不同密度建筑節(jié)能保溫巖棉板性能分析

段小芳, 袁嬌嬌

(1.南通開放大學, 江蘇 南通 226006; 2.河海大學, 江蘇 南京 210098)

巖棉保溫板為無機非金屬材料,保溫隔熱性能好,導熱系數(shù)低,耐久性好,因此在建筑外墻面應用較為廣泛。不少學者對巖棉板的性能進行了研究,相關研究表明,巖棉板的吸濕性和導熱系數(shù)受環(huán)境溫度、濕度影響較大,溫度、濕度提高,吸濕性和導熱系數(shù)提高[1]。當相對濕度低于90%,巖棉板吸濕率較小;飽和蒸氣中,巖棉板吸濕率較大[2]。巖棉板在水中靜置28天后,壓縮強度和抗拉強度均降低,在潮濕環(huán)境中巖棉板導熱系數(shù)增大[3]。巖棉作為保溫材料，其性能受密度影響較大,密度大,巖棉纖維含量多,孔隙少,導熱系數(shù)大,探究不同密度巖棉板的性能對建筑節(jié)能保溫及耐久性有重要影響[4-5]。

但在現(xiàn)有研究中,關于密度對巖棉板吸濕性、吸水性、耐高溫性、導熱系數(shù)、抗拉強度等性能的影響成果較少,筆者針對該領域開展了4種不同密度巖棉板的性能研究。

1 試驗方案

1.1 材料選擇

選取密度分別為100kg·m-3、120kg·m-3、140kg·m-3、160kg·m-3的巖棉板,主要針對吸濕性、吸水性、耐高溫性、導熱系數(shù)、抗拉強度進行試驗。

原發(fā)性輸卵管癌肉瘤的轉移途徑與卵巢惡性腫瘤的轉移途徑相似。①盆腔及腹腔內(nèi)擴散：癌細胞侵入并突破輸卵管肌層蔓延到盆腔鄰近器官，或癌細胞脫落至盆腹腔直接種植于盆腹腔各臟器表面；②淋巴結轉移：盆腔內(nèi)有極豐富的淋巴管，可以連通輸卵管、卵巢及子宮，因此經(jīng)常發(fā)生盆腔淋巴結及腹主動脈旁淋巴結的轉移；③血行遠處轉移：在疾病晚期可經(jīng)血液轉移至肝臟、肺臟、骨骼等器官，轉移灶含上皮或間質(zhì)成分之一，而兩種成分同時存在者少見。這可能與兩種成分主要的轉移途徑有關，惡性上皮成分(癌)更易發(fā)生淋巴結轉移，而惡性間葉成分(肉瘤)更易發(fā)生血行轉移[10]。

1.2 試驗條件及參考標準

吸濕性試驗環(huán)境相對濕度為30%、50%、70%、90%、100%,溫度為20±2℃,試驗方法參考規(guī)范《礦物棉及其制品試驗方法》(GB/T 5480-2017);吸水性試驗先將巖棉試件放入105℃烘箱中烘干,再浸入水中,每隔1小時取出,參考《礦物棉及其制品試驗方法》(GB/T 5480-2017)計算吸水率;耐高溫性試驗是通過測量巖棉板高溫后質(zhì)量損失率進行的,參考規(guī)范《建筑外墻外保溫用巖棉制品》(GB/T 25975-2018);導熱系數(shù)試件分別為干燥、吸濕、吸水三種狀態(tài),參考規(guī)范《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》(GB/T 11835-2016)進行試驗;抗拉強度試件分別為干燥、吸水兩種狀態(tài),參考規(guī)范《建筑外墻外保溫用巖棉制品》(GB/T 25975-2018)進行試驗(試件尺寸見表1)。

表1 試件尺寸 單位:mm

2 試驗結果與分析

2.1 吸濕性

2.4.1 干燥狀態(tài)下導熱系數(shù)

圖1 不同密度巖棉板吸濕率與濕度的關系

2.2 吸水性

不同密度巖棉板吸水率與時間的關系近似為線性關系，如圖2所示。隨著吸水時間的延長，密度為100kg·m-3和120kg·m-3的巖棉板吸水率上升迅速；密度為140kg·m-3和160kg·m-3的巖棉板吸水率上升緩慢。這是因為巖棉板密度越小,孔隙率越大,水分子滲入巖棉內(nèi)部的貫通孔隙中越多,造成吸水率增大。

不同密度巖棉板質(zhì)量損失率與溫度的關系如圖3所示,隨著溫度增加,質(zhì)量損失率增大。當溫度高于300℃時,質(zhì)量損失率增幅顯著,溫度達到700℃時,質(zhì)量損失率達到4.4%～5.1%。巖棉板密度越大,質(zhì)量損失率越小。

圖2 不同密度巖棉板吸水率與時間的關系

2.3 耐高溫性

[11]埃米利奧·布希：《私法教義在共同法中的形成》，載《意大利和外國私法研究》1937年(第27卷)，帕多瓦：Cedam出版社，第296頁。

圖3 不同密度巖棉板質(zhì)量損失率與溫度的關系

2.4 導熱系數(shù)

不同密度巖棉板吸濕率與相對濕度的關系如圖1所示,隨著濕度增加,巖棉板吸濕率提高,而且密度不同的巖棉板吸濕率與相對濕度發(fā)展變化規(guī)律基本一致。當相對濕度為30%～90%時,吸濕率增長較慢;當相對濕度為90%～100%,吸濕率增長較快,說明巖棉在濕度較高的環(huán)境下吸濕率較高。當相對濕度為100%時,吸濕率急劇增大,這是因為飽和的濕度環(huán)境下巖棉板表面和內(nèi)部凝聚出液態(tài)水,極大增加了含濕量[2]。試驗結果表明,隨著巖棉板密度的增大,吸濕率降低。因為巖棉板密度越小,孔隙率越大,隨著濕度增大,水分子滲入孔隙中越多,則吸濕率越大。

廣利地區(qū)位于東營凹陷東北部，主體為廣利斷裂鼻狀構造帶。廣利主體斷裂鼻狀構造帶勘探一直以1～3砂組為主，對5～6及純下砂組認識程度較低。2009年部署的萊斜112井，在5砂組3 004.8～3 020m井段，電阻率為0.7～0.9Ω·m，常規(guī)試油日產(chǎn)油4.47t，投產(chǎn)后日產(chǎn)液12m3，日產(chǎn)油8.6t，從而發(fā)現(xiàn)該區(qū)存在低電阻率油藏。萊113井在5砂組2 777.2～2 782.3m 井段，電阻率在10Ω·m以上，常規(guī)試油日產(chǎn)油13t，不含水，這些井的試油成功揭示了該區(qū)沙四段深層系勘探有巨大潛力，但該區(qū)高、低電阻率油層并存的復雜地質(zhì)條件也給測井評價帶來很大困難。

2.4.3 吸水狀態(tài)下導熱系數(shù)

2.4.2 吸濕狀態(tài)下導熱系數(shù)

圖4 干燥狀態(tài)下不同密度巖棉板導熱系數(shù)

插秧節(jié)省秧苗費。人工手插秧需秧苗30-33盤/畝，機械插秧需秧苗18-23盤/畝，機械插秧省秧苗10-12盤/畝，每盤秧苗可賣2.50元，節(jié)資25-30元/畝；如按成本計算秧苗大約1.5元/盤，可節(jié)資15-18元/畝。節(jié)本效益合計為32.16-40.76元/畝。

吸濕狀態(tài)下不同密度巖棉板導熱系數(shù)發(fā)展變化曲線如圖5所示,不同密度巖棉板導熱系數(shù)發(fā)展變化規(guī)律不一致。巖棉板密度為100kg·m-3和120kg·m-3的情況下，隨著相對濕度的增大,導熱系數(shù)提高;當相對濕度90%以上時,導熱系數(shù)提升幅度顯著,達到25%～42%。巖棉板密度為140kg·m-3和160kg·m-3的情況下,隨著相對濕度的增大,導熱系數(shù)變化較小。因此,環(huán)境濕度對密度小的巖棉板導熱系數(shù)影響較大,而對密度大的巖棉板影響較小。這是因為密度小的巖棉板孔隙率大,水分子擴散阻力小,吸濕量大,而水的導熱系數(shù)比巖棉板大,因此當環(huán)境相對濕度達到100%時,吸濕后的低密度巖棉板導熱系數(shù)急劇增大。

圖5 吸濕狀態(tài)下不同密度巖棉板導熱系數(shù)

干燥狀態(tài)下不同密度巖棉板導熱系數(shù)發(fā)展變化曲線如圖4所示,隨著密度增大,導熱系數(shù)提高。這是因為巖棉板密度越大,巖棉纖維含量越多,內(nèi)部貫通孔隙率越小,空氣含量越少,而巖棉纖維的導熱系數(shù)遠遠大于空氣,因此,巖棉板密度越大導熱系數(shù)越大[6]。

干燥狀態(tài)下不同密度巖棉板抗拉強度試驗結果如圖7所示,隨著巖棉板密度增大,抗拉強度隨之增大。這是因為巖棉板密度越大,巖棉板內(nèi)部密實性越高,孔隙率越小,因此抗拉強度就越高。

2.5 抗拉強度

2.5.1 干燥狀態(tài)下抗拉強度

吸水狀態(tài)下不同密度巖棉板導熱系數(shù)變化曲線如圖6所示,隨著吸水時間的延長,巖棉板導熱系數(shù)逐漸增大。巖棉板密度為100kg·m-3和120kg·m-3的情況下,導熱系數(shù)的發(fā)展曲線比較接近,吸水2h前增幅較大,2h后增幅變小。巖棉板密度為140kg·m-3和160kg·m-3的情況下,吸水后導熱系數(shù)的變化曲線比較接近。因此,巖棉板密度越小,吸水狀態(tài)下的導熱系數(shù)越大。這是因為巖棉板密度越小,內(nèi)部的孔隙越多,吸收的水分越多,水的導熱系數(shù)較大,因此，低密度巖棉板吸水后的導熱系數(shù)較大。

圖6 吸水狀態(tài)下不同密度巖棉板導熱系數(shù)

2.5.2 吸水狀態(tài)下抗拉強度

吸水狀態(tài)下不同密度巖棉板抗拉強度試驗結果如圖8所示,隨著水中浸泡時間的延長,巖棉板抗拉強度下降,而且密度越小,下降幅度越顯著。通過試驗發(fā)現(xiàn),密度為140kg·m-3和160kg·m-3的巖棉板在吸水狀態(tài)下抗拉強度下降幅度較小。

柳紅跑出一壟地遠，突然剎住了腳步，她感覺不對啊，好像有哪兒不對勁兒；爛眼阿根沒有動靜啊，而且他那個眼神……那個眼神，好像是……柳紅折身跑回去，仔細一瞧，不好！爛眼阿根像是……不，應該是……死了。

圖7 干燥狀態(tài)下不同密度巖棉板抗拉強度

3 結論

試驗表明，巖棉板吸濕率隨著密度的增大而降低，巖棉板吸水率隨著密度增大而減小。高溫狀態(tài)下,巖棉板質(zhì)量損失率隨著密度增大而減小。干燥狀態(tài)下巖棉板導熱系數(shù)隨著密度增大而提高;吸水狀態(tài)下巖棉板導熱系數(shù)隨著密度增大而降低；吸濕狀態(tài)下，不同密度巖棉板受環(huán)境濕度的影響有所不同。干燥狀態(tài)下巖棉板抗拉強度隨著密度增大而增大；吸水狀態(tài)下巖棉板抗拉強度降低,并且隨著巖棉板密度的增大,降幅減小。

圖8 吸水狀態(tài)下不同密度巖棉板抗拉強度試驗結果

綜合試驗結果,建議選擇密度140kg·m-3和160kg·m-3的巖棉板作為外墻保溫材料。