巖棉體系在建筑工程中的應(yīng)用研究

馮昌海

(山東寧大建設(shè)集團(tuán)有限公司，濟(jì)寧 272000)

近年來建筑節(jié)能工程越來越引起人們的重視，2022年2月24日召開的住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部新聞發(fā)布會(huì)，其中提到三點(diǎn)內(nèi)容：

1)繼續(xù)穩(wěn)妥實(shí)施房地產(chǎn)長效機(jī)制，保障住房的剛需，同時(shí)滿足合理的改善性需求，促進(jìn)房地產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)和健康發(fā)展，努力穩(wěn)地價(jià)、穩(wěn)房價(jià)、穩(wěn)預(yù)期[1-5]。2)推進(jìn)住房供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。主要是大力增加保障性租賃住房供給，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，我們希望全年能夠建設(shè)籌集保障性租賃住房240萬套(間)。新籌集公租房10萬套，棚戶區(qū)改造120萬套。同時(shí)，我們還將加快推進(jìn)長租房市場建設(shè)[1，2,4]。3)推進(jìn)城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造。促進(jìn)存量住房用途的調(diào)整等措施，把這項(xiàng)重大的民生工程發(fā)展做好[2,6]。

無論是新建還是老舊社區(qū)改造，外墻保溫節(jié)能工程無論今天還是將來都有大力推進(jìn)、高速發(fā)展的前景，巖棉體系憑借著優(yōu)良的防火性能在建筑設(shè)計(jì)中逐漸成為主流，但頻繁的開裂脫落讓人們對(duì)巖棉體系產(chǎn)生了質(zhì)疑，下面將進(jìn)行相關(guān)介紹，探討巖棉的未來發(fā)展出路。

1 巖棉體系的機(jī)遇

1.1 機(jī)遇起源

近年來EPS薄抹灰保溫體系的問題頻出，外墻保溫的防火問題成為建工人關(guān)注的重點(diǎn)之一。為解決此類問題，國家層面和行業(yè)協(xié)會(huì)群策群力，中華人民共和國公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合于2009年9月28日印發(fā)公通字(2009)46號(hào)文《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》。通知第二條民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級(jí)，且不應(yīng)低于B2級(jí)。至此，巖棉保溫體系迎來了發(fā)展的春天。

1.2 巖棉體系優(yōu)越性

1.2.1 導(dǎo)熱系數(shù)低

巖棉制品的隔熱性能是鋼筋混凝土的40倍，是磚土結(jié)構(gòu)的20多倍，是水泥砂漿的30倍，是木材的3～5倍。良好的隔熱性能，在夏季可以隔斷室外的熱輻射侵入室內(nèi)，冬季可以減少室內(nèi)的熱量流失，符合國家節(jié)能建筑的規(guī)范要求。

1.2.2 防火性能極好

舒適的建筑物應(yīng)該同時(shí)考慮防火安全性，選擇不可燃巖棉保溫材料，可以在火災(zāi)中維持整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)，提供堅(jiān)實(shí)的保護(hù)屏障。巖棉板是玄武巖和白云石等天然礦石為原材料制成的具有多孔纖維狀、有一定韌性與強(qiáng)度的板材，適用于磚或混凝土等結(jié)構(gòu)的建筑墻的新建或建筑物的外墻保溫及建筑物的節(jié)能改造。另外，巖棉帶是建筑物防火隔離帶的最佳保溫防火材料，外墻保溫巖棉帶與燃燒性能達(dá)不到A級(jí)的保溫材料(如：聚苯乙烯、XPS板等)配套使用能提高建筑物的防火功能。

1.2.3 使用壽命長

巖棉制品的熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性高，耐老化，無腐蝕性，透氣性好，同時(shí)還具有優(yōu)異的吸音降噪且不產(chǎn)生煙霧毒性。

1.2.4 適應(yīng)范圍廣

因巖棉系列產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐溫、隔熱、抗風(fēng)蝕等性能，巖棉制品除了在建筑節(jié)能工程中的應(yīng)用外，還廣泛地應(yīng)用在石化、冶金、有色金屬、電力、建材、交通等各行業(yè)。

1.2.5 原材料供應(yīng)充足，可重復(fù)利用率高

巖棉制品以玄武巖和白云石等天然礦石為原材料，因此材料的源頭供應(yīng)充足，并且拆除的巖棉保溫材料可重復(fù)生產(chǎn)利用，解決了老舊建筑拆除中部分廢料無法利用的困擾，符合國家節(jié)能減排的指導(dǎo)方針。

2 巖棉體系面臨的挑戰(zhàn)

2.1 巖棉體系自身存在的問題

1)巖棉其主要成分為無機(jī)物，防火效果好。但保溫巖棉的生產(chǎn)過程需要消耗大量生態(tài)能源，環(huán)境污染問題屢被曝光。一些巖棉生產(chǎn)地多次被國家生態(tài)環(huán)保部點(diǎn)名，限期整改。為環(huán)保達(dá)標(biāo)，有實(shí)力的巖棉企業(yè)不斷改進(jìn)和更新?lián)Q代生產(chǎn)設(shè)備，淘汰落后產(chǎn)能、技術(shù)，導(dǎo)致保溫巖棉的成本大幅提高，價(jià)格優(yōu)勢(shì)不再明顯。

2)普通保溫巖棉還存在抗拉強(qiáng)度低；在濕熱條件下尺寸不穩(wěn)定，沉降導(dǎo)致空鼓，脫落；巖棉裸板纖維與纖維之間存在著連通空氣，在熱脹冷縮和負(fù)風(fēng)壓作用下極易蓬松、鼓脹等缺點(diǎn)。

3)巖棉體系容重大，普通的巖棉板為140 kg/m3，按照600 mm×600 mm×80 mm規(guī)格的板材計(jì)算，每塊巖棉板容重4.032 kg，加上粘貼砂漿的容重，基本每塊板材都在5 kg以上，施工難度較大，運(yùn)輸成本較高。

如圖1顯示，受高處作業(yè)吊籃限載的標(biāo)準(zhǔn)要求，吊籃一次裝載的巖棉板數(shù)量不足，增加了吊籃的起降頻次，降低了施工效率，增加施工成本。

4)巖棉板上墻以后，由于巖棉板是以玄武巖為主要原材料、經(jīng)高溫熔融加工而成的無機(jī)纖維板，相較于聚苯板和擠塑板，吸水能力極強(qiáng)，保溫體系的局部滲漏會(huì)導(dǎo)致巖棉體系快速的吸水膨脹，容重會(huì)擴(kuò)大數(shù)倍，造成保溫體系的整體脫落，墜落的巖棉板極易造成高空墜落安全質(zhì)量事故，嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，如圖2所示就是巖棉板脫落造成的車輛損壞。

同時(shí)，巖棉裸板一般均為橫絲，材料強(qiáng)度低易剝離，與基層墻體和抗裂防護(hù)層均不能形成有效粘結(jié)。因此，巖棉裸板作為防火隔離帶材料施工上墻后，也容易出現(xiàn)巖棉脫落、面層剝離等質(zhì)量問題。

5)巖棉板因?yàn)槭菬o機(jī)纖維板，施工過程中的纖維易被吸入人的肺中引起呼吸道和肺部疾病，裸露在外的皮膚接觸到纖維，也易引起皮膚方面的疾病，因?yàn)橄募竞茈y找到巖棉板作業(yè)的工人，無形中也增加了施工成本。

6)市場供應(yīng)不足，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊

目前能生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的巖棉制品廠家數(shù)量不足，面對(duì)行業(yè)的需要，供應(yīng)量明顯不足，這就催生了許多小的巖棉廠商，生產(chǎn)的產(chǎn)品未經(jīng)過國家認(rèn)證，貼牌銷售，在無法保證材料質(zhì)量的同時(shí)，也擾亂了建材市場的穩(wěn)定。

3 巖棉板施工控制措施

1)因?yàn)閹r棉板的易吸水特性，巖棉板的材料儲(chǔ)存必須存放在高處不易積水的地方，底部應(yīng)墊高20 cm，專人專職管理材料，防止材料進(jìn)水影響使用壽命。

2)嚴(yán)格執(zhí)行材料進(jìn)場見證送檢的政策，檢測合格的材料才允許上墻使用，在工程進(jìn)行到2/3時(shí)進(jìn)行政府委托單位的“現(xiàn)場材料抽檢”，通過工程進(jìn)行前和進(jìn)行中的材料檢測，保證工程材料的質(zhì)量符合規(guī)范要求。

3)嚴(yán)格執(zhí)行巖棉板的六面界面劑處理，增加板材的憎水率和易施工性，板材界面劑干燥時(shí)才允許上墻施工。

4)保證板材與墻面的粘接面積在80%以上，根據(jù)墻面的平整度，采用“滿粘法”粘貼巖棉板，這是保證巖棉板上墻強(qiáng)度的最重要程序。只有保證了粘接砂漿的粘接面積才能更好的保證巖棉體系的強(qiáng)度，防止開裂脫落事故的發(fā)生。

5)執(zhí)行“角鋼托架”三層一道，根據(jù)巖棉板的厚度，設(shè)計(jì)角鋼托架，自底層開始，每三層一道角鋼托架，形成托舉平臺(tái)，防止巖棉板的脫落。

6)土建工程設(shè)計(jì)時(shí)，建議對(duì)于山墻位置每三層一直一道外挑的混凝土線條，厚度與巖棉板厚度相當(dāng)。

分析國內(nèi)的巖棉保溫體系脫落，發(fā)現(xiàn)只要脫落的外墻保溫，大多數(shù)都發(fā)生在房屋東、西立面的山墻部位，而在同等質(zhì)量、氣候、施工條件下，建筑物南、北立面的外墻保溫卻相對(duì)較少有脫落。

首先，東、西山墻立面和南、北季風(fēng)方向在空間上呈平行狀態(tài)，強(qiáng)勁的南、北季風(fēng)受南、北墻面的垂直阻擋，卻從東、西山墻面上更容易產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力和拉拔應(yīng)力(負(fù)風(fēng)壓力)，高層建筑尤其明顯。太陽光照的輻射強(qiáng)度從早到晚由東向南向西方位不斷變化，東、西山墻的方位正處在太陽升、落的光照?qǐng)鰞?nèi)，因而溫差交替變化相對(duì)較大，材料熱脹冷縮的幅度也較大。東、西山墻洞口、造型構(gòu)件較少，整塊面積較大，風(fēng)的剪切應(yīng)力、拉拔應(yīng)力，溫濕應(yīng)力等在同一方向產(chǎn)生的合力較大，因而產(chǎn)生較強(qiáng)的破壞力。因此外挑的混凝土線條在山墻位置能有效的對(duì)巖棉體系形成托舉，降低保溫體系的熱應(yīng)力，防止開裂脫落。

7)嚴(yán)格執(zhí)行巖棉板的兩遍耐堿涂覆玻璃纖維網(wǎng)格布施工程序，把粘貼的巖棉板連接成一個(gè)整體的保溫體系，有效的傳接分散局部應(yīng)力，防止局部受力過大導(dǎo)致開裂脫落。

8)外墻固定錨栓，在選用符合規(guī)格的鉆頭鉆孔完畢后，用高壓氣槍吹干孔內(nèi)的灰塵，對(duì)錨栓的栓帽和錨釘，全部浸入專用的粘接膠，再根據(jù)程序打入錨栓，增加錨栓的錨固性能。

9)重點(diǎn)處理好女兒墻的朝天縫，總結(jié)以往的外墻脫落，很多都是女兒墻朝天縫進(jìn)水導(dǎo)致巖棉體系吸水開裂脫落，因此女兒墻壓頂保溫體系的朝天縫處理尤為重要。除了普通的保溫體系施工程序外，建議在已完成的壓頂上及壓頂內(nèi)外墻面下返300 mm涂刷一遍柔性防水涂料，待涂料保護(hù)層施工完畢，再進(jìn)行涂料層的施工。

4 結(jié) 語

雖然列舉了巖棉體系在節(jié)能工程的優(yōu)缺點(diǎn)和部分的解決措施，但在實(shí)際的管控過程中還需要進(jìn)行程序的細(xì)化處理，從施工單位資質(zhì)的選擇控制、人員的考核培訓(xùn)到竣工驗(yàn)收，需要建設(shè)參與各方共同努力。節(jié)能體系雖然作為建筑工程的分部工程，但其作用和影響很大，稍有不慎就會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。希望我們建工人，秉承“不忘初心”的理念，謹(jǐn)慎前行，做好自己的本職工作，從設(shè)計(jì)-施工-驗(yàn)收-維修等各道程序保證工程，為我國的節(jié)能工程發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。