外墙保温材料之岩棉

岩棉制品,源于天然岩石——如玄武岩与白云石的奇妙转化。在高温的熏陶下,它们熔融成流动的液态,再通过离心技术的巧妙施展,化身为纤细的纤维。这些纤维,经过精细的固化与成型,最终蜕变为一种独特的无机纤维制品。岩棉,作为A级不燃保温材料,是建筑领域的明星。在欧洲,岩棉已有70年以上的应用历史,经历了时间的考验,被誉为技术成熟、性能稳定的绿色建筑材料。它不仅仅是一种保温材料,更是安全无害的代名词,为节能和安全贡献着不可或缺的力量。

 

01

一场火、一阵风

2009年,央视新址大楼燃起熊熊大火,而这场灾难的幕后推手,竟是建筑外墙的保温材料。这一事件引发了公众的广泛关注和热烈讨论,使得这种材料成为了舆论的焦点。然而,这场悲剧并未敲响警钟,类似的事件在南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、上海胶州路教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等地接连上演。这些火灾均与建筑外墙保温材料有着千丝万缕的联系,使得该材料的防火性能成为了众矢之的,再次被推到了风口浪尖之上。这些事件不仅敲响了建筑安全的警钟,也促使我们深刻反思和改进建筑材料的选择和使用。岩棉的作为A级防火的保温材料开始得到大量使用。
 
 
 

每年的春天,一股春风都会伴随着一种令人担忧的现象——外墙保温脱落。随着气候变化和建筑老化,许多城市的外墙保温材料逐渐失去了原有的粘附力,纷纷从高楼上脱落,给市民的安全带来了不小的隐患。在这样的背景下,2020年上海率先做出了禁限传统外墙外保温系统的决策。传统外墙外保温系统,尤其是以岩棉为代表的材料,因其较差的耐候性和易脱落的缺点,成为了重点限制使用对象。尤其是在风雨交加的春季,岩棉的脱落问题更是凸显无疑。

 

02

材料问题???

问题太多,弊大于利,禁用政策开始出现,这种“一刀切、下重药”的方式固然省力。那么究其根本,问题究竟来源于哪里,为什么在欧洲岩棉应用历史超过70余年,都经历了时间的考验,被誉为技术成熟、性能稳定的绿色建筑材料。而在国内就问题频发。

作为外墙保温,需要多方考虑,材料的性能、施工情况等,单纯的将问题归结于材料,一刀切,并不可取。那么岩棉作为保温材料其问题究竟出现在哪里?总的来说外墙保温脱落问题可以分来:基层结构因素,如沉降不均匀等;构造因素,如找平层空鼓、渗水等;材料性问题,如选用不合格产品;配套产品因素,如粘接砂浆;施工因素,如是否做界面处理等等,这里就不作深入分析了。

 

03

岩棉的保温性能

在国内建筑保温领域,有一种常见的误解:许多人认为,岩棉材料的密度越大,其机械强度就必然越强。他们错误地认为,要提高岩棉的机械强度,就必须增加其密度。但实际上,这种做法却带来了一个潜在的问题:过高的密度会导致导热系数的上升,这不仅降低了岩棉板的保温隔热性能,还给施工安装带来了诸多不便。那么,如何在不牺牲机械强度的前提下,提高岩棉的保温效果呢?答案在于:在保持相对较低的平均密度的同时,尽可能地降低导热系数。事实上,岩棉作为一种纤维状多孔保温材料,其导热系数的变化与纤维的直径、方向排列以及产品的密度都有着密切的关系。岩棉通过其纤维的不规则排列和分布,将空间分割成多个密闭的小空间。这些小空间的体积越大,岩棉的保温效果就越好。而定向岩棉板则更进一步,它采用了更细、更长的纤维,使得在岩棉尺寸一定的情况下,能够分割出更多的空间。因此,定向岩棉板具有更低的导热系数,从而实现了更好的保温效果。因此,对于岩棉材料的应用,我们不能仅仅停留在密度的考虑上,而应该更加全面地理解其保温性能与机械强度之间的关系。通过科学的设计和合理的施工,我们可以在保证岩棉材料机械强度的同时,实现其保温性能的最大化。这样,我们不仅能够为建筑提供更好的保温效果,还能为施工带来更多的便利。

04

岩棉的机械性能

岩棉作为一种优质的保温和防火材料,其机械性能的重要性不言而喻。然而,我们往往只聚焦于它的抗拉强度,而忽视了同样至关重要的抗剪强度。这种偏差可能导致施工效果的不理想,甚至可能埋下安全隐患。因此,全面理解岩棉的机械性能,包括抗拉强度和抗剪强度,对于确保施工质量和安全至关重要。
以岩棉条为例,在《建筑外墙外保温用岩棉制品》GB/T 25975-2018中规定,岩棉条垂直于表面的抗拉强度不小于100kPa,但是其横向抗剪切强度标准值规定为不小于20kPa。

岩棉条通常都是粘结于墙体,因此系统自重对岩棉条施加的多剪切荷载,而风载通常是对岩棉条施加抗拉载荷。而随着保温要求的逐步提高,外墙外保温厚度120mm变得很常见,甚至150、160mm岩棉外保温出现,而在此情况下,仅仅考虑抗拉强度是远远不够的,在岩棉使用过程中,外力或岩棉自重都会造成岩棉纤维形成剪切,导致纤维断裂,抗拉强度下降,为外墙保温层脱落埋下隐患。
在厚重的岩棉外墙保温安装过程中不应仅仅考虑风荷载问题,还应考虑材料自身的重力荷载,在需要时需要为保温材料安装支撑托架,防止保温材料因为自重产生的重力荷载发生积累,导致保温材料垮塌、脱落。

 

——The  End——

往期回顾

 

节能背景下,外保温系统如何设计

固安捷定制,铸造精品质量

关于雨幕系统

关于穿透式支承连接幕墙系统

预制装配式挂板

关于中美建筑规范体系

一种材料,N种饰面选择,打造高颜值立面

固安捷饰面效果上新

红砖串联古今

固安捷氟碳金属饰面板,为设计赋魂!
 Less is more——固安捷氟碳金属饰面板

装配式建筑围护结构的N种可能

固安捷砖纹效果,重新定义传统建筑材料