金属岩棉夹芯板即可达到250mm厚的加气混凝土砌块的保温性能；复合板的防火性能优于聚苯或聚氨酯夹芯板；夹心层厚度为80mm的复合板隔声能力大十30dB。

何国山等对不同厚度的岩棉、EPS、聚氨酯、酚醛、岩棉/EPS及岩棉，聚氨酯金属面夹芯板耐火性能进行了研究，研究结果表明50、80、100mm厚的岩棉和酚醛夹芯板的耐火极限分别为61、82、123min和32、57、81min，符合金属夹芯板相关标准的耐火性能要求；100mm后的EPS、聚氨酯夹芯板的耐火极限为38min和44min，不符合相关标准的要求；80、100mm厚的岩棉/EPS复合和岩棉/聚氨酯复合金属面夹芯板的耐火极限分别为66、85min和70、90min。王宸研究了岩棉阻尼性能、岩棉夹心金属复合板材阻尼性能及其对主体结构风致响应，研究结果表明岩棉夹芯是屋面板阻尼减振性能的主要贡献元件，其可以降低主体结构跨在风振响应中的弯矩值。

1.3岩棉装饰一体化板

耿震岗等对岩棉、纤维增强硅酸钙板等材料组成的保温装饰一体化板系统材料选择、工程设计及施工要点等进行了详细研究，并提出了G型岩棉保温装饰一体板及组成一体板的岩棉板、硅酸钙板和饰面涂料的性能指标，通过工程实例分析表明一体板外墙外保温系统提高了防水性、抗腐蚀行和热工稳定性。王新祥等介绍了国内多种节能装饰一体化装配式外墙板，承重混凝土岩棉复合外墙板和薄壁混凝土岩棉复合外墙板均具有导热系数低、防火性能好的优点，但是前者面密度大，施工效率低，后者制作工艺复杂，不利于在建筑工业化中推广应用。何金太等对岩棉保温装饰一体板进行了研究，一体板主要由硅酸钙板和岩棉组成，其生产工艺主要包括饰面板的生产和面板及冲孔硅酸钙背板与岩棉板的成型，施工流程主要包括墙体基层处理、装饰板安装及固定、板间缝隙处理。

1.4岩棉施工技术

纪振国研究了STO岩棉外墙外保温体系施工技术，主要施工流程为原材料控制、墙面清洁、粘结剂涂抹、板材安装、锚栓固定及门窗洞口、阴阳角、沉降缝处等处理，将保证岩棉外保温系统较好的保温性能。王统慧及向春阳也介绍了岩棉用于外墙外保温施工工艺，其主要工艺流程基本与岩棉薄抹灰工艺一致，只是在局部细节处理方面有不同的要求。陈建等介绍了内墙岩棉保温施工技术，工序主要为基层处理、主龙骨安装、岩棉安装、次龙骨安装、石膏板安装、面漆施工。该施工与目前具有幕墙的写字楼外保温体系基本相同，不同之处在于岩棉仅采用锚钉固定。

赵祥云等研究了水泥岩棉复合板施工工艺及注意事项，复合板由上、下面5mm水泥防火板和中间岩棉组成，侧面用专用防潮膜封边，其工艺流程主要为基层清理及找平、卡托固定件安装、粘结砂浆涂抹、复合板安装、罩面砂浆抹灰，施工过程需要注意窗口处复合板安装前需反包玻纤网格布、粘结砂浆的制作及使用时间、罩面砂浆的养护。续俊峰等对无机浆料，竖丝岩棉复合板进行了研究，复合板由竖丝岩棉条、耐碱网格布和无机保温浆料组成，复合板的高抗拉强度可使其单独采用胶粘剂固定方式，防止保温系统采用锚栓固定后，在负风压长期作用下，出现裂缝、凸起等破坏。张秀永介绍了玻镁岩棉复合板用于井塔外墙外保温的应用，其施工做法是先将复合板通过砂浆粘贴与基体墙，同时用带锁片锚栓固定，然后用聚苯砂浆找平后抹抗裂砂浆。

2.结语

随着社会的发展，建筑节能降耗的要求会越来越高，同时人们对保温材料安全性能也会投入更多关注，但目前无机保温材料导热系数相对较高，有机保温材料燃烧性能无法达到A级，这将促使复合保温材料快速发展。采用保温性能更好的SiO2气凝胶对岩棉进行改性将满足建筑节能的更高要求的同时保持A级不燃的性能；发展岩棉装饰一体化板，将简化外保温施工工艺，节能省时，提高其推广应用。另外，随着建筑及建筑部品工业化推进，装配式墙体正快速的推进，岩棉仅仅作为保温材料填充于墙体，但是作为内墙，在具有保温性能同时发展防电磁辐射、高隔声、吸附分解等功能性复合材料，会提高其在装配式墙体填充材料选材中的竞争力。因此，功能性、高效保温岩棉复合材料和装饰一体化板将会是其未来研究方向。