不同密度建筑节能保温岩棉板性能分析

段小芳, 袁娇娇

(1.南通开放大学, 江苏 南通 226006; 2.河海大学, 江苏 南京 210098)

岩棉保温板为无机非金属材料,保温隔热性能好,导热系数低,耐久性好,因此在建筑外墙面应用较为广泛。不少学者对岩棉板的性能进行了研究,相关研究表明,岩棉板的吸湿性和导热系数受环境温度、湿度影响较大,温度、湿度提高,吸湿性和导热系数提高[1]。当相对湿度低于90%,岩棉板吸湿率较小;饱和蒸气中,岩棉板吸湿率较大[2]。岩棉板在水中静置28天后,压缩强度和抗拉强度均降低,在潮湿环境中岩棉板导热系数增大[3]。岩棉作为保温材料，其性能受密度影响较大,密度大,岩棉纤维含量多,孔隙少,导热系数大,探究不同密度岩棉板的性能对建筑节能保温及耐久性有重要影响[4-5]。

但在现有研究中,关于密度对岩棉板吸湿性、吸水性、耐高温性、导热系数、抗拉强度等性能的影响成果较少,笔者针对该领域开展了4种不同密度岩棉板的性能研究。

1 试验方案

1.1 材料选择

选取密度分别为100kg·m-3、120kg·m-3、140kg·m-3、160kg·m-3的岩棉板,主要针对吸湿性、吸水性、耐高温性、导热系数、抗拉强度进行试验。

原发性输卵管癌肉瘤的转移途径与卵巢恶性肿瘤的转移途径相似。①盆腔及腹腔内扩散：癌细胞侵入并突破输卵管肌层蔓延到盆腔邻近器官，或癌细胞脱落至盆腹腔直接种植于盆腹腔各脏器表面；②淋巴结转移：盆腔内有极丰富的淋巴管，可以连通输卵管、卵巢及子宫，因此经常发生盆腔淋巴结及腹主动脉旁淋巴结的转移；③血行远处转移：在疾病晚期可经血液转移至肝脏、肺脏、骨骼等器官，转移灶含上皮或间质成分之一，而两种成分同时存在者少见。这可能与两种成分主要的转移途径有关，恶性上皮成分(癌)更易发生淋巴结转移，而恶性间叶成分(肉瘤)更易发生血行转移[10]。

1.2 试验条件及参考标准

吸湿性试验环境相对湿度为30%、50%、70%、90%、100%,温度为20±2℃,试验方法参考规范《矿物棉及其制品试验方法》(GB/T 5480-2017);吸水性试验先将岩棉试件放入105℃烘箱中烘干,再浸入水中,每隔1小时取出,参考《矿物棉及其制品试验方法》(GB/T 5480-2017)计算吸水率;耐高温性试验是通过测量岩棉板高温后质量损失率进行的,参考规范《建筑外墙外保温用岩棉制品》(GB/T 25975-2018);导热系数试件分别为干燥、吸湿、吸水三种状态,参考规范《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》(GB/T 11835-2016)进行试验;抗拉强度试件分别为干燥、吸水两种状态,参考规范《建筑外墙外保温用岩棉制品》(GB/T 25975-2018)进行试验(试件尺寸见表1)。

表1 试件尺寸 单位:mm

2 试验结果与分析

2.1 吸湿性

2.4.1 干燥状态下导热系数

图1 不同密度岩棉板吸湿率与湿度的关系

2.2 吸水性

不同密度岩棉板吸水率与时间的关系近似为线性关系，如图2所示。随着吸水时间的延长，密度为100kg·m-3和120kg·m-3的岩棉板吸水率上升迅速；密度为140kg·m-3和160kg·m-3的岩棉板吸水率上升缓慢。这是因为岩棉板密度越小,孔隙率越大,水分子渗入岩棉内部的贯通孔隙中越多,造成吸水率增大。

不同密度岩棉板质量损失率与温度的关系如图3所示,随着温度增加,质量损失率增大。当温度高于300℃时,质量损失率增幅显著,温度达到700℃时,质量损失率达到4.4%～5.1%。岩棉板密度越大,质量损失率越小。

图2 不同密度岩棉板吸水率与时间的关系

2.3 耐高温性

[11]埃米利奥·布希：《私法教义在共同法中的形成》，载《意大利和外国私法研究》1937年(第27卷)，帕多瓦：Cedam出版社，第296页。

图3 不同密度岩棉板质量损失率与温度的关系

2.4 导热系数

不同密度岩棉板吸湿率与相对湿度的关系如图1所示,随着湿度增加,岩棉板吸湿率提高,而且密度不同的岩棉板吸湿率与相对湿度发展变化规律基本一致。当相对湿度为30%～90%时,吸湿率增长较慢;当相对湿度为90%～100%,吸湿率增长较快,说明岩棉在湿度较高的环境下吸湿率较高。当相对湿度为100%时,吸湿率急剧增大,这是因为饱和的湿度环境下岩棉板表面和内部凝聚出液态水,极大增加了含湿量[2]。试验结果表明,随着岩棉板密度的增大,吸湿率降低。因为岩棉板密度越小,孔隙率越大,随着湿度增大,水分子渗入孔隙中越多,则吸湿率越大。

广利地区位于东营凹陷东北部，主体为广利断裂鼻状构造带。广利主体断裂鼻状构造带勘探一直以1～3砂组为主，对5～6及纯下砂组认识程度较低。2009年部署的莱斜112井，在5砂组3 004.8～3 020m井段，电阻率为0.7～0.9Ω·m，常规试油日产油4.47t，投产后日产液12m3，日产油8.6t，从而发现该区存在低电阻率油藏。莱113井在5砂组2 777.2～2 782.3m 井段，电阻率在10Ω·m以上，常规试油日产油13t，不含水，这些井的试油成功揭示了该区沙四段深层系勘探有巨大潜力，但该区高、低电阻率油层并存的复杂地质条件也给测井评价带来很大困难。

2.4.3 吸水状态下导热系数

2.4.2 吸湿状态下导热系数

图4 干燥状态下不同密度岩棉板导热系数

插秧节省秧苗费。人工手插秧需秧苗30-33盘/亩，机械插秧需秧苗18-23盘/亩，机械插秧省秧苗10-12盘/亩，每盘秧苗可卖2.50元，节资25-30元/亩；如按成本计算秧苗大约1.5元/盘，可节资15-18元/亩。节本效益合计为32.16-40.76元/亩。

吸湿状态下不同密度岩棉板导热系数发展变化曲线如图5所示,不同密度岩棉板导热系数发展变化规律不一致。岩棉板密度为100kg·m-3和120kg·m-3的情况下，随着相对湿度的增大,导热系数提高;当相对湿度90%以上时,导热系数提升幅度显著,达到25%～42%。岩棉板密度为140kg·m-3和160kg·m-3的情况下,随着相对湿度的增大,导热系数变化较小。因此,环境湿度对密度小的岩棉板导热系数影响较大,而对密度大的岩棉板影响较小。这是因为密度小的岩棉板孔隙率大,水分子扩散阻力小,吸湿量大,而水的导热系数比岩棉板大,因此当环境相对湿度达到100%时,吸湿后的低密度岩棉板导热系数急剧增大。

图5 吸湿状态下不同密度岩棉板导热系数

干燥状态下不同密度岩棉板导热系数发展变化曲线如图4所示,随着密度增大,导热系数提高。这是因为岩棉板密度越大,岩棉纤维含量越多,内部贯通孔隙率越小,空气含量越少,而岩棉纤维的导热系数远远大于空气,因此,岩棉板密度越大导热系数越大[6]。

干燥状态下不同密度岩棉板抗拉强度试验结果如图7所示,随着岩棉板密度增大,抗拉强度随之增大。这是因为岩棉板密度越大,岩棉板内部密实性越高,孔隙率越小,因此抗拉强度就越高。

2.5 抗拉强度

2.5.1 干燥状态下抗拉强度

吸水状态下不同密度岩棉板导热系数变化曲线如图6所示,随着吸水时间的延长,岩棉板导热系数逐渐增大。岩棉板密度为100kg·m-3和120kg·m-3的情况下,导热系数的发展曲线比较接近,吸水2h前增幅较大,2h后增幅变小。岩棉板密度为140kg·m-3和160kg·m-3的情况下,吸水后导热系数的变化曲线比较接近。因此,岩棉板密度越小,吸水状态下的导热系数越大。这是因为岩棉板密度越小,内部的孔隙越多,吸收的水分越多,水的导热系数较大,因此，低密度岩棉板吸水后的导热系数较大。

图6 吸水状态下不同密度岩棉板导热系数

2.5.2 吸水状态下抗拉强度

吸水状态下不同密度岩棉板抗拉强度试验结果如图8所示,随着水中浸泡时间的延长,岩棉板抗拉强度下降,而且密度越小,下降幅度越显著。通过试验发现,密度为140kg·m-3和160kg·m-3的岩棉板在吸水状态下抗拉强度下降幅度较小。

柳红跑出一垄地远，突然刹住了脚步，她感觉不对啊，好像有哪儿不对劲儿；烂眼阿根没有动静啊，而且他那个眼神……那个眼神，好像是……柳红折身跑回去，仔细一瞧，不好！烂眼阿根像是……不，应该是……死了。

图7 干燥状态下不同密度岩棉板抗拉强度

3 结论

试验表明，岩棉板吸湿率随着密度的增大而降低，岩棉板吸水率随着密度增大而减小。高温状态下,岩棉板质量损失率随着密度增大而减小。干燥状态下岩棉板导热系数随着密度增大而提高;吸水状态下岩棉板导热系数随着密度增大而降低；吸湿状态下，不同密度岩棉板受环境湿度的影响有所不同。干燥状态下岩棉板抗拉强度随着密度增大而增大；吸水状态下岩棉板抗拉强度降低,并且随着岩棉板密度的增大,降幅减小。

图8 吸水状态下不同密度岩棉板抗拉强度试验结果

综合试验结果,建议选择密度140kg·m-3和160kg·m-3的岩棉板作为外墙保温材料。