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巖棉保溫工程應用技術研究

節約資源是我國的基本國策，建筑節能 作為其中的重要內容，對這一基本國策的貫 徹落實意義重大 ， 外 墻 外 保 溫 更 是 重 中 之 重 。 隨著我國建筑節能標準的逐步提高，建筑外

墻節能保溫事業迅速發展 。
近年來，巖棉和礦渣棉開始較多地用于

建筑外墻保溫工程，但由于二者特性不同， 是否都適用于外墻保溫有待研究 。 筆者分析 一下巖棉與礦渣棉的性能差異以及具體應用 。

1. 巖 棉 與 礦 渣 棉 化 學 成 分 及 酸 度 系 數 的

差 別 。

如表 1 所示，巖棉與礦渣棉的化學成分差

異較大 。

表 1   巖棉與礦渣棉主要化學成分 （ % ）、 酸度系數及 PH 值

產品       SiO 2   Al 2 O 3 CaO   MgO   MK*    pH

1    35.42 13.67 27.83 11.81 1.24    5.0

應用技術已比較成熟 。 針對天津實際要求， 開展巖棉外保溫系統應用技術的研究可有效

推進 A 級防火要求的保溫材料在建筑中的應

用，從而提升天津市建筑墻體保溫工程安全 防火技術水平，提高建筑節能工程質量和使 用壽命 。

礦 渣 棉

巖 棉

2    39.26 14.65 36.40 6.76   1.25    5.3 3    37.72 11.37 41.40 2.75   1.11    6.7 4    41.80 15.40 16.70 10.13 2.13    0.8 5    39.60 15.44 18.05 12.06 1.83    1.5

一 、 外墻外保溫用巖棉的研究與選擇 （ 一 ） 巖 棉 與 礦 渣 棉 的 區 別 和 選 擇

巖棉屬于礦物棉的一種，是采用tr火 成 巖 石 （玄 武 巖 、 輝 綠 巖 、 安 山 巖 等） 經 高 溫熔融，用離心力 、 高壓載能氣體噴吹而制 成的纖維，加入適量熱固性樹脂膠粘劑及憎

6    41.80 14.98 26.00 8.50   1.65    3.3

*MK （酸度系數） = （ SiO 2 +Al 2 O 3 ） （ / CaO+MgO ）

從表 1 看出，巖棉的酸度系數一般大于 1.6 ，甚至可高達 2.0 以上；礦渣棉的酸度系數 一般只能保持在 1.2 左右 。

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2. 巖棉與礦渣棉性能的差異 。

巖棉與礦渣棉化學成分及酸度系數的差別，導

致它們在性能上也存在一定的差別 。

（ 1 ）巖棉與礦渣棉耐水性的差別 。

盡 管 巖 棉 與 礦 渣 棉 都 屬 于 硅 酸 鹽 CaO-Al 2 O 3 - SiO 2 物 系 中 的 產 物 ， 但 由 于 它 們 化 學 成 分 上 的 差 異，巖棉中很少 存 在 2CaO · SiO 2 ， 從 而 使 巖 棉 在 水

溶液的作用下，形成更少的水化硅酸鹽和水化鋁酸 鹽，使巖棉纖維在潮濕環境中的穩定性優于礦渣

棉 。 巖 棉 與 礦 渣 棉 的 pH 值 差 別 較 大 ， 巖 棉 的 一 般 小 于 4 ， 屬 耐 水 性 特 別 穩 定 的 礦 物 纖 維 ； 礦 渣 棉 的 一般大于 5 ，甚至超過 6 ，其耐水性只能是中等穩定

或不穩定的 。 因此巖棉比礦渣棉耐水性好 。

（ 2 ）巖棉與礦渣棉耐熱度的差別 。

礦渣 棉 纖 維 溫 度 超 過 675 ℃ 時 開 始 析 晶 ， 纖 維

收縮增粗，脆化結塊，失去保溫作用，并且碎裂粉

化而解體，礦渣棉的使 用 溫 度 不 宜 超 過 675 ℃ ； 而 巖 棉 沒 有 這 一 變 化 ， 使 用 溫 度 可 高 達 800 ℃ 以 上 ， 其軟化溫度高達 900 ℃～ 1000 ℃ 。 因此巖棉比礦渣棉

耐熱度高 。

（ 3 ）巖棉與礦渣棉耐腐蝕性的差別 。

在生產礦渣棉時，高爐中部分 CaS 進入礦渣棉 中，其含量在 5% 左右 。 當礦渣棉在濕度大的環境中 使 用 時 ， 其 中 的 CaS 與 水 發 生 反 應 ， 生 成 Ca （ OH ） 2 和 H 2 S 。 這兩種反物質對礦渣棉的使用均會產生不 良影響：一是 Ca （ OH ） 2 使水呈堿性，礦渣棉中的 β - 2CaO · SiO 2 在堿性水溶液的激發 之 下 ， 更 促 使 其 水

化反應的進行，使礦渣棉耐水性進一步降低；二是

H 2 S 氣體可溶解于水生成氫硫酸，在與金屬接觸時

將起腐蝕作用 。 巖棉一般以玄武巖或輝綠巖為原 料，除在熔煉時由焦炭帶入微量硫外，不存在更多 的硫來源，對金屬無腐蝕作用 。 因此巖棉比礦渣棉 耐腐蝕性強 。

3. 巖棉與礦渣棉的選擇 。

巖棉與礦渣棉存在一些差異，不能wq混為一 談 。 在巖棉外保溫系統中，要選用巖棉而不是礦渣 棉，且用于外墻外保溫的巖棉不能采用 《 建筑用巖

棉 、 礦渣棉絕熱制品 》 （ GB/T 19686-2005 ） 和 《 絕 熱 用 巖 棉 、 礦 渣 棉 及 其 制 品 》 （ GB/T 11835-2007 ）

的產品，必須使用達到 《 建筑外墻外保溫用巖棉制

品 》 （ GB/T 25975-2010 ） 標準的產品 。

［ 工程技術 ］

（ 二 ） 巖 棉 外 保 溫 系 統 中 巖 棉 產 品 的 選 擇 1. 巖棉類別的選擇 。

巖棉根據生產工藝的不同，可分為沉降法巖 棉 、 擺錘法巖棉和三維法巖棉 。 其中，沉降法巖棉 不宜用于外墻外保溫系統，而擺錘法巖棉和三維法 巖棉可用于外墻外保溫系統 。

2. 巖棉指標的提高與增加 。

為了保證巖棉外保溫系統的耐久性，在保證巖

棉 產 品 滿 足 《 建 筑 外 墻 外 保 溫 用 巖 棉 制 品 》 （ GB/T 25975-2010 ）的基礎上，筆者從巖棉的垂直于表面 的

抗拉強度 、 酸度系數等方面做了研究與分析，并根 據天津市工程實際要求對有關指標進行了調整 。

（ 1 ） 垂直于表面的抗拉強度 。

巖棉產品按垂直于表面的抗拉強度水平分級為

帶， TR80 ；板， TR15 、 TR10 和 TR7.5 。 由于 TR7.5 規

格的巖棉板垂直于表面的抗拉強度指標較低，應用 于外墻保溫系統會給工程質量帶來隱患，為保證天 津市巖棉保溫工程的安全性，不采用此規格巖棉板 。 在施工中宜優先選用抗拉強度水平較高的巖棉帶 。

（ 2 ） 酸度系數 。

酸度系數是巖棉纖維內在的因素，是衡量巖棉 化學耐久性的重要指標，是巖棉最重要的技術指標 之一 。 它影響外墻外 保 溫 用 巖 棉 的 很 多 重 要 性 能 ， 酸度系數越高，垂直于表面的抗拉強度越高，壓縮 強度也越高，外保溫系統的耐久性就越高 。 在天津

地區外墻外保溫應選用酸度系數 ≥ 1.8 的巖棉制品 。

（ 3 ） 密度 。

隨著產品密度的增加，巖棉的纖維分布狀況良 好，機械強度會增強，抗拉強度隨之提高，但高密 度巖棉生產受工藝條件限制，且巖棉密度增大，會 增加保溫系統的自重，影響系統安全性，也會增加 工程建設成本 。 經考察并與巖棉生產廠家溝通，正

常生產的合格產品，密度 ≥ 140 千克 / 立方米的巖棉 板 垂 直 于 表 面 的 抗 拉 強 度 滿 足 ≥ 10 千 帕 ， 密 度 ≥ 100 千克 / 立方米的巖棉帶垂直于表面的抗拉強度滿 足 ≥ 80 千帕，故增加了密度的指標：巖棉板不小于 140 千 克 / 立 方 米 ， 巖 棉 帶 不 小 于 100 千 克 / 立 方 米 ，

在當前條件下明確巖棉制品的密度，可以為設計人 員提供計算參數 。

研究中對不同密度 、 不同酸度系數的巖棉制品

做了抗壓強度 、 抗拉強度實驗室檢測，數據見表 2 。

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［ 工程技術 ］

表 2   巖 棉 的 密 度 、 酸 度 系 數 、 抗 壓 強 度 、 抗 拉 強 度 的 檢 測 數 值
 表 3   外墻外保溫用巖棉性能指標要求

類別       密度 酸度系數 抗壓強度 垂直于表面的

（ 千 克 / 立 方 米 ） （ 千 帕 ） 抗 拉 強 度 （ 千 帕 ）

項 目          單 位         指 標

巖棉板 巖棉帶

試驗方法

巖 棉 板

100        1.5      17.80        7.00 140        1.6      44.10       12.00 140        1.7      51.30       13.00 140        1.8      60.50       13.80 150        1.8      61.00       15.10 160        1.6      55.00       18.43 160        1.8      65.00       19.05 100        1.6      73.70       89.00

密度        千克 / 立方米 ≥ 140 ≥ 100 GB/T 5480 酸度系數          —          ≥ 1.8      GB/T 5480 纖維平均直徑       微米         ≤ 7.0      GB/T 5480

渣 球 含 量 （ 粒 徑 大

于 0.25 毫 米 ）       %       ≤ 10     GB/T 5480

尺寸穩定性         %         ＜ 1.0      GB/T 25975 質量吸濕率         %         ≤ 1.0      GB/T 5480 憎水率           %        ≥ 98.0     GB/T 10299

巖 棉 帶

100        1.7      75.00       98.00 100        1.8      88.00       106.00 100        1.8      91.10       112.00 100        1.8      97.30       127.00

短期

≤ 1.0

吸 水 量 （ 24 小 時 ）

（ 部 分 千克 / 立方米 浸入 ） 長期

（ 28 天 ）               ≤ 3.0

GB/T 25975

100        1.9      118.50       203.00

導熱系數

/

盡 管 《 建 筑 外 墻 外 保 溫 用 巖 棉 制 品 》 （ GB/T 25975-2010 ） 中 規 定 酸 度 系 數 不 小 于 1.6 的 產 品 屬

于巖棉產品，但酸度系數適當提高會大大增強巖棉 的機械強度，保證巖棉外保溫系統的耐久性 。 因

垂直于 表面的 抗拉強

度

TR10 ≥ 10    — TR15             千帕 ≥ 15    — TR80              —    ≥ 80

GB/T 25975

此， 把 巖 棉 酸 度 系 數 指 標 提 高 到 不 小 于 1.8 ； 經 過

考察巖棉生產廠家及試驗數據驗證，巖棉帶壓縮強

度均在 60 千帕以上，提高巖棉制品的壓縮強度指標

對于保證外保溫系統平整度 、 提高質量有益，故確

定巖棉帶壓縮強度不小于 60 千帕 。

經試驗研究和分析，筆者認為外墻外保溫用巖

棉滿足 

檢測項目          單

巖 棉 板 / 巖 棉 板 /

蓄熱系數            瓦 （平方

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（ 六 ） 巖 棉 用 耐 堿 玻 纖 網 的 研 究

巖棉用耐堿玻璃纖維網主要性能應符合 《 耐堿 玻璃纖維網布 》 （ JC/T 841 ） 要求的同時，還應符合 表 10 。

表 10   巖棉用耐堿玻纖網性能指標要求

項 目          單 位           指 標          試驗

方法

單位面積質量    克 / 平方米        ≥ 160

拉伸斷裂強力

（ 經 、 緯 向 ）     牛 /50 毫米     ≥ 1250

斷裂伸長率

（ 經 、 緯 向 ）        %         ≤ 4.0

［ 工程技術 ］

表 11   巖棉帶電焊網找平砂漿外墻外保溫系統結構示意

系統構造         組成材料        系統構造示意圖

基 層 墻 體 ①    混凝土墻或砌體墻

粘 結 層 ②         膠粘劑 界 面 層 ③         界面劑 保 溫 層 ④         巖棉帶 界 面 層 ⑤         界面劑 錨 固 件 ⑥       電焊網 + 錨栓 找 平 層 ⑦        找平砂漿

防護層   抹 面 層 ⑧ 抹面膠漿 + 玻纖網

飾 面 層 ⑨ 涂料或飾面砂漿

耐堿拉伸斷裂

強 力保留率

≥ 75

JC/T 841

基層處理

吊垂直 、 彈控制線

材料及工具準備

巖棉板 / 帶貼墻面噴 / 刷界面劑

可燃物含量        %           ≥ 12

安裝首層托架，粘貼底部擠塑聚苯板

氧化鋯 、

氧化鈦含量        %

ZrO 2 含 量 ≥ 16.0 ，或 ZrO 2 含 量（ 14.5 ± 0.8 ） 且 TiO 2 含 量 （ 6.0 ± 0.5 ）， 或 ZrO 2 和 TiO 2 總含量 ≥ 19.2 且 ZrO 2 含量 ≥ 13.7

配制膠粘劑

鋪貼翻包網

安裝托架并粘貼巖棉板 / 帶

巖棉板 / 帶外表面噴 / 刷界面劑

三 、 巖棉外保溫系統工程應用案例 （ 一 ） 工 程 概 況

天津市長瀛商業廣場項目坐落于天津市北辰區

津 京 路 與 龍 洲 道 交 口 。 建 筑 棟 數 1 棟 （ A 、 B 座）， 建設面積為 4.88 萬平方米（地上 4.09 萬平方米 、 地下 7919 平方米） 。 A 座建筑物總高度 96.3 米；地下 1 層， 地 上 20 層 ； 層 高 4.8 米 ； 剪 力 墻 結 構 ， 填 充 墻 為 混 凝土小型空心砌塊 。 B 座 建 筑 物 總 高 度 68.3 米 ； 地 下 1 層 ， 地 上 20 層 ； 層 高 3.05 米 ； 剪 力 墻 結 構 ， 填 充墻為混凝土小型空心砌塊 。

主墻體外保溫采用 80 毫米巖棉帶電焊網找平砂 漿外墻外保溫系統，外飾面為涂料 。 外保溫施工周

期為 2012 年 4 月 ～ 8 月 。

（ 二 ） 施 工 工 藝

巖棉帶保溫系統結構示意見表 11 。 （ 三 ） 施 工 工 序

巖棉帶保溫系統施工工序見圖 1 。

鋪設電焊網（不平處用塑料 U 型卡壓平）

鉆孔，錨栓錨固電焊網及巖棉板 / 帶

配制找平砂漿

抹找平砂漿

配制抹面膠漿

抹底層抹面膠漿

壓入玻纖網

抹面層抹面膠漿

保溫層驗收

飾面層（涂料或飾面砂漿）施工

圖 1   巖棉帶電焊網找平砂漿外墻外保溫系統施工工序

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（ 經 、 緯 向 ）        %

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［ 工程技術 ］

（ 四 ） 工 程 效 果

該工程采用了 80 毫米厚巖棉帶電焊

網找平砂漿外墻 保 溫 系 統 ， 施 工 材 料 各 項技術指標穩定 ， 防 火 性 能 優 越 ， 施 工 速度快，取得了很好的社會和經濟效 益 。 而對于巖棉 外 墻 外 保 溫 系 統 中 粘 貼 與錨固之間的關 系 ， 系 統 中 巖 棉 制 品 保 溫層的{zd0} 、 最 小 使 用 厚 度 ， 一 部 分 試 驗方法等還有待深入研究 。

四 、 結語

巖棉作為無機材料，滿足 A 級防火

要求，與所附著 的 建 筑 物 相 容 性 好 ， 保 溫性能較好，使 用 壽 命 長 ， 是 一 種 高 性 能的保溫材料 。 在 建 筑 領 域 大 力 推 廣 巖 棉的使用，將使其有更廣闊的發展空 間 。 不過巖棉畢 竟 與 傳 統 的 有 機 保 溫 板 存在著許多不同 ， 完 全 照 搬 有 機 保 溫 板 的應用方法是不可行的，應對巖棉本 身及系統配套材料的性能要求加以特 殊規定 。 筆者所述的巖棉外墻外保溫 系 統 采 用 符 合 《 建 筑 外 墻 外 保 溫 用 巖

棉 制 品 》 （ GB/T 25975-2010 ） 要 求 的 保

溫材料以及按照 天 津 地 區 的 實 際 要 求 編 制的 《 天津市巖棉外墻外保溫系統應用 技術規程 》 （ 報批稿） 的做法 。 經多次試 驗檢測和工程實 踐 ， 證 明 巖 棉 外 墻 外 保 溫系統是可行的 ， 具 有 良 好 的 安 全 性 和 耐久性 。

[ 中 圖 分 類 號 ] TU551 [ 文 獻 標 識 碼 ] B

[ 文 章 編 號 ] 1005-278X （ 2013 ） 03-0068-07 [ 收 稿 日 期 ] 2013 年 2 月

[ 作 者 簡 介 ] 支 家 強 ， 天 津 市 建 設 工 程 技 術 研 究 所 副 所 長 、 高 級 工 程 師 ； 張 方 ， 天 津 市 建 設 科 學 技 術 委員 會 建 筑節能 首席 專 家 ， 天津 市 建 材 業 協 會 高 級 顧 問 ， 高 級 建 筑 師 ； 金 海 ， 天 津 市 建 設 工 程 技 術 研 究 所 工 程 師 ； 陳 祥 雨 ， 天 津 市 建 材 業 協 會工程 師 。

編輯 ： 張   然

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