墙体层序号 构造层材料 墙体构成 热阻(㎡?K)/W 传热系数W/(㎡?K)
A.基层墙体 240mm粘土砖墙复合10mm厚的水泥砂浆 A 0.520 1.505
B.保温层 50mm厚的摆锤法岩棉板(密度150kg/m3) A+B 1.610 0.566
C.锚固层+界面层+找平层 岩棉板表面喷一薄层ZL喷砂界面剂+镀锌钢丝网及金属锚栓+20mm厚的ZL保温浆料 A+B+C 1.891 0.488
D.抗裂层 3mm抗裂砂浆压耐碱网格布 A+B+C+D 1. 914 0.488
E.饰面基层 高弹底涂+5mm抗裂柔性腻子 A+B+C+D+E 1. 937 0.474
5.3防火性
岩棉板为无机材料,燃烧性能达到A级,通过锥型量热计试验表明,岩棉板不会被点燃,质量损失小,而CO、CO2含量无显著差别。
由此可见,采用岩棉进行保温,并对岩棉采用胶粉聚苯颗粒进行找平抹灰处理,是完全可以达到防火要求的。整个岩棉外墙外保温体系也是一个不燃的外保温体系,图4是岩棉在标准耐火试验中的表现。
6.该技术体系解决的技术难题
本技术采用试验室试验、检测站检测和工程应用相结合的研究方法,采用试验与实践相结合的试验方法,并广泛征求社会各界的意见。主要技术路线为:
1) 与墙面的连接方法: 由于岩棉板的抗剥离强度比较低,岩棉板面上的纤维很容易脱落,而且其面层还要进行饰面处理,因而岩棉板面层所能承受的负荷也很小,所以单独采用粘结剂将岩 棉板粘贴在墙体上的方法是不可行的。施工时,可以先将岩棉板预固定在墙体上,通常采用粘结剂进行预固定,然后铺上钢丝网,接着用钻孔机打孔安装锚固件固定 钢丝网,或直接锚固射钉型锚固件固定钢丝网。在这两种固定方法中,采用射钉型锚固件时施工速度快,但其价格也高,因此一般还是采用钻孔型锚固件比较实惠。
目前,在钢筋混凝土墙体上,采用保温板与混凝土一次浇筑成型技术应用得比较广泛,其优点在于保温层与主体墙体可以一次施工完毕,从而缩短了施工周 期。在浇筑中采用的保温板主要是聚苯板,而从未进行过岩棉板的浇筑施工。因此,我们对岩棉板的现浇技术进行了一系列研究,并进行了现浇试验,结果证明,现 浇技术也可应用于岩棉板,而且其效果也很好,这主要是因为岩棉板表面粗糙,其表面纤维易与混凝土结合在一起,因此岩棉板与混凝土的结合强度比较大。与锚固 法安装岩棉板一样,在浇筑中也使用了钢丝网。在岩棉板面层增加一层钢丝网不仅有利于浇筑施工,而且还可弥补岩棉板本身强度不够大、易于分层的缺陷。选用的 钢丝网为抗腐蚀能力很强的热镀锌钢丝网,网孔为50mm×50mm、直径为2mm。热镀锌钢丝网通过与岩棉板拼接缝处的Φ4的热镀锌钢丝与混凝土中的钢筋 绑扎固定。岩棉板连同热镀锌钢丝网绑扎固定好后,支上浇筑模具,就可进行混凝土的浇筑施工。
2) 岩棉表面防渗水、表面硬化问题。采用工厂预制加防水硬化层的岩棉制品或岩棉块上墙后采用喷施的方法。在岩棉外表面喷涂具有防水性能的界面剂,使其表面形成 防渗,防水的硬化层。采用喷砂界面剂对岩棉板面层进行处理,不仅可防止岩棉板面层的细小纤维到处飞扬,而且还可起到防水作用,增强岩棉板的防水性,阻断了 岩棉板从找平层吸水的路径,保证了找平层材料不会因过快失水而开裂,并且还有利于提高找平材料与岩棉板表面的粘结力,从而保证了整个体系的稳定性。
3) 抗裂技术体现.为了解决岩棉板外墙外保温工程中的开裂问题,我们采用了在外保温工程中应用得比较成熟的柔性渐变、逐层释放应力的柔性抗裂技术。其主要思路 是选用导热系数比较低的胶粉聚苯颗粒保温浆料作为岩棉板面层的找平材料,该找平材料不仅可以起到良好的找平作用,同时还可阻断钢丝网及锚固件所产生的热 桥,使整个保温体系的保温效果得到加强;所用的胶粉聚苯颗粒保温浆料还具有比较好的柔性和抗裂性能,能够符合柔性渐变的抗裂理论;胶粉聚苯颗粒保温浆料还 具有比较好的粘结强度,其与岩棉板能够比较好的结合在一起,干燥后还有比较大的抗压强度,可以弥补岩棉板强度不够大的缺陷;同时,胶粉聚苯颗粒保温浆料的 干密度比较小,一般只有230kg/m3左右,因此用它对岩棉板面层进行找平可以大大减小岩棉板面层的荷载,这也可对岩棉板面层的开裂起到辅助作用。在抗 裂防护层材料中,我们采用抗裂砂浆复合耐碱网格布的做法,即在找平层材料外面抹一薄层聚合物抗裂砂浆,然后迅速压入耐碱玻纤网格布,整个抗裂防护层一般控 制在3~5mm厚,这样做既符合柔性渐变的原则,也能起到很好的防裂作用,所用的耐碱玻纤网格布不仅可以阻止应力的发展,还可起到分散应力的作用;而选用 的聚合物抗裂砂浆也具有很好的柔性防裂作用,在通过找平层及抗裂防护层的共同作用下,确保了岩棉板外墙外保温体系不会出现开裂现象。同时,为了加强整个保 温体系的防水透汽性,在抗裂层外面还刷涂了一层高分子乳液弹性底层涂料,使整个体系的防水透汽性得到了显著提高,同时也更进一步加强了整个保温体系的抗裂 性能。
4) 面层装饰层采用柔性配套材料。选用具有抗裂功能的抗裂柔性耐水腻子,并用具有一定柔性的弹性涂料进行外饰面处理。这样做就使整个岩棉板外墙外保温体系是一 个柔性渐变逐层释放应力抗裂保温体系,因而该体系不仅保温、防火性能好,而且抗裂性能也很好,具有很好的推广应用前景。
7.工程应用
岩棉外墙外保温技术在天津华琛散热器厂节能示范楼工程中得到了应用。2002年9月,该技术的构造图集编进了中国建筑标准设计研究所出版的《外墙外保温建筑构造(一)》中。
天津华琛散热器厂节能示范楼工程总建筑面积3400平方米,其中外墙外保温面积1700平方米。该工程建筑结构为框架加气混凝土砌块填充结构,外墙为 300mm加气混凝土陶粒砌块,体形系数小于0.3,窗墙面积比为0.4。该工程作为天津地区居住建筑节能65%的试点工程,外墙外保温设计为“45mm 岩棉板+20mm胶粉聚苯颗粒保温浆料+5mm抗裂砂浆复合耐碱网布”。
从施工过程来看,以前采用钢钩型锚固件施工,不仅容易破坏岩棉板,而且由于岩棉纤维容易扎人,从而给施工带来麻烦,同时,钢钩型锚固件的销杆也比较难抽出 并安装固定好,这也给施工带来难度。后来采用先预固定岩棉板,后钻孔安装塑料膨胀锚栓的方法锚固岩棉板,不仅使岩棉板少受破坏,而且也降低了施工难度。就 该工程的应用情况而言,其技术经济效益显著,主要表现在以下五个方面:
(1)施工速度快,工期短:采用岩棉板锚固施工技术技术,减少了湿抹灰量,从而缩短了干燥养护时间,近而缩短了工期。另外,采用岩棉板锚固施工,也比抹保温浆料施工速度快。
(2)采用复合保温技术,保温效果好。
(3)主要的保温材料为无机的绿色建材,防火等级高,对保护建筑结构起到了十分重要的作用。
(4)选用优质的摆锤法岩棉进行保温施工,对人体不会产生伤害,对环境也不会造成污染。
(5)对岩棉板固定后再采取一次界面处理,不仅增强岩棉板的防水功能和表面强度,还有利于岩棉板表面的抹灰找平施工。
8. 岩棉系统存在的问题
(1)优质的岩棉板价格昂贵,而且国内还没有形成生产能力,无法在国内大面积推广应用。而普通岩棉板难以满足外保温技术的要求。
(2)岩棉板易吸水,怕雨淋水泡。
(3)岩棉纤维对人体会产生一定的影响和危害,在施工过程中存在一定的困难。