建筑用岩棉保温材料选型释疑

周锦泉　 赵帅

摘   要：建筑外墙保温系统的质量与性能直接关系到建筑整体的质量，特别是在北方，外墙保温尤为重要。保温材料的选型、施工工艺、与建筑类型的匹配度等等，都对保温性能起着至关重要的作用。本文对岩棉保温材料进行了基本介绍，并从生产工艺、材料特性、适用范围等方面进行了阐述，对比分析了岩棉与矿渣棉、竖丝与横丝岩棉、岩棉板与岩棉带（组合板），对建筑用岩棉保温材料的选材及应用问题给出了相应建议参考。

关键词：岩棉  矿渣棉  竖丝岩棉  横丝岩棉  岩棉板  岩棉带  岩棉带组合板

中图分类号：TU111                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0148-02

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。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。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。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矿渣棉的導热系数要略高一些。

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。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。