岩棉板薄抹灰外墙外保温系统的耐候性及安全性研究

2017-08-16徐元盛李建伟李国旺李玉春

河南建材 2017年4期

关键词：岩棉板耐候性岩棉

马挺徐元盛李建伟李国旺李玉春张璐

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450052）

岩棉板薄抹灰外墙外保温系统的耐候性及安全性研究

马挺徐元盛李建伟李国旺李玉春张璐

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450052）

通过对不同岩棉板薄抹灰外墙外保温系统的耐候性及安全性进行研究发现：岩棉板外墙外保温系统具有很好的耐候性，能够抵御温度应力和雨水冲刷的影响；玻纤网、抹面层及饰面层能有效保护岩棉保温层，具有减少受到水分的侵蚀作用；经过耐候性测试后，岩棉板薄抹灰外墙外保温系统的抗冲击性能符合10J级要求，整个岩棉板薄抹灰外墙外保温系统是一个柔性渐变、逐层释放应力且抗裂保温的系统。

岩棉板；外墙外保温系统；耐候性

0 引言

近几年，国内外发生的几起重大火灾事故，都与建筑外墙使用有机保温材料有关，因此保温材料的防火问题引起人们的高度关注[1]。岩棉作为无机保温材料的代表具有良好的保温、隔热、隔声及吸音性能，岩棉及其制品具有容重轻、导热系数小、不燃烧、防火无毒、适用范围广、化学性能稳定、使用周期长等突出优点[2]。岩棉板外墙外保温是选用岩棉板作为保温层，将其设置在外墙结构层的外侧，以达到墙体保温效果的一种建筑物保温系统，是非常理想的无机类保温材料。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进入建筑工地，加之施工工艺与技术尚未成熟，这就埋下了各种质量安全隐患[3]。

1 试验

1.1 试验原材料与主要仪器设备

试验所用岩棉为郑州某建材公司生产的岩棉板，规格型号为1 200 mm×600×40 mm、1 200 mm× 600×80 mm。

使用的主要仪器设备如下：

外墙外保温系统耐候性抗风压综合检测装置，WQ-NH-KF3021型，沈阳紫薇机电设备有限公司生产；

苯板抗冲击强度试验仪，BH-CJ-A型，沈阳紫薇机电设备有限公司生产；

高精度黏结强度检测仪，ZQS6-2000A型，北京盛世伟业科技有限公司生产。

1.2 试验方法

按岩棉板外墙外保温系统要求制作试验墙，其中A墙使用40 mm厚的岩棉（饰面层一半使用瓷砖，一半使用外墙漆），B墙使用80 mm厚的岩棉（饰面层使用外墙漆）。具体工序如下：将基层墙面清理干净，浇水润湿；确定岩棉板定位线，在混凝土基层上均匀涂抹水泥基胶粘剂，将岩棉板铺设到胶粘剂层上；根据施工图在锚栓安装部位钻孔，敲入带圆盘的尼龙套管，压紧岩棉板，每m2墙上设置6～8个锚固件；涂刷抹面砂浆，找平；找平层固化干燥后（一般为3～7 d），铺设耐碱网格布（A墙全部双层网格布，B墙半面单层网格布半面双层网格布），并在网格布上涂抹3～5 mm厚的聚合物抗裂砂浆；抗裂砂浆固化干燥后，A墙半面涂抹瓷砖黏结砂浆，并粘贴饰面砖，其余半面墙及B墙涂刷2遍柔性耐水腻子，并保持表面平整；静置2 d后，在腻子上涂刷外墙用底漆和面漆。至此，岩棉板外墙外保温施工工艺完成，如图1所示。

图1 岩棉外墙外保温系统耐候性试验墙

试验墙制作完成后，在温度20～25℃、相对湿度60%～80%的条件下养护28 d，开始试验。第一阶段为80次热雨循环，在1 h内温度升至70℃，恒温2 h（相对湿度保持在10%～30%），再喷水1 h（水温15℃，流量1 L/（m2/min）），静置2 h，完成一次循环，每次循环6 h，80次循环实际用时25 d。试验墙在温度23℃、相对湿度50%的环境下放置48 h。第二阶段为5次冷热循环，在1 h内温度升至50℃，恒温7 h（相对湿度保持在10%～30%），再在2 h内温度将至-20℃，恒温14 h，完成一次循环。每次循环用时24 h，5次循环实际用时6 d。

参照JGJ 144—2004对抹面层与保温层的拉伸黏结强度、岩棉板外保温系统的抗冲击性能（10J）等进行测试。

2 结果与讨论

2.1 耐候性试验

图2 经过耐候性测试后的试验墙

经肉眼观察发现，除略有水锈痕迹外，两面试验墙的墙表面均看不出任何变化，饰面层完好，无起泡和脱落现象，保温材料的接缝处无裂纹，无试验墙表面开裂使水渗入到保温材料层内的现象发生。通过该试验可以证明这4种岩棉板薄抹灰外墙外保温系统的做法均是可行的，具有很好的耐候性，能够抵御温度应力和雨水冲刷的影响。

2.2 安全性试验

抹面层与保温层的拉伸黏结强度测试结果如表1所示。

结果表明，经过耐候性测试后，这4种岩棉板薄抹灰外墙外保温系统抹面层与保温层的拉伸黏结强度均小于岩棉板的垂直于板面的抗拉强度17 kPa，均大于浸水处理28 d后岩棉板的垂直于板面的抗拉强度11 kPa。这说明玻纤网、抹面层及饰面层能有效保护岩棉保温层,减少受到水分的侵蚀作用。

B墙单层玻纤网区域的抗冲击性能（10 J）测试结果如图3所示。

图3 B墙单层玻纤网区域的抗冲击性能测试

从上图可以看出，经过10 J能量冲击后，除2个冲击点周围略有裂纹外,其余冲击点均完好无损。

A墙饰面砖区域、A墙外墙漆区域、B墙双层玻纤网区域经抗冲击性能（10 J）测试，冲击点均完好无损。这说明这4种岩棉外墙外保温系统的抗冲击性能均符合标准JGJ 144中10 J级的要求(10个冲击点中破坏点的数量不超过4个)。这是由于耐碱玻纤网的铺设不仅能分散应力，还能阻止应力扩散。聚合物抗裂、砂浆柔性耐水腻子和具有一定柔性的弹性涂料的使用也具有很好的柔性防裂作用。因此整个岩棉板薄抹灰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。

本研究是在试验环境条件下完成的，具有一定的参考价值，为工程应用提供一定的理论依据。但是工程应用中，影响岩棉外墙外保温系统的因素有很多，如黏结砂浆的黏结面积、每平方米锚栓的数量、基层墙体的类型、原材料的质量、施工工艺及技术等。实际工程中岩棉外墙外保温系统的耐候性及安全性有待进一步研究考证。