保温材料在维护体系的应用与研究

邢兰兰、李雪伟、宫大鹏、杨建国、冯品基

中国建筑一局（集团）有限公司华北公司 天津 300450

摘要：玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维，是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，表面一般采用铝箔纸。本文分析了玻璃棉板应用在外墙外保温系统上的弊端。

关键词：玻璃棉板；外墙外保温系统；弊端

玻璃棉是一种无机纤维，通过高速旋转的离心机将高温玻璃水甩成细丝，细长的玻璃纤维紧密交错，具有成型好、热导率低、化学性能稳定等优点；玻璃棉体拉力相对较大，成型好，易于运输和施工；体积密度小，自重轻，固定安装相对容易；不耐水，但吸水后体积变形小，性能较稳定，玻璃细丝易使人体过敏，微粉易进入空气中随风飘浮，在施工安装时工人需穿防护服；使用年限长，不会出现粉化及性能急剧下降等情况。

一、外墙外保温系统概述

外墙外保温系统由保温层、保护层和固定材料(胶粘剂、锚固件等)构成，并且适用于安装在外墙外表面的非承重保温构造中。外墙外保温是一种把保温层放置在主体墙材外面的保温做法，是目前应用最广泛的保温做法，也是国家大力倡导的保温做法。从外墙外保温系统的构造可知，外墙外保温系统的安全与否，胶粘剂和锚固件起决定性作用，也就是说基层与胶粘剂的粘结强度和锚固件的锚固抗拉强度起决定作用。为此，为了确保外保温系统的安全，除要了解基层与胶粘剂的粘结强度要求外，还必须了解各保温板材与基层的粘结强度和锚栓在不同基层墙体中抗拉承载力要求，以及现场实际操作和影响检测的各种因素。

二、常用的外墙外保温系统

1、XPS板外保温系统以钢筋混凝土、各类实心砖墙、混凝土砌块墙、空心砖墙等新建或旧房改造的外墙外保温工程为基层；粘结层为聚合物砂浆；饰面层为涂料、彩色砂浆或面砖。该系统具有优良的保温、安全耐久、防水等性能,但其透气性、尺寸稳定性、防火等性能差。

2、EPS板外保温系统采用苯板为外保温材料,界面剂为专用的粘结砂浆,保护层为耐碱涂塑玻纤网格,饰面层为腻子和涂料。该系统具有价格适中、保温效果好、施工工艺简单易行等优点,但其也有强度低、承载力低、吸水率高等缺点。

3、岩棉板外保温系统以玄武岩为主要原材料,经高温熔融加工而成的无机纤维板。该系统具有质量、导热系数低、弹性好、不腐蚀、隔音性好等性能,但其吸水率高、工序复杂、工期长等缺陷。

4、保温装饰一体化外墙外保温系统以薄抹灰系统中抹面层、饰面层和保温层三者合一构成。该系统具有适应性强、物理化学稳定性良好、质量轻、强度高等特性。

三、玻璃棉简介

玻璃棉是用离心玻璃棉毡用欧文斯科宁(简称OC)独有专利离心法技术，将熔融玻璃纤维化并加以热固性树脂为主的环保型配方粘结剂加工而成的制品，是一种由直径只有几微米的玻璃纤维制作而成的有弹性的毡状体，并可根据使用要求选择不同的防潮贴面在线复合。其具有的大量微小的空气孔隙，使其起到保温隔热、吸声降噪及安全防护等作用，是钢结构建筑保温隔热、吸声降噪的最佳材料。

玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕在一起，呈现出许多细小的间隙，这种间隙可看作孔隙。因此玻璃棉可视为多孔材料，具有良好的绝热、吸声性能。

玻璃棉的优点为：吸音降噪，能有效阻止声音传播，施工简单，随意切割，抗菌防霉，耐老化、抗腐蚀，保证健康环境，A1级防火，永久不燃，低级湿性，耐用性高。现今，玻璃棉板已广泛应用于建筑外墙的保温、隔热、吸音、降噪，钢构保温板的夹层等。

玻璃棉板是玻璃棉的深加工产品，它所用的原料是玻璃棉板半成品，经磨光、喷胶、贴纸、加工等工序制成。为了保证一定的装饰效果，表面基本上有两种处理办法：一是贴上塑料面纸，二是在其表面喷涂。喷涂往往做成浮雕形状，其造型有大花压乎、中花压平及小点喷涂等图案。它有多色彩可供选择，用得较多的是白色。

四、玻璃棉板及岩棉板在建筑外墙保温中的应用比较

1、玻璃棉板。玻璃棉板是无机保温材料中的一种有着高效保温特性的材料，与传统有机材料相对比，其主要具有以下优点：无机玻璃棉板遇火不燃，而且具有火焰的点火性及传播性，其特性为容重轻、导热系数低，并且防火无毒、使用周期较长等，若运用得当，其是一种良好的保温材料。但在玻璃棉板的实际运用过程中，也存在着一定的问题，具体包括：玻璃棉板有着较强的吸湿性，因此作为外墙保温材料会导致墙皮容易下垂脱落。玻璃棉板的抗拉强度较低，在墙面运用过程中易产生剥离现象等。目前的一些玻璃棉板厂家，为了改善无机保温玻璃棉板的性能，在生产流程中添加了打褶工序。普通的玻璃棉纤维间主要为层状结构，因此结合力小，并且较容易撕裂。打褶玻璃棉纤维间形成三维网状结构，此种结构能有效提高保温板的抗拉强度、降低导热系数。

2、岩棉板。岩棉板是无机保温材料的一种，具有优秀的保温性能。国外对于岩棉制品的使用较广泛，特别是欧洲地区，对于岩棉制品的消耗人均消耗量在20kg以上。在德国，当建筑超过22m时，几乎使用的保温材料全部为无机岩棉保温材料。在美国，由于存在防火安全问题，因此无机岩棉制品的使用更高达百分之七十以上。在我国，由于对无机材料的使用还不够广泛，因此岩棉板作为建筑外墙所使用的无机保温材料还较为局限，其所主要运用的事项包括：能源、石油化工、船舶工业、公共建筑的隔声等方面，除去上述用项外，无机岩棉材料在民用建筑中的使用较少，在无机外墙保温环节中的使用也刚刚开展。岩棉板这种无机保温材料主要有以下优点：此种无机保温材料的隔热、隔声、吸声性能较良好，与传统的保温材料相比，导热系数较低、密度较小。除上述优点外，其化学性能较稳定，而且无毒不燃烧、使用周期长。岩棉板材料使用中存在的主要问题包括：相对于国外的岩棉制品来说，我国岩棉制品的质量及保温性能还有待提高，特别是我国岩棉制品的酸碱系数。当前，我国生产企业所生产的岩棉，其酸度系数大都在1.6以下，相对于国外的岩棉，我国的岩棉酸减系数过低，因此必须要进行进一步的提高。提高岩棉的酸度系数对促进我国建筑领域的发展有着重要意义，因此要进行高度重视。提升岩棉的酸碱系数不仅能有效提升其耐水性能，对于其力学强度也能进行一定的提升，若不能对其进行有效改善，则不仅会危害人们的呼吸系统，还会对人们的皮肤产生一定伤害。

五、玻璃棉板应用于外墙外保温系统中的弊端

1、施工方面。玻璃棉由于其特性不能进行抹灰，故只能进行锚固形式固定，而且玻璃棉无压缩强度，所以板子本身相对较软，在锚固施工时很难施工，其安全性也相对降低。另外，玻璃棉无法保证其平整度。

2、生产工艺。玻璃棉无法采用摆锤法施工工艺，只能采用平织法生产，所以其强度无法满足上墙要求。

3、强度要求。玻璃棉压缩强度及垂直于板面的拉伸强度指标为0。

4、酸度系数。玻璃棉酸度系数≤1.6，酸度系数越高对板的强度、耐高温、耐久性等性能有显著的提高。

5、尺寸稳定。玻璃棉尺寸稳定性在≥8%，尺寸稳定性对保温系统有着至关重要的影响，尺寸稳定性差，容易使保温板膨胀或收缩，导致饰面层破坏，影响保温系统。

6、工作温度。玻璃棉工作温度在650℃，虽然为A1级防火材料，但在工作温度上与岩棉板差别较大。

7、耐火时间。玻璃棉耐火时间为0.5h。

参考文献：

[1]陈岭.玻璃棉在外墙外保温系统中的应用[J].新型建筑材料，2014(03).

[2]路国忠.玻璃棉板外墙外保温系统研究与应用[J].新型建筑材料，2016(01).