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      糾正對巖棉板、巖棉條密度要求的誤區

      作者:中建華金盛 人氣: 時間:2020-12-23 14:54 【
        糾正對巖棉板、巖棉條密度要求的誤區
        
        兼談巖棉密度對導熱系數及機械性能的影響
       
        
        巖棉保溫產品由于價格低廉、導熱系數小、容重輕、無腐蝕性,并具有較好的化學穩定性和吸聲性能而在保溫材料市場中占據重要的地位。近年來隨著擺錘法等先進生產工藝的應用,巖棉產品的應用范圍得到了進一步的拓展。
        
        尤其是《建筑設計防火規范》GB50016-2014發布后,絕大多數的建筑外保溫都必須使用燃燒性能等級為A級的材料,巖棉材料成為首選。
        
        但長期以來,大家對建筑用巖棉板、巖棉條密度的要求存在嚴重誤區,甚至我們的一些國家標準、行業標準及規范,都對巖棉密度提出錯誤的要求。影響了巖棉板、巖棉條綜合性能的更好發揮。
        
        比如我們的一些標準規定巖棉板的密度要≥140公斤/立方米,巖棉條的密度要≥100公斤/立方米。
        
        而美國材料與試驗協會的ASTM系列標準只規定了各種巖棉制品密度的最大值,也就是要≤某某公斤/立方米。
        
        巖棉密度不是越大越好,比如以下實驗中密度為80公斤/立方米左右的巖棉,其導熱系數最小。巖棉條也是這樣。
        
        中國石油工程建設公司為研究巖棉密度對導熱系數的影響,采用擺錘法分別生產了不同密度的巖棉塊,在150℃的溫度條件下進行測試,試驗結果見圖1(李總備注:我們建筑保溫材料的導熱系數是在23°C±2°C的環境條件下測試的,其數值要比圖1小得多、完全能夠控制在0.040以下)。
        
        巖棉的導熱系數按照ASTMC335中的方法進行測試從圖1中可以看出,巖棉的導熱系數隨著密度的增加先減小,而后在80kg/m3的條件下達到谷值后又逐漸增加。
        
        保溫材料的散熱主要通過固體導熱、氣體導熱和輻射以及對流傳熱。
        
        空氣的導熱系數通常小于0.03W/(m·K),而巖棉的導熱系數則通常大于0.04W/(m·K)。
        
        因此僅考慮巖棉保溫材料固體與氣體比例,則保溫材料密度越高其導熱系數也越大。
        
        但氣體的空間越大則巖棉材料內空間的熱輻射和對流熱損失就越多,導致密度小到一定程度后巖棉的導熱系數也開始變大。
        
        綜合各種因素的影響,巖棉保溫材料的密度需要控制在一定范圍內才能起到理想的保護效果。
        
        巖棉材料的密度除了對導熱系數產生影響外,對抗壓性能和線性收縮率等也有一定的影響。
        
        從表2的兩種不同密度巖棉制品的各種性能參數的比較可以看出,75公斤/立方米巖棉的導熱系數和線性收縮率比85公斤/立方米的巖棉略微偏高,抗壓強度則顯著降低。其中75公斤/立方米巖棉的抗壓強度略低于美標中的相關要求。
        
        由此可見,巖棉制品的密度不但對導熱系數影響較大,對保溫層的機械性能影響也很顯著。
        
        研究結論:
        
       ?。?)巖棉的密度對導熱系數有顯著影響,密度為80公斤/立方米左右的巖棉,其導熱系數最小,在此基礎上降低或增加密度都會使巖棉的導熱系數增大。
        
       ?。?)在密度一定的條件下,巖棉的導熱系數與使用溫度近似呈線性關系,導熱系數隨溫度的提高而增加。
        
       ?。?)巖棉密度對抗壓強度和線性收縮率等機械性能有一定影響,當巖棉的密度從75公斤/立方米提高到85公斤/立方米,巖棉塊的抗壓強度明顯提高,線性收縮率略微降低。
        
        李總提示:
        
        1、巖棉密度不是越大越好,比如本實驗中密度為80公斤/立方米左右的巖棉,其導熱系數最小。巖棉條也是這樣。
        
        2、好在我們國家逐漸注意到了這些,近年新修訂的規范標準里都刪除了巖棉板、巖棉條密度的要求。
        
        只保留抗拉拔強度、抗剪強度、壓縮強度指標(甚至在《巖棉薄抹灰外墻外保溫系統材料》J/GT483-2015中,把壓縮強度要求都刪除掉了)。
        
        3、大家千萬記住,巖棉密度不是越大越好,尤其是采用了一些新的科技工藝后,比如萬華聚氨酯復合巖棉板,對傳統的巖棉條采用聚氨酯進行復合處理。
        
        在保證A級防火性能的前提下,使用很少量的聚氨酯,以微孔滲入式自粘結發泡技術為核心,通過連續化發泡技術將硬泡聚氨酯與巖棉混合為一體,克服了巖棉自身開孔吸水結構、同時大大提高了抗拉拔、及抗壓縮強度、大大提高了防水性能。
        
        用密度低于100公斤/立方米的巖棉條,復合處理后,抗拉拔強度就能達到150kpa、抗壓縮強度就能達到80kpa完全滿足國家標準要求的力學參數。
        
        保障了產品整體防水保溫、強度、耐凍融性等物理性能的持久性。
        
        4、靠高新技術,以較小的密度,保證達到國家標準各項力學性能指標要求的前提下,同時能使導熱系數變得更低、K值能夠控制在0.040以下,使復合巖棉的各項優勢大大增強。
        
        在《巖棉薄抹灰外墻外保溫系統材料》J/GT483-2015中,把壓縮強度要求都刪除掉了
        
        GB∕T25975-2018《建筑外墻外保溫用巖棉制品》也不再要求密度指標
        
        JGJ/T480-2019《巖棉薄抹灰外墻保溫工程技術標準》也不再要求密度指標

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