无机浆料复合竖丝岩棉增强板的研究及应用

  岩棉板厂家 http://www.legousd.com 当前外墙外保强火灾事故频发,外墙外保温的防火安全性成为当下行业内关注的焦点,并且随着住房和城乡建设部和公安部提出的46号文和65号文逐渐升温到建筑保温行业史无前例的高度层面。
外墙保温防火可以通过两种途径来实现,一是构造防火,二是材料防火。但如果严格按照65号文执行,则外墙保温材料必须采用A级不燃类材料。目前国内A级不燃保盈材料大致有岩(矿)棉,膨账珍珠岩类保温砂浆,发泡水泥、发泡混凝土等,其中岩将的导粘系数最低,接近有机保温板0.035~0.044W(m·K),而珍珠岩类无机砂浆以及发泡水泥、发泡混凝土的导热系数从0.065到0.15W/(mK)不等,并且现场施工条件严重影响材料性能,给外墙保温的实用性埋下了隐步,因此岩梅成为了外墙保温材料的不二之选。
岩榴作为A级不燃保温材料在世界各国被广泛应用,岩棉外墙外保温系统在国外是较普及的外墙外保温做法之一。而在我国,岩棉作为建筑保温材料一直校许多人接弃,根据保温材料专委会统计,2010年我国岩棉及其制品产量为186万吨,其中用于建筑领域的岩棉数量不足10万吨,整体竣工面积不足30万平方米。该问题的主要原因在于岩棉生产厂家生产技术和工艺参差不齐,大部分设备落后,能满足外墙标准用岩相的厂家少之又少,加之岩棉生产线投产周期长,行业准入门磁高,一般国内一个岩想厂从建厂到运行至少需要两年左右的时间。因此,在目前建筑外保温岩棉产能远远无法满足我国建筑节能的要求的情况下,开发适合中国国情的防火保温板势在必行。
本文就以普通岩棉为主要保温芯材,通过工厂内涂覆无机保温浆料复合耐碱网格布预制成型竖丝岩棉增强板的一些研究及应用作一介绍,包括岩棉的材料性能、竖丝岩棉增强板的成型工艺以及竖丝岩棉增强板系统的研究等方面,并对相关技术要求进行探讨并提出建议。岩棉的技术要求
1、岩棉导热系数分析
导热系数是岩棉的一项重要指标,相同容重不同生产工艺的岩棉其导热系数也存在着一定的差异,沉降法岩棉由于杂质含量较高,因此导热系数比较高,另外岩棉的导热系数随着温度的升高有所下降,见表1.

岩棉容重也是影响导热系数的一个重要因素,选用某大型岩棉生产企业的岩棉进行测试,其导热系数与容重的存在的关系如图1所示。
2、岩棉的力学性能
岩榴板的力学性能主要包括抗拉强度和压缩强度。经测试,相同容重(120kg/m2)的三种不同类型岩棉板的力学性能如表2所示。从测试结果可以看出,据锤法岩棉板的力学性能居中,三维法岩棉板的力学性能最好,但三维法岩棉板的价格太高,在建筑保温工程应用还不现实。而岩棉容重对抗控强度和抗压强度影响较大,测试结果如图2所示。
从测试结果可以看出,据锤法岩棉板的力学性能居中,三维法岩棉板的力学性能最好,但三维法岩棉板的价格太高,在建筑保温工程应用还不现实。而岩棉容重对抗控强度和抗压强度影响较大,测试结果如图2所示。
由以上测试结果可以得出摆锤法生产工艺生产的140~160kg/
m2岩棉可以满足建筑外墙外保温复合系统所用板材的基本要求。综合岩棉容重与导热系数的关系可以得出选用140kg/m的岩棉作为竖丝岩棉增强板的保温芯材性价比最高。
竖丝岩棉增强板的成型工艺及技术优点1、成型工艺
本文中介绍的竖丝岩棉增强板是一种以140kg/m2容重的岩棉作为保温芯材,切制成岩相带(条)后经特殊工艺固定为岩根丝垂直于板体表面,板体沿长度方向的四个表面涂覆有无机浆料复合玻纤网防护层(板体端面无防护层),应用于外墙保温系统的长方体板状制品,简称竖丝岩棉增强板,其结构示意图如图3所示。该板材构造及生产工艺已经申报发明专利,现就其制备工艺作简单介绍。
该竖丝岩棉增强板的制备工艺大致分为如下7个步骤:
步骤1:模具制备,制作带夹板的气动模具或液压传动操作平台,模具挡板的上沿高度为竖丝岩棉增强板的厚度,模具下沿设有砂浆厚度限位板。模具示意图如下图所示:
步骤2:配制无机保温砂浆浆料,无机保温砂素可以为单组分或双组份。步骤3:备料,取增强纤维卷材,设定网格布切制刀的参数使切剖的增强网格布尺寸适宜包裹岩棉条,选取规定容重要求的岩构板条竖丝排列码放。步骤4:定型,将裁剪好的增强纤维网片铺入模具中增强板放置区域,然后放入整丝排列的岩相板条,启动模具开关,传动杆推动活动指板2压缩收紧岩棉板条和增强纤维网片,增强纤维网片在岩得条上表面完成对压搭接固定,将配制好的无机保温砂浆浆料使用抹灰机批抹于网格布搭接面,并使浆料与岩棉板表面粘接牢固。步骤5:批抹无机保温砂浆,将垫板覆于批抹了砂浆的复合板面,定型完成的板材与垫板首先通过翻板机进行180*翻转,之后整体通过砂浆抹灰机,完成复合岩棉增强板沿长度方向的另外三个面的无机保温砂浆防护层的涂覆。步骤6:批抹完成的竖丝岩棉增强板经烘干窑湿热养护固化后进行脱模,并对板材表面喷涂有机硅防水剂。步骤7:切制,进行切剖齐边,切制成规定的尺寸。
在上述生产工艺生产中,无机保温砂浆搅拌设备为无重力搅排机,可有效避免破化微来因机械搅拌带来破损而导致的保温性能降低,砂浆搅拌完成后卸料到传送带之上,通过绞龙输送给各抹灰机料仓,采用抹灰机对竖丝岩棉增强板进行自动化批抹。通过设置相关设备微电脑控制程序实现传送速度,批抹速度,无机保温砂浆涂裂厚度等相关项目的自动化生产。本生产工艺中增加了烘干留的湿热养护,大大的提高了无机保温砂浆的干燥速度和早期强度,缩短了型材的养护期,充分保证了工程的需求。
2、技术优点
本文中介绍的竖丝岩相增强板充分利用了岩福的保盈隔热和不燃的特性,并且克服了岩相高吸水率,低强度等缺点。其与普通岩棉和高强度岩棉的性能对比见表3所示。
通过表3可以直观的看出,竖丝岩棉增强板各项性能指标远远超过普通岩(矿)棉板,性能甚至优于价格品贵的高强度岩相板。与其他型式的岩棉复合板相比,本文中介绍的ZL无机浆料耐碱网格布复合竖丝岩据增强板具有如下特点:
(1)顾轻:与同规格岩樱的自身重量相近,比抗裂砂桨或者水泥砂紫包裂的岩相板重量减少1/3,每平米重量减轻6~8kg,使系统附加荷载降低,提高了系统的安全性。
(2)保温:导热系数接近于岩棉板自身的导粘系数。
砂浆或其他金属型材的导热系数远高于0.9W/(m-K).会因导热系数大在系统内部形成冷桥。而无机保温浆料导热系数在0.065~0.085W(mK)之间,使用无机保温浆料复合后不会降低岩相的热工性能,亦不产生冷桥。
(3)高强:由于竖丝岩棉增强板的芯材丝径垂直于板面呈竖向排列,其抗拉强度达到0.15MPa,是横丝岩樱板抗拉强度的10倍。使用无机保温浆料复合耐碱网格布包覆后,板面材料的抗拉强度甚至高达0.3MPa,远高于高强岩福的80kPa,更高于普通岩棉板的15kPa,该种技术构造也将同容重岩棉的抗压强度提高了一倍。
(4)防水:有效的包裹岩棉,使岩棉与外界水隔离,并且无机保温浆料防护层经防水处理后具有较好的憎水性。即使芯材僧水性只有30%,其短时间浸泡吸水率和僧水率都有成倍的提高。
(5)防护:使岩棉变的不再“刺痒难耐”,现场用简易木工手锯可载切,能够抵抗储运过程中岩榴散包破损。施工操作简单易行,与传统EPS板施工基本方法和验收方法相同,搬运和存放、施工更方便,更快速,更安全。
竖丝岩棉增强板外墙外保温系统的研究及应用外墙外保温系统应能稳定承受由诸如质量、负风压、温度、湿度和收缩等药载以及在正常使用下的萄载产生的复合应力。本文中所介绍的竖丝岩棉增强板外墙外保温系统分别对影响系统稳定的各个影响因素做了研究。
1、竖丝岩棉增强板的上墙固定方式根据EN13500《岩棉外墙外保温复合系统》第4.3.2条规定,采用胶粘剂固定的ETICS可定义为采用胶粘剂来确保与其基层墙体连接的系统。它们可包含辅助机械固定件。胶枯剂与MW板之间的粘接强度应根据prEN13494标准测定。测试结果应不低于80kPa.
目前国内生产的岩棉板垂直于岩棉板表而的抗拉强度低于80kPa,个别厂家的岩棉甚至很难达到10kPa,与墙体要进行牢固的连接必须采用机械固定的方式结合粘接剂进行定位与固定。但机械固定结合枯接剂点框法粘贴保温板时使系统内部产生空腔,保温系统在负风压的长期作用下会在销栓固定位置产生裂缝、凸起甚至保温板剥落。负风压对系统的破环机理如图7所示而本文中介绍的竖丝岩棉增强板抗拉强度超过0.15MPa,依据EN13500的相关规定本增强板可以单独使用胶枯剂固定的方式来进行上端固定。Z1竖丝岩棉增强板外墙外保温系统涂料饰面体系充分考虑到岩相增强板强度高、自重大等特性,利用燃烧性能达到A2级的胶粉翠养颗粒贴砌浆料对该复合板进行满粘固定,并在建筑围护的最底层增设金属卡托。以上竖丝岩棉增强板固定形式有效的消除了系统存在的负风压,与基层枯接更牢固,构造更合理,安全性能更高,并省去了打销检及固定增强网的施工工序,使该系统除具有岩棉系统防火优势外,还降低了工程造价,使施工操作简便易行。
对于本文中竖丝岩将增强板系统面砖饰面体系,其固定体系由A2级胶粉聚苯颗粒浆料贴砌浆料、热镀锌钢丝网、销固件构成。根据墙体不同材料选取不同的辅固件,用望料胀栓、射钉等销固件配合热镀锌钢丝网对竖丝岩构增强板进行加固,这种固定方式下的竖丝岩棉增强板其受到的拉应力均匀的分布在钢网上,然后通过销栓分散在基层墙体,使竖丝岩棉增强板能更加牢固的固定于外墙表面,充分的消除了贴砖带来的安全隐毒,提高了系统的安全性。
2、竖丝岩棉增强板系统的抗裂防护技术岩稳板增强层材料若采用水泥砂浆或聚合物改性水泥砂浆等容重比较大、偏刚性的材料,则易使面层发生开裂、起鼓、脱落等不良现象。图8为某岩棉板外墙外保温系统共程锚固账栓对系统造成的破坏,图9为工程施工完毕后外墙账栓位置产生大面积起鼓。
要克服饰面层开裂的不良现象,保证整个保温系统的稳定性、持久性及整个建筑饰面层的装饰效果,岩棉的增强层材料宜选择一种密度、比强度、导热系数等都与竖丝岩棉板接近,弹性模量相差不大、对火及热量的隔绝有益的轻质材料,以进一步提高岩德外墙外保温系统的可靠性和符合“以放为主、抗放结合”的抗裂原则,且各构造层设计上应采取柔性渐变逐层释放应力的抗裂技术路线。
基于上述分析,我们选用了无机保温浆料复合耐碱网格布作为竖丝岩棉板的增强层,使用高柔性的ZL双组份抗裂剂作为竖丝岩棉增强板系统的抗裂防护面层,其特点和作用在于ZL无机保温浆料干密度在400kg/m2左右,而水泥砂桨干密度为1800kg/m2左右,保温层而层荷载的减轻对维护保温复合墙体的稳定性、持久性是有益的,同时也可降低对岩棉板面层的破环。同时采用柔性抗裂砂浆符合柔性渐变逐层释放应力的抗裂技术路线,可有效地防止防护面层出现裂缝,提高了整个保温系统的稳定性和持久性。
3、施工工艺流程施工工艺中应注意第一层整丝岩棉增强板应增设金属卡托。
竖丝岩棉增强板采用双面上浆料粘贴法粘贴,即在墙面和增强板粘贴面均满抹10mm厚A,级胶粉聚苯颗粒浆料贴砌浆料,粘贴竖丝岩棉增强板时挤出碰头灰,复合板间灰缝宽10mm。增强板采用“T”型排版,墙角处错缝搭接,如图10所示。
岩棉外墙保温系统在国内应用出现的问题国内从1985年起就把岩穆作为建筑外墙保温材料在工程中进行了试点应用,但是由于生产工艺与国外存在差异,岩棉板抗拉强度低,不足15kPa,吸水率均超过歌洲标准要求的10倍之多。
又因岩棉的上墙固定以及岩棉板面层防裂技术难以克服,因而岩棉外保温技术未能得到推广应用。
随着我国外墙外保温技术的不断发展和保温材料生产工艺的改进,同时借鉴国外岩樱板外保温应用技术,利用岩棉作为建筑节能的主要保温材料,并结合现有的外保温技术形成的一些科学的保温体系已经在在许多工程中得以应用。
根据保温构造的不同大致可将岩榴系统分为薄抹灰系统和复合系统。通过对比可以看出二种不同构造的岩棉系统适用的范围不同,对各层材料的要求也各有所异。因此在采用外墙保温系统时应充分考虑各系统的优缺点,综合性价比后对系统进行选择应用。
综述,ZL整丝岩棉增强板外墙外保温系统建立了耐候性能优异、保温效果良好、防火灾性能更可靠的外墙外保温材料系统和施工方法,集防火与保温于一体。该保温系统在保温材料及系统构造上均进行了防火设计,可满足中高层建筑外墙的防火和保温要求,与传统保温技术相比,具有更为显著的经济效益和社会效益,是一种合理的、档次较高的建筑保温技术.]
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