建筑用巖棉保溫材料選型釋疑

周錦泉　 趙帥

摘? ?要：建筑外墻保溫系統(tǒng)的質(zhì)量與性能直接關(guān)系到建筑整體的質(zhì)量，特別是在北方，外墻保溫尤為重要。保溫材料的選型、施工工藝、與建筑類型的匹配度等等，都對(duì)保溫性能起著至關(guān)重要的作用。本文對(duì)巖棉保溫材料進(jìn)行了基本介紹，并從生產(chǎn)工藝、材料特性、適用范圍等方面進(jìn)行了闡述，對(duì)比分析了巖棉與礦渣棉、豎絲與橫絲巖棉、巖棉板與巖棉帶（組合板），對(duì)建筑用巖棉保溫材料的選材及應(yīng)用問題給出了相應(yīng)建議參考。

關(guān)鍵詞：巖棉? 礦渣棉? 豎絲巖棉? 橫絲巖棉? 巖棉板? 巖棉帶? 巖棉帶組合板

中圖分類號(hào)：TU111? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（a）-0148-02

北方氣候寒冷，保溫系統(tǒng)的質(zhì)量與性能在北方住宅建筑中非常重要。不僅要考慮到保溫系統(tǒng)的保溫性能，還要兼顧防火性能、施工工藝等多方面因素。建筑材料在不斷的更新?lián)Q代，不斷有新材料出現(xiàn)，在眾多的種類中，相較于價(jià)格，性能是更應(yīng)該考慮的問題。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，保溫系統(tǒng)的種類也在不斷的增加，不同的建筑類型需要配置不同的保溫系統(tǒng)，建筑與保溫相匹配，才能達(dá)到良好的保溫效果。傳統(tǒng)的聚苯板外保溫系統(tǒng)在歷經(jīng)了多年的檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，其雖然保溫性能穩(wěn)定，但是防火性能方面卻不盡人意。近年來，我國(guó)發(fā)生的多起嚴(yán)重高層住宅火災(zāi)，很多都是因?yàn)橥獗夭牧戏阑鹦阅懿贿_(dá)標(biāo)而引起的。對(duì)此，國(guó)家政府部門對(duì)于高層建筑外保溫系統(tǒng)的防火性能做出了明確的規(guī)定：對(duì)于人員密集的公共建筑，高度在100m以上的住宅和高度在50m以上的公共建筑，必須采用A級(jí)不燃的保溫材料，強(qiáng)制執(zhí)行，不得違規(guī)。

在實(shí)際的工程應(yīng)用中，我們選用的A級(jí)不燃的保溫材料多為巖棉，巖棉也是高層住宅中應(yīng)用最多，性價(jià)比最高的保溫材料。與聚苯板保溫系統(tǒng)相較而言，巖棉具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是也因?yàn)椴牧媳旧淼奶厥庑?，我們?cè)诠こ淌褂弥?，也必須考慮到其與工程性能是否相適應(yīng)。

在實(shí)際工程中，巖棉作為A級(jí)不燃的保溫材料在高層住宅保溫系統(tǒng)中被廣泛推薦采用。相比較聚苯板保溫系統(tǒng)，巖棉具有自身的材料特性，施工時(shí)必須充分考慮其工程適宜性能。市場(chǎng)上存在不同類型礦物棉保溫材料及產(chǎn)品，如何在實(shí)際應(yīng)用中選擇合適的保溫材料、保溫產(chǎn)品、保溫系統(tǒng)，本文從生產(chǎn)工藝、材料特性、適用范圍等方面對(duì)幾個(gè)常見問題進(jìn)行了對(duì)比說明和分析。

1? 巖棉與礦渣棉

巖棉與礦渣棉在本質(zhì)上都屬于礦物棉 ，二者之間在生產(chǎn)工藝、纖維形態(tài)、耐堿性、導(dǎo)熱系數(shù)、不燃性等方面都非常相似。一般我們也習(xí)慣將巖棉和礦渣棉統(tǒng)稱為礦棉 ，很多人也會(huì)因此認(rèn)為兩者是同一種東西。甚至有很多人覺得礦渣棉外觀看上去色澤潔白，相比于巖棉的灰綠色，白色自然更讓人覺得“純凈”。實(shí)際上這是一個(gè)認(rèn)知上的誤區(qū)，雖然二者都屬于礦物棉的范疇，但也還客觀上存在一些不同之處。而之所以會(huì)存在差異，其主要原因是因?yàn)槎咚脑铣煞菔遣煌摹?/p>

1.1 巖棉與礦渣棉化學(xué)成份及酸度系數(shù)的比較

在我國(guó)，礦渣棉的主要原料通常為高爐渣或其它冶金爐渣 ，而巖棉的主要原料則為玄武巖或輝綠巖，它們的化學(xué)成份存在很大的差異。通常我們?cè)趯?duì)巖棉與礦棉進(jìn)行區(qū)分時(shí)，主要看二者的酸度系數(shù)，這也是將二者區(qū)分開來的主要標(biāo)準(zhǔn)。酸度系數(shù)指的是產(chǎn)品中酸性氧化物之和與堿性氧化物之和的比值，也可以稱之為酸堿系數(shù)。表示為MK=（二氧化硅+三氧化二鋁）/（氧化鈣+氧化鎂）。判斷標(biāo)準(zhǔn)以1.6為界，1.6以上（包括1.6）為巖棉，低于1.6則為礦渣棉。酸度系數(shù)越大，則巖棉和礦渣棉的化學(xué)耐久性越好。巖棉因?yàn)樗岫认禂?shù)高于礦渣棉，所以化學(xué)穩(wěn)定性更好，更耐高溫。巖棉的pH值一般<4，礦渣棉的pH值一般>5，甚至>6。

1.2 巖棉與礦渣棉主要性能的差異

因?yàn)閹r棉與礦渣棉之間化學(xué)成份的不同，酸度系數(shù)也有明顯差別 ，因此在性能方面自然也存在差別。在耐水性方面，巖棉優(yōu)于礦渣棉，因此在潮濕環(huán)境中使用巖棉更為適宜。巖棉使用溫度可達(dá)800℃以上，軟化溫度高達(dá)900℃～1000℃。而礦渣棉在675℃就很容易產(chǎn)生粉化而解體，因此礦渣棉的使用溫度必須要控制在675℃以下。巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)0.037～0.039W/M·K礦渣棉的導(dǎo)熱系數(shù)要略高一些。

1.3 巖棉與礦渣棉耐腐蝕性的差別

讓生鐵中的大部分硫脫除出來是高爐冶煉的作用之一 ，其主要目的在于防止生鐵在使用過程中產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象。脫除的硫留存在高爐渣中，是以硫化鈣（CaS）的形態(tài)存在。礦渣棉在生產(chǎn)的過程中，CaS又隨之進(jìn)入礦渣棉中。如果在濕度大的環(huán)境條件中使用礦渣棉時(shí) ，礦渣棉中的CaS遇水會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)分解為Ca（OH）2（氫氧化鈣）和H2S（硫化氫）。而這兩種物質(zhì)對(duì)礦渣棉的使用效果是具有不利作用的： Ca（OH）2 使水呈堿性 ，礦渣棉中的β-2CaO·SiO2（正硅酸鈣）在堿性水溶液的激發(fā)之下 ，會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，從而使礦渣棉的耐水性更低;H2S氣體可溶解于水生成氫硫酸 ，在與金屬接觸時(shí)會(huì)發(fā)生腐蝕作用。

巖棉在熔煉時(shí)不存在太多的硫來源，僅有焦炭會(huì)帶入硫，但是量也是微小的，基本可以忽略不計(jì)，所以基本不存在腐蝕金屬的問題。礦渣棉主要原料是礦渣，硫含量大約在5%上下，如果使用環(huán)境比較潮濕與金屬接觸會(huì)有腐蝕作用。

1.4 巖棉與礦渣棉應(yīng)用范圍的區(qū)別

礦渣棉可用于建筑物的填充絕熱、吸聲、隔聲、制氧機(jī)和冷庫(kù)保冷及各種熱力設(shè)備填充隔熱等。巖棉可根據(jù)不同用途制成：氈、條、管、粒狀、板狀等，應(yīng)用于工業(yè)、建筑、船舶、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。在建筑外保溫工程中，由于對(duì)材料耐水性能要求高，一般要求采用巖棉板或巖棉帶制品。