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[摘 要]本文介紹了巖棉在外墻外保溫領域應用的技術研究,該研究是北京市科委課題“高層建筑耐火外墻外保溫系統技術研究”的核心內容。研究提出了現澆和錨固巖棉板2種涂料飾面構造做法,其中采用機械錨固熱鍍鋅鋼網施工可充分利用國產各類型巖棉板;巖棉板的界面砂漿處理可起到防止巖棉纖維扎手、增強巖棉板的防水性能和提高巖棉板與找平層的粘結強度的作用;聚苯顆粒的低導熱系數過渡層提高了系統的整體性和抗裂性。2種構造做法經試驗和工程試點證明均可解決目前國內巖棉難以應用在外墻外保溫系統中的技術問題,具有優異防火性能的巖棉外保溫系統可應用于任何類型的建筑中,在高層建筑和防火要求高的建筑中其優勢更為明顯。


Beijing100073,China;2.BeijingLiujianConstructionCorporation,Beijing100039,China)

[Abstract]Thepaperintroducedtheappliedtechnologyofrock-woolinouter-wallexternalthermalinsulationsystem.TheseappliedtechnologieswerethekeycontentintheproposalofStudyonFire-proofTechnologyofOuter-wallExternalThermalInsulationSystemforHigh-riseBuildingwhichbelongstoBeijingScienceCommittee.Thestudyprovidedtwokindsoffinishsystemswhichwerepouringandanchoringrock-woolpanel,respectively.Ingeneral,galvanizingsteel-meshworkusingmachineanchorcoulduseallkindsofrock-woolpanelmadeinChina.Theinterfacemortarusedinrock-woolcouldpreventworkershandfromhurtingandimprovethewater-proofcapabilityandbondingintensityofrock-woolpanel.Thelow-heatconductivityofpolystyrenefoaminggranulepasteimprovedtheintegerandanti-crackofsystem.Bothofthesetwokindsofrock-woolsystemscouldresolvethecurrentrock-woolpanelapplieddifficultyinouter-wallexternalthermalinsulationsystem.Therock-woolexternalthermalinsulationwhichhasverynicefire-proofcapabilitycouldapplyinanykindsofbuildings,especiallyhigh-risebuildings.

[Keywords]rock-wool,outer-wallexternalthermalinsulation

1 巖棉的定義、巖棉板的類型與特點

巖棉在20世紀30年代就已投入工業化生產,是目前世界上應用范圍最廣的保溫材料。在國外巖棉被稱為“第五常規能源”,此種材料在建筑中的應用最為廣泛。

1.1 巖棉的定義

在我國的標準中對巖棉(Rock-wool)是這樣定義的:主要由熔融tr火成巖制成的一種礦物棉稱為巖棉。巖棉是以精選的玄武巖或輝綠巖為主要原料,外加一定數量的補助料,經高溫熔融離心吹制成

[
人造無機纖維,其主要化學成分為:SiO2(46%)、Al2O3(15.6%)、MgO(5.1%)、CaO(28%)和Fe2O3(3.3%)。

1.2 巖棉板的類型與特點

在巖棉纖維中加入適量粘結劑、防塵劑、憎水劑等外加劑,經過壓制固化可制成具有一定強度的巖棉板。根據目前的生產工藝,可分為沉降法巖棉板、擺錘法巖棉板和三維法巖棉板。

1)沉降法巖棉板的主要生產流程是高溫熔體經離心吹制,形成巖棉纖維,在沉降室的輸送帶上堆積,達到一定厚度以后,經過加壓輥進入固化爐。沉降室法巖棉的纖維為平面分布,密度和粘結劑的均勻性較差,影響板的抗壓性能和層間結合強度。2)擺錘法巖棉板是在沉降法的基礎上,通過改

宋長友,黃振利,陳丹林,林燕成

SONGChang-you,HUANGZhen-li,CHENDan-lin,LINYan-cheng(1.BeijingZhenliHighNewTechnologyCo.,Ltd.,

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進收棉方法,先由捕集帶收集較薄的巖棉層,經擺錘的逐層疊鋪,達到一定的層數和厚度,由加壓輥進行壓制,進入固化爐固化,再經冷卻、切割、包裝等工序制成成品。這種方法改善了棉層及所含粘結劑的均勻程度,并且由于棉層疊鋪時產生的斜度,纖維呈部分豎向分布,因而抗壓強度和層間結合強度得到提高。

3)三維法巖棉板是把擺錘法疊鋪形成的未固化巖棉層,通過機械方法改變棉層的分布方向,從而形成高強度的三維巖棉產品,三維法巖棉纖維呈三維分布,抗壓強度高,不易分層和剝離。

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通過這3種方法生產出來的巖棉板在物理性質上有較大的差別,沉降法巖棉板基本上沒有抗剝離強度,而擺錘法巖棉板的抗剝離強度大于14kPa,三維法巖棉板的抗剝離強度大于22kPa;10%壓縮量的壓縮強度沉降法巖棉板不到20kPa,而擺錘法巖棉板可達40kPa以上,三維法巖棉板則可達60kPa以上;采用wq浸入法測定巖棉板的吸水性,沉降法巖棉板的吸水量是其自身重量的幾十倍,且吸入的水分在十幾天后也不能wq排除,擺錘法巖棉板的吸水量比較小,是其自身重量的幾倍,三維法巖棉板的吸水性與聚苯板差不多,吸水率很小。通過試驗檢驗,擺錘法和三維法巖棉板導熱系數低,在10℃時的導熱系數不大于0.036W(m·K),吸濕率小于1.0%,憎水率不小于98%,無毛細滲透。采用這2種工藝生產的巖棉板尺寸極其穩定,無溫度變化引起的線性膨脹和收縮。

在民用建筑中,特別是在高層民用建筑中,采用巖棉板作為保溫材料時,應該選用壓縮強度和抗剝離強度比較大、吸水性比較小的巖棉板,因此,選用三維法巖棉板是最合適的,但是由于三維法工藝比較復雜,巖棉板價格也很高,在實際工程應用中還無法實現,綜合考慮到巖棉板的價格因素,選用價格相對適中的擺錘法巖棉板是目前{zh0}的方案。巖棉板選用技術指標見表1。

2 巖棉在建筑中的應用

巖棉是一種優質{gx}的保溫材料,它具有良好的保溫隔熱、隔聲及吸音性能,與傳統的保溫材料相比,巖棉及其制品具有容重輕、導熱系數小、不燃燒、防火md、適用范圍廣、化學性能穩定、使用周期長等突出優點,是國內外公認的理想保溫材料,廣泛應

   表1 巖棉板技術性能指標

項目指標

沉降法巖棉擺錘法巖棉三維法巖棉

密度(kgm3)≥150≥150≥150

密度允許偏差%±15±10±10纖維平均直徑μm≤7≤7≤7

10℃—≤0.036≤0.036

導熱系數

50℃—≤0.039≤0.039

(W(m·K))

70℃≤0.044≤0.041≤0.041

渣球含量(顆粒直徑>

0.25mm)%≤12.0≤6.0≤6.0

體積吸濕率%≤5≤1.0≤1.0體積吸水率(全浸入)%—≤4.0≤4.0

憎水率%≥98≥98≥98熱荷重收縮溫度℃≥600≥650≥650有機物含量%≤4.0≤4.0≤4.0抗壓強度(10%壓縮量)kPa>10≥40≥60

剝離強度kPa>6≥14>22燃燒性能等級A級A級A級適用范圍20m以下100m以下100m以下

用于建筑等各個行業。在建筑業中,巖棉制品常用于建筑物的外保溫圍護結構、建筑物內部分隔墻的隔聲填充材料及建筑物室內的吊頂吸聲材料。在國外,尤其是歐洲的建筑市場中大量使用著巖棉制品,北歐人均消耗量在20kg以上,美國人均消耗量為5～10kg,前蘇聯人均消耗量也在5kg以上。由于防火問題,在美國巖棉、礦渣棉的使用占70%,在德國超過22m的建筑外保溫幾乎全部采用巖棉保溫材料。

在我國,巖棉作為建筑保溫材料的使用率比較低,主要應用于能源、石油化工、船舶工業和建筑輕板的絕熱、防火、隔音等方面,而在民用建筑中應用得很少。國內1985年引進了瑞典的外掛錨固系統解決了巖棉的上墻固定問題,在十幾年的應用中穩定性可靠,但由于未能解決好面層開裂問題而無法推廣。同時由于選用的巖棉板是沉降法生產的巖棉板,其強度小、吸水性大,也影響了其在民用建筑中的推廣應用。

筆者選用優質巖棉板,采用先進的錨固技術、現

澆技術及保溫抗裂技術成功地解決了目前國內巖棉

在外墻外保溫系統中應用的技術問題。

3 巖棉外墻外保溫系統技術研究

3.1 巖棉板的安裝技術

由于巖棉板的抗剝離強度比較低,巖棉板面層

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上的纖維很容易脫落,而且其面層還要進行飾面處理,因而巖棉板面層所能承受的負荷也很小,采用粘結劑將巖棉板粘貼在墻體上不是{zj0}的方法。{zh0}的方法是將巖棉板通過固定件固定在墻體上,但由于巖棉板強度小,光靠固定件還不夠,一般都采用鋼絲網進行加強處理。1985年引進的外掛巖棉板錨

固系統就是選用了一種鋼鉤型的錨固件配合鋼絲網

來固定巖棉板的,首先將鋼鉤型錨固件按設計好的位置固定在墻體上,并使插銷垂直墻面向外,再將巖棉板按設計的位置安裝在墻面上,使插銷穿透巖棉板,然后鋪上鋼絲網,抽出插銷,并用插銷上的鉤子勾出錨固件的連接桿,{zh1}將插銷穿過連接桿上的鉤子固定住鋼絲網,這樣巖棉板就通過鋼鉤型錨固件和鋼絲網的共同作用固定在墻體上了,同時由于鋼絲網對巖棉板面層的分隔作用,使得在巖棉板面層進行抹灰也成為可能。但是這種做法施工速度比較慢,而且在安裝過程中脫落的巖棉纖維扎人情況比較嚴重,工人不愿進行施工。

縱觀當今的錨固技術,筆者發現鉆孔型錨固技術和射釘型錨固技術是比較先進的,而且也可用于保溫板的固定。因此,為了降低巖棉板的安裝施工難度,筆者選用了這2種錨固技術,試驗后的整體效果比較好,也減少了巖棉纖維對人體的影響。施工時,可以先將巖棉板預固定在墻體上(通常采用粘結劑進行預固定),然后鋪上鋼絲網,接著用鉆孔機打孔安裝錨固件固定鋼絲網,或直接錨固射釘型錨固件固定鋼絲網。在這2種固定方法中,采用射釘型錨固件施工速度快,但其價格也高,因此一般還是采用鉆孔型錨固件。

目前,針對鋼筋混凝土墻體,保溫板與混凝土一次澆筑成型技術應用得比較廣泛,其優點在于保溫層與主體墻體可以一次施工完畢,從而縮短了施工周期。在澆筑中采用的保溫板主要是聚苯板,而從未進行過巖棉板的澆筑施工。因此,筆者對巖棉板的現澆技術進行了一系列研究,并進行了現澆試驗,結果證明現澆技術也可應用于巖棉板,而且效果也很好,這主要是因為巖棉板表面粗糙,其表面纖維易與混凝土結合在一起,因此巖棉板與混凝土的結合強度比較大。與錨固法安裝巖棉板一樣,在澆筑過程中也使用了鋼絲網。在巖棉板面層上增加1層鋼絲網不僅有利于澆筑施工,而且還可彌補巖棉板本身強度不夠大、易于分層的缺陷。選用的鋼絲網為

抗腐蝕能力很強的熱鍍鋅鋼絲網,其通過與巖棉板拼接縫處的熱鍍鋅鋼絲(Υ4)與混凝土中的鋼筋綁扎固定,巖棉板連同熱鍍鋅鋼絲網綁扎固定好后,支上澆筑模具,就可進行混凝土的澆筑施工了。另外,如上所述,由于巖棉板長期暴露在空氣中,其面層的細小纖維易脫落扎人,給人造成痛癢感,給施工造成不便,因此,在安裝后,要對其面層進行界面處理。采用噴砂界面劑對巖棉板面層進行處理不僅可防止巖棉板面層的細小纖維到處飛揚,還可增強巖棉板的防水性,阻斷巖棉板從找平層吸水的路徑,保證了找平層材料不會因過快失水而開裂,

并且還有利于提高找平材料與巖棉板表面的粘結

力,從而保證整個系統的穩定性。3.2 巖棉板面層的找平與抗裂技術

以前也有許多廠家和研究單位對巖棉板外墻外

保溫技術進行了研究和試點,但最終都沒有獲得成功,其主要原因就是沒有解決好巖棉板面層的找平與防裂技術,因此工程上出現的問題主要反映在巖

棉板面層的找平層材料及防護層材料出現開裂現

象。如今,隨著保溫抗裂技術的不斷成熟,解決巖棉板面層的找平和抗裂技術也就成為了現實。分析以前所做的巖棉板外墻外保溫工程,發現

工程中所用的找平層材料及抗裂防護層材料主要是

普通水泥砂漿,部分工程也用上了聚合物砂漿,但是未能解釋清楚外保溫工程開裂的機理,因此,也就未能解決外保溫工程開裂這一技術難題。為了解決該難題,筆者采用了在外保溫工程中應用得比較成熟的柔性漸變、逐層釋放應力的柔性抗裂技術。其主

要思路是選用導熱系數比較低的膠粉聚苯顆粒保溫

漿料作為巖棉板面層的找平材料,此種材料具有以下優點:1)不僅可以起到良好的找平作用,同時還可阻斷鋼絲網和錨固件所產生的熱橋,使整個保溫系統的保溫效果得到加強;2)具有比較好的柔性和抗裂性能,符合柔性漸變的抗裂理論;3)干密度比較

3

層進行找平可以大大減小巖棉板面層的荷載,這也可對防止巖棉板面層的開裂起到輔助作用。在抗裂防護層材料中,采用抗裂砂漿復合耐堿玻纖網格布的做法,即在找平層材料外面抹一薄層聚合物抗裂砂漿,然后迅速壓入耐堿玻纖網格布,整個抗裂防護層一般控制在3～5mm。這一做法的特點包括:1)耐堿玻纖網格布不僅可以阻止應力的發展,還可起

小,一般只有230kgm左右,因此用它對巖棉板面

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到分散應力的作用;2)聚合物抗裂砂漿也具有很好的柔性防裂作用,在通過找平層及抗裂防護層的共同作用下,確保了巖棉板外墻外保溫系統具有優異的抗裂性;3)為了加強整個保溫系統的防水透汽性,在抗裂層外面還刷涂了1層高分子乳液彈性底層涂料,使整個系統的防水透汽性得到了顯著提高,也更進一步加強了整個保溫系統的抗裂性能。

另外,在對巖棉板外墻外保溫系統進行飾面處理時,也選用具有抗裂功能的抗裂柔性耐水膩子,并用具有一定柔性的彈性涂料進行外飾面處理。這樣

做可使整個巖棉板外墻外保溫系統成為一個柔性漸

變、逐層釋放應力且抗裂保溫的系統。3.3 巖棉板外墻外保溫系統的構造設計

在研究過程中,筆者確定了巖棉板外墻外保溫的2種構造做法:巖棉板錨固做法和巖棉板現澆做法。1)巖棉板錨固做法由基層墻體、巖棉板保溫層、由錨固件固定的熱鍍鋅鋼絲網、膠粉聚苯顆粒找平層、抗裂防護層及飾面層等組成,如圖1所示。2)巖棉板現澆做法由鋼筋混凝土基層墻體、巖棉板保溫層、熱鍍鋅鋼絲網加固層、膠粉聚苯顆粒找平層、抗裂防護層及飾面層等構造層組成,如圖2所示。

固定巖棉板的作用,同時也可起到保護巖棉板的作用,增加巖棉板面層承載負荷的能力,使得巖棉板面

2

存在,也使巖棉板面層的抹灰難度降低,熱鍍鋅鋼絲網可以兜住抹灰層材料,使其不會因巖棉板面層纖維的脫落而脫落。

通過這樣的保溫構造設計,不僅解決了巖棉板的上墻安裝技術,使巖棉板和墻體可以很好的結合在一起,同時也解決了巖棉板面層的抗裂防護技術,

使整個巖棉板保溫構造成為一個柔性漸變的抗裂系

統。由于巖棉板面層所能承受的荷載不大,因而其面層一般采用涂料飾面做法,形成的巖棉板外墻外保溫系統的性能指標應滿足表2的要求。

表2 巖棉板外墻外保溫系統性能指標

項目指標

耐沖擊性J≥3

耐磨性,500L鐵砂無損壞人工老化性,2000h合格耐凍融性,30次無開裂

無裂紋正壓5000Pa無裂紋

表面憎水率%99

經80次高溫(70℃)—淋水(15℃)

循環和20次加熱(50℃)—冷凍

耐候性

(-20℃)循環后不得出現開裂、空鼓

或脫落。抗裂防護層與保溫層的

拉伸粘結強度不應小于0.1MPa,

破壞界面應位于保溫層。

3.4 巖棉板現澆法施工工藝流程和施工操作要點3.4.1 施工工藝流程

巖棉板現澆法施工工藝流程如圖3所示:

圖1 巖棉板錨固做法

 

圖2 巖棉板現澆做法

 

這2種巖棉板構造做法都采用熱鍍鋅鋼絲網和錨固件來固定巖棉板,熱鍍鋅鋼絲網不僅可以起到

圖3 巖棉板現澆法施工工藝流程

 

3.4.2 施工操作要點

巖棉保溫板應在工廠6面滿涂界面劑后出廠,

以避免現場安裝時巖棉纖維對操作人員皮膚造成影

響。

層的負荷可以達到20kgm。由于熱鍍鋅鋼絲網的

抗風壓試驗負壓4500Pa

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88建筑科學第24卷

1)巖棉保溫板安裝準備

①鋼絲網必須有出場合格證和試驗報告;②內外墻體鋼筋綁扎驗收合格后,方可進行保

溫板安裝;

③按照要求在外墻內側彈出550mm保溫層控制線,保溫層厚度50mm,按要求在外墻鋼筋外側綁扎15mm厚砂漿墊塊,每塊板內不少于3塊。

2)巖棉保溫板的安裝

①拼裝保溫板:安裝保溫板時,板與板之間應對縫拼接擠緊,窗口等部位需要裁切板時,在拼縫處用專用膠粘結嚴密,保溫板就位后,用一端磨尖的Υ6鋼筋(并將整根鋼筋棍磨細約為Υ4左右),在圖4中“+”位置穿透孔,為找準墻體鋼筋位置,在保溫板靠近墻體鋼筋一側穿孔,將已加工好的L型Υ6鋼筋穿過保溫板,深入墻內長度不小于100mm(鋼筋長180mm,外露平直部分長40mm,并涂刷灰色防銹漆),每塊板不少于3根,用火燒絲與墻體內鋼筋綁扎牢固。

圖5 窗口加強網

 

密、牢固,防止出現錯臺和漏漿現象(見圖7)。

圖6 大模內置施工詳圖

 

圖4 鋼筋外側綁扎圖

 

②加固鋼絲網:為保證保溫板不產生裂縫,綁扎窗口四角加強網、保溫板拼縫網之間的加固鋼絲網應用鍍鋅鋼絲綁扎,附加窗口四角加強網,尺寸為200mm×400mm,與窗角呈45°(見圖5),拼縫加固鋼絲網寬200mm,騎縫每邊100mm,陰陽角加固角網每邊寬150mm,層間保溫板鋼絲網不應斷開。

3)模板安裝

按照模板控制線安裝模板。安裝時,應先就位外側大模板,然后依據模板螺栓孔位置在保溫板上使用Υ28開孔器開孔,并用強風吹管將開孔后留在墻體內的碎屑清理干凈(見圖6)。而后安裝外墻內側模板,使模板整體就位,穿螺栓緊固校正,連接嚴

圖7 大模內置施工現場圖

 

4)混凝土澆灌

①混凝土坍落度控制應不小于160mm。

②澆筑墻體及樓板混凝土時,應注意保護外保溫板超出大模板高度的部分,混凝土應垂直傾倒,不得直接傾倒在保溫板上。

③混凝土分層澆注,每層高度控制在500mm,

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混凝土下料點均勻分布,門窗洞口兩側應同時下料,并使兩側澆灌高度大體一致,振搗棒應距洞邊300mm以上。混凝土澆注應連續進行,{zd0}間隔時間小于混凝土的初凝時間。

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④振搗棒振動間距一般應小于500mm,每一振

動點的延續時間,以表明呈現浮漿和不再沉落為度。嚴禁將振搗棒緊靠保溫板。

⑤墻體混凝土澆灌完畢后,須整理上口甩出鋼

筋,并用木抹抹平混凝土表面。

5)模板拆除

①在常溫條件下,墻體混凝土強度不低于1.2MPa,冬期施工墻體混凝土強度不低于4MPa及達到混凝土設計強度標準值的10%時,才可以拆除模板,拆模時應以同條件養護試塊抗壓強度為準。②先拆外墻外側模板,再拆外墻內側模板。并及時修理墻面混凝土邊角和qc板面余漿、灰槎。③穿墻套管拆除后,混凝土墻部分螺栓孔洞應用干硬性砂漿捻塞,保溫板部位孔洞應用保溫材料堵塞。

6)混凝土養護

常溫施工時,模板拆除后12h內噴水或用養護劑養護混凝土墻體內側,不少于7d,次數以保持混凝土具有濕潤狀態為準。冬期施工時應定點、定時測定混凝土養護溫度,并做好記錄。

7)膠粉聚苯顆粒找平施工

吊膠粉聚苯顆粒找平層垂直控制線、套方作口,按設計厚度用膠粉聚苯顆粒作標準厚度貼餅、沖筋(如圖8所示)。

圖8 膠粉聚苯顆粒漿料找平

 

①抹膠粉聚苯顆粒找平時,應分2遍施工,每遍

間隔在24h以上。

②抹頭遍膠粉聚苯顆粒應壓實,厚度不宜超過

1cm。

③第2遍操作時應達到沖筋厚度并用大杠搓平,用抹子局部修補平整,30min后,用抹子再趕抹墻面,用托線尺檢測后達到驗收標準。

④找平層固化干燥后(用手掌按不動表面為宜,

一般為3～7d)方可進行抗裂層施工。

8)抗裂防護層及飾面層

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找平層施工完成3～7d且保溫層施工質量驗收以后,即可進行抗裂層施工。耐堿玻纖網格布長度不大于3m,尺寸事先裁好,網格布包邊應剪掉。抹抗裂砂漿時,厚度應控制在3～4mm,抹寬度、長度與網格布相當的抗裂砂漿后應按照從左至右、從上到下的順序立即用鐵抹子壓入網格布。在窗洞口等處應沿45°方向提前增貼一道網格布(400mm×300mm)。網格布之間搭接寬度不應小于50mm,嚴禁干搭接。陰角處網格布要壓茬搭接,其寬度應不小于50mm;陽角處也應壓茬搭接,其寬度應不小于200mm。網格布鋪貼要平整、無褶皺、砂漿飽滿度達到{bfb},同時要抹平、找直,保持陰陽角處的方正和垂直度。

首層墻面下部應鋪貼雙層耐堿玻纖網格布,第1層鋪貼網格布,網格布與網格布之間采用對接方法,嚴禁網格布在陰陽角處對接,對接部位距離陰陽角處不小于200mm。然后進行第2層網格布鋪貼,鋪貼方法如前所述,2層網格布之間抗裂砂漿應飽滿,嚴禁干貼。9)涂刷彈性底涂

在抗裂層施工完2h后即可涂刷彈性底涂,涂

刷應均勻,不得有漏底現象。

10)刮柔性耐水膩子

大墻面刮膩子,宜采用400～600mm長的刮板,

門窗口角等面積較小部位宜用200mm長的刮板。第1遍修局部補坑洼部位;第2遍進行滿刮;第3遍在耐水膩子半干狀態時,大面用長木方板綁400～600mm長的砂石板綁零號砂紙打磨,門窗口角用短的砂石板綁零號砂紙打磨;第4遍要求滿刮;第5遍在耐水膩子半干狀態時,大面用長木方板綁400～600mm長的砂石板綁零號砂紙打磨,門窗口角用短的砂石板綁零號砂紙打磨。若平整度達不到要求,再分別增加一遍刮膩子和打磨的工序,直至達到平整度要求。

11)涂刷底漆,刷面層涂料

涂刷工具采用優質短毛滾筒。上底漆前做好分

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90建筑科學第24卷

格處理,墻面用分線紙分格代替分格縫。每次涂刷應涂滿1格,避免底漆出現明顯接痕。底漆涂刷均勻1～2遍,wq干燥12h。

底漆wq干透后,用造型滾筒滾面漆時用力均勻讓其緊密貼附于墻面,蘸料均勻,按涂刷方向和要求一次成活。

至此,整個巖棉板現澆法施工工藝流程完成,大

模內置做法全景圖如圖9所示。

圖9 大模內置做法全景圖

 

3.5 巖棉板錨固法施工工藝流程和施工操作要點3.5.1 施工工藝流程

巖棉板錨固法施工工藝流程如圖10所示:

圖10 巖棉板錨固法施工工藝流程

 

3.5.2 施工操作要點

1)施工準備

①基層墻體應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)和《砌體工程施工質量驗收規范》(GB50203-2002)及相應基層墻體質量驗收規范的要求,保溫施工前應會同相關部門做好結構

驗收的確認。如基層墻體偏差過大,則應抹砂漿找平。

②施工時氣溫應大于5℃,風力不大于4級。

雨天不得施工,應采取防護措施。

2)基層界面處理

墻面應清理干凈、清洗油漬、清掃浮灰等;墻面松動、風化部分應剔除干凈;墻表面凸起物大于10mm時應剔除。

堵腳手眼和廢棄的孔洞時,應將洞內雜物、灰塵等物清理干凈,澆水濕潤,然后用1∶3水泥砂漿將其補齊砌嚴。

3)吊垂直、彈控制線

根據建筑物高度確定放線的方法,高層建筑及超高層建筑可利用墻大角、門窗口兩邊,用經緯儀打直線找垂直。多層建筑或中高層建筑,可從頂層用大線墜吊垂直,繃鐵絲找規矩,橫向水平線可依據樓層標高或施工±0.000向上500mm線為水平基準線進行交圈控制。根據調垂直的線及保溫厚度,每步架大角兩側彈上控制線,再拉水平通線做標志塊。

4)安裝巖棉板(尼龍錨栓鉆孔型錨固法)

確定巖棉板定位線,鋪設巖棉板,根據施工圖在錨栓安裝部位鉆孔,敲入帶圓盤的尼龍套管,壓緊巖

2

棉板上設置至少2個錨固件,錨栓應按圖紙排列。

保溫層安裝完畢后經檢驗合格方可進行界面層的施

工。

5)界面層的施工

將塑料墊片安放在鋼絲網下,將鋼絲網墊起5

2

(見圖11)。采用專用噴槍將配制好的界面砂漿均勻噴到巖棉板表面及鋼絲網上(見圖12)。

圖11 巖棉板錨固

 

棉板。每m墻面上至少設置3個錨固件,且每塊巖

mm。每m設置4個塑料墊片,按梅花型進行布置

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第2期宋長友,等:巖棉外墻外保溫系統技術研究與應用

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圖12 噴涂界面砂漿

 

6)其它流程的操作,包括膠粉聚苯顆粒找平施工、抗裂防護層及飾面層、涂刷彈性底涂、刮柔性耐水膩子、涂刷底漆、刷面層涂料,均與3.4.2節中相應流程相同。

4 巖棉外墻外保溫系統技術特點

巖棉復合耐火外墻外保溫技術是一項新型建筑

節能技術,經過在工程實例中的運用,雖然還有需要改進的地方,但這項技術的優點是很明顯的。

1)保溫性能好

巖棉的導熱系數為0.041W(m·K),復合找平的膠粉聚苯顆粒保溫漿料的導熱系數為0.060W(m·K),通過巖棉板與膠粉聚苯顆粒的復合,使整個系統具有相當好的保溫性能,同時,膠粉聚苯顆粒還

可對巖棉板無法處理的部位及熱橋部位起到補充保

溫和阻斷熱橋的作用。

2)優異的防火性能

巖棉外墻外保溫系統中不僅巖棉板具有不燃的

性能,選用的膠粉聚苯顆粒找平材料也具有難燃特性,從而保證了整個系統具有非常優異的防火功能,對保護建筑結構起到很好的作用。

3)耐撞擊性能好

巖棉板雖然強度比較低,但由于是由許多纖維

構成的,具有相當好的彈性,而且回彈率也比較高。同時,巖棉外墻外保溫系統還使用了彈性比較好的熱鍍鋅鋼絲網,在抗裂防護層又使用了耐堿玻纖網格布,形成了一個雙網結構的構造系統,因而具有相當好的抗沖擊性能,即使在經過耐候性試驗后,它的抗沖擊性能也大于10J,遠遠優于其它外墻外保溫系統。

4)對主體結構變形適應能力強,抗裂性能好

巖棉板是一種柔性變形量較大的材料,在熱鍍鋅鋼絲網的作用下,抵抗外界變形能力強。在外力和溫度變形、干濕變形等作用下,變形量都比較小,而且變形后回彈能力強,有效地保證了系統的穩定性、耐久性。同時,整個外墻外保溫系統是一個柔性漸變、逐層釋放應力的柔性抗裂系統,具有很好的抗裂性能。

5)易于維修

巖棉板安裝后,對于存在的縫隙和缺陷,可以及時用巖棉條進行修補處理,也可用膠粉聚苯顆粒進行維修,確保了整個保溫系統的穩定可靠。

6)施工性能良好

采用機械錨固熱鍍鋅鋼絲網施工,可充分利用國產各類型巖棉板;巖棉板面層抹膠粉聚苯顆粒防火找平漿料按《膠粉聚苯顆粒外保溫系統的性能指標》(JG158-2004)要求的膠粉聚苯顆粒抹灰技術進行施工,簡單實用;對不好處理的門窗洞口邊角部位采用膠粉聚苯顆粒抹灰,降低了施工難度,可操作性加強。

7)環保性能

巖棉是一種無機綠色建材,配套使用的膠粉聚苯顆粒材料不僅消耗大量粉煤灰等粉體材料,也消耗了大量廢棄聚苯材料,很好地凈化了環境。所以,該系統的環保性能十分明顯。

5 巖棉外墻外保溫系統性能試驗驗證

5.1 耐候性試驗

為了驗證巖棉板外墻外保溫構造系統的穩定

性、可靠性及耐溫度應力變化等性能,按照歐洲標準ETAG004的要求對錨固巖棉板外墻外保溫系統進行耐候性試驗驗證。在經過80次高溫(70℃)—淋水(15℃)循環和20次加熱(50℃)—冷凍(-20℃)循環試驗后,試件未出現開裂、空鼓或脫落現象,試驗后找平層、抗裂層與巖棉板保溫層之間的拉伸粘結強度大于0.1MPa,破壞界面符合歐洲標準要求;系統的抗沖擊強度大于10J。通過該試驗證實,巖棉板外墻外保溫系統是穩定可靠的,具有很好的耐候性能,能夠抵抗巨大溫度應力的影響,其抗沖擊強度也大大超過標準的要求,試驗證實該系統可滿足超過25年的使用壽命。圖13為耐候性試驗墻體飾面設計。

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92建筑科學第24卷

圖13 耐候性試驗墻體飾面設計

 

5.2 熱工性能試驗

為了驗證巖棉板外墻外保溫系統的熱工性能,

筆者對巖棉板復合各構造層后的熱工性能進行了測

試。各墻體層代號、具體名稱及構造原材料如表3所示,試驗測試結果見表4和圖14。可以看出,在復合巖棉板保溫層后,熱阻顯著增大,而傳熱系數明顯降低,這也證實了巖棉板外墻外保溫系統的熱工性能是可靠且{gx}的,利用巖棉板進行外墻保溫是可行的,同時也可滿足國家相應標準的要求。

表3 墻體層代號、名稱及構造層材料

圖14 巖棉板復合各構造層熱工性能變化趨勢圖

(注:圖中墻體構成序號所代表的內容同表4)

 

6 工程實例

  天津華琛散熱器廠節能示范樓工程總建筑面積

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京振利高新技術有限公司負責提供全套“巖棉外墻外保溫施工技術”并提供施工技術指導。該工程建筑結構為框架加氣混凝土砌塊填充結構,外墻為300mm加氣混凝土陶粒砌塊,體形系數小于0.3,窗墻面積比為0.4。該工程作為天津地區居住建筑節能65%的試點工程,外墻外保溫設計為“45mm巖棉板+20mmZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料+5mm抗裂砂漿復合耐堿玻纖網格布”(見圖15)。

墻體

層代號名稱構造層材料

A基層墻體240mm粘土磚墻復合10mm厚的水泥砂漿

 

圖15 天津華琛散熱器廠節能示范樓工程

從施工過程來看,以前采用鋼鉤型錨固件施工,

B保溫層50mm厚的擺錘法巖棉板(密度為150kgm3)

C錨固層+界面巖棉板表面噴一薄層ZL噴砂界面劑+鍍鋅鋼

層+找平層絲網及金屬錨栓+20mm厚的ZL保溫漿料D抗裂層3mm抗裂砂漿壓耐堿玻纖網格布E飾面基層高彈底涂+5mm抗裂柔性膩子

表4 巖棉板復合墻體熱阻檢測統計

序號墻體構成熱阻((m2·K)W)傳熱系數(W(m2·K))

1A0.5201.5052A+B1.6100.5663A+B+C1.8910.4884A+B+C+D1.9140.4885A+B+C+D+E1.9370.474

不僅容易破壞巖棉板,而且由于巖棉纖維容易扎人,給施工帶來一定困難;同時,鋼鉤型錨固件的銷桿也比較難抽出并安裝固定好,這也給施工帶來一定難度。而采用先預固定巖棉板,后鉆孔安裝塑料膨脹錨栓的方法錨固巖棉板,不僅使巖棉板少受破壞,而且降低了施工難度。就該工程的應用情況而言,其技術經濟效益顯著。

7 結 論

由于外墻外保溫防火問題越來越被業內人士和

外保溫使用用戶所認識,高耐火性的巖棉外墻外保

(下轉第73頁)

為3400m,其中外墻外保溫面積為1700m,由北

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第2期季廣其,等:外墻外保溫系統防火試驗研究———模型火BS8414-1試驗一

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c水平線1保溫層

圖8 水平線1外部、保護層和保溫層溫度曲線

 

  ③水平線2的溫度曲線:如圖9所示。

a水平線2外部

b水平線2保護層

  3)試驗后的測量與觀察

對膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板外墻外保溫系統的

保溫層的損壞程度進行了觀察,發現受火部位的聚苯乙烯保溫層只出現了熔化狀態,如圖6所示。

3 結 論

試驗過程中,膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板外墻外

保溫系統未引發火焰傳播。

(上接第92頁)

溫系統的成功研發和工程應用將在很大程度上擺脫目前大力發展建筑節能與建筑火災安全難以平衡的

尷尬局面。

本研究與應用提出了2種不同于國外巖棉薄抹灰做法的構造。可解決巖棉薄抹灰外墻外保溫系統進入中國后水土不服的境況。

本研究所提供的技術有如下特點:1)巖棉板一

般應選用強度較大、吸水量比較少的擺錘法巖棉板;2)上墻固定主要采用錨固法固定方式,而對于現澆鋼筋混凝土墻體,則可采用巖棉板與鋼筋混凝土一次現澆成型技術;3)為了防止巖棉纖維扎手及增強巖棉板的防水性能和巖棉板與找平層的粘結強度,對巖棉板表面還應進行界面處理;4)找平層要選用導熱系數與巖棉板相差不大、密度比較小、防裂功能好的輕質找平材料;5)抗裂防護層采用目前比較成熟的抗裂砂漿復合耐堿玻纖網格布做法;6)飾面層采用涂料飾面做法;7)巖棉板外墻外保溫系統應是一個柔性漸變、逐層釋放應力的柔性抗裂系統,各構造層的柔性變形量應逐層漸變,這樣才能保證系統具有很強的耐候性能及抗裂性能,本文所述的耐候性試驗也驗證了這一點。

c水平線2保溫層

圖9 水平線2外部、保護層和保溫層溫度曲線

 

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