巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統的耐候性及安全性研究

馬 挺 徐元盛 李建偉 李國旺 李玉春 張 璐

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450052）

巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統的耐候性及安全性研究

馬 挺 徐元盛 李建偉 李國旺 李玉春 張 璐

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450052）

通過對不同巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統的耐候性及安全性進行研究發現：巖棉板外墻外保溫系統具有很好的耐候性，能夠抵御溫度應力和雨水沖刷的影響；玻纖網、抹面層及飾面層能有效保護巖棉保溫層，具有減少受到水分的侵蝕作用；經過耐候性測試后，巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統的抗沖擊性能符合10J級要求，整個巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統是一個柔性漸變、逐層釋放應力且抗裂保溫的系統。

巖棉板；外墻外保溫系統；耐候性

0 引言

近幾年，國內外發生的幾起重大火災事故，都與建筑外墻使用有機保溫材料有關，因此保溫材料的防火問題引起人們的高度關注[1]。巖棉作為無機保溫材料的代表具有良好的保溫、隔熱、隔聲及吸音性能，巖棉及其制品具有容重輕、導熱系數小、不燃燒、防火無毒、適用范圍廣、化學性能穩定、使用周期長等突出優點[2]。巖棉板外墻外保溫是選用巖棉板作為保溫層，將其設置在外墻結構層的外側，以達到墻體保溫效果的一種建筑物保溫系統，是非常理想的無機類保溫材料。目前還缺乏足夠的巖棉體系實證和研究資料，但市場對巖棉這種不燃保溫材料的需求量突增，以至于質量參差不齊的材料進入建筑工地，加之施工工藝與技術尚未成熟，這就埋下了各種質量安全隱患[3]。

1 試驗

1.1 試驗原材料與主要儀器設備

試驗所用巖棉為鄭州某建材公司生產的巖棉板，規格型號為1 200 mm×600×40 mm、1 200 mm× 600×80 mm。

使用的主要儀器設備如下：

外墻外保溫系統耐候性抗風壓綜合檢測裝置，WQ-NH-KF3021型，沈陽紫薇機電設備有限公司生產；

苯板抗沖擊強度試驗儀，BH-CJ-A型，沈陽紫薇機電設備有限公司生產；

高精度黏結強度檢測儀，ZQS6-2000A型，北京盛世偉業科技有限公司生產。

1.2 試驗方法

按巖棉板外墻外保溫系統要求制作試驗墻，其中A墻使用40 mm厚的巖棉 （飾面層一半使用瓷磚，一半使用外墻漆），B墻使用80 mm厚的巖棉（飾面層使用外墻漆）。具體工序如下：將基層墻面清理干凈，澆水潤濕；確定巖棉板定位線，在混凝土基層上均勻涂抹水泥基膠粘劑，將巖棉板鋪設到膠粘劑層上；根據施工圖在錨栓安裝部位鉆孔，敲入帶圓盤的尼龍套管，壓緊巖棉板，每m2墻上設置6～8個錨固件；涂刷抹面砂漿，找平；找平層固化干燥后（一般為3～7 d），鋪設耐堿網格布（A墻全部雙層網格布，B墻半面單層網格布半面雙層網格布），并在網格布上涂抹3～5 mm厚的聚合物抗裂砂漿；抗裂砂漿固化干燥后，A墻半面涂抹瓷磚黏結砂漿，并粘貼飾面磚，其余半面墻及B墻涂刷2遍柔性耐水膩子，并保持表面平整；靜置2 d后，在膩子上涂刷外墻用底漆和面漆。至此，巖棉板外墻外保溫施工工藝完成，如圖1所示。

圖1 巖棉外墻外保溫系統耐候性試驗墻

試驗墻制作完成后，在溫度20～25℃、相對濕度60%～80%的條件下養護28 d，開始試驗。第一階段為80次熱雨循環，在1 h內溫度升至70℃，恒溫2 h（相對濕度保持在10%～30%），再噴水1 h（水溫15℃，流量1 L/（m2/min）），靜置2 h，完成一次循環，每次循環6 h，80次循環實際用時25 d。試驗墻在溫度23℃、相對濕度50%的環境下放置48 h。第二階段為5次冷熱循環，在1 h內溫度升至50℃，恒溫7 h（相對濕度保持在10%～30%），再在2 h內溫度將至-20℃，恒溫14 h，完成一次循環。每次循環用時24 h，5次循環實際用時6 d。

參照JGJ 144—2004對抹面層與保溫層的拉伸黏結強度、巖棉板外保溫系統的抗沖擊性能（10J）等進行測試。

2 結果與討論

2.1 耐候性試驗

圖2 經過耐候性測試后的試驗墻

經肉眼觀察發現，除略有水銹痕跡外，兩面試驗墻的墻表面均看不出任何變化，飾面層完好，無起泡和脫落現象，保溫材料的接縫處無裂紋，無試驗墻表面開裂使水滲入到保溫材料層內的現象發生。通過該試驗可以證明這4種巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統的做法均是可行的，具有很好的耐候性，能夠抵御溫度應力和雨水沖刷的影響。

2.2 安全性試驗

抹面層與保溫層的拉伸黏結強度測試結果如表1所示。

結果表明，經過耐候性測試后，這4種巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統抹面層與保溫層的拉伸黏結強度均小于巖棉板的垂直于板面的抗拉強度17 kPa，均大于浸水處理28 d后巖棉板的垂直于板面的抗拉強度11 kPa。這說明玻纖網、抹面層及飾面層能有效保護巖棉保溫層,減少受到水分的侵蝕作用。

B墻單層玻纖網區域的抗沖擊性能（10 J）測試結果如圖3所示。

圖3 B墻單層玻纖網區域的抗沖擊性能測試

從上圖可以看出，經過10 J能量沖擊后，除2個沖擊點周圍略有裂紋外,其余沖擊點均完好無損。

A墻飾面磚區域、A墻外墻漆區域、B墻雙層玻纖網區域經抗沖擊性能（10 J）測試，沖擊點均完好無損。這說明這4種巖棉外墻外保溫系統的抗沖擊性能均符合標準JGJ 144中10 J級的要求(10個沖擊點中破壞點的數量不超過4個)。這是由于耐堿玻纖網的鋪設不僅能分散應力，還能阻止應力擴散。聚合物抗裂、砂漿柔性耐水膩子和具有一定柔性的彈性涂料的使用也具有很好的柔性防裂作用。因此整個巖棉板薄抹灰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。

本研究是在試驗環境條件下完成的，具有一定的參考價值，為工程應用提供一定的理論依據。但是工程應用中，影響巖棉外墻外保溫系統的因素有很多，如黏結砂漿的黏結面積、每平方米錨栓的數量、基層墻體的類型、原材料的質量、施工工藝及技術等。實際工程中巖棉外墻外保溫系統的耐候性及安全性有待進一步研究考證。

3 結論

巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統試驗墻經耐候性測試后，墻面除略有水銹痕跡外，均看不出任何變化，飾面層完好，無起泡和脫落現象，保溫材料的接縫處無裂紋，無試驗墻表面開裂使水滲入到保溫材料層內的現象發生，具有很好的耐候性，能夠抵御溫度應力和雨水沖刷的影響。

經過耐候性測試后，巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統抹面層與保溫層的拉伸黏結強度均小于巖棉板的垂直于板面的抗拉強度，大于浸水處理28 d后巖棉板的垂直于板面的抗拉強度。這說明玻纖網、抹面層及飾面層能有效保護巖棉保溫層，減少受到水分的侵蝕作用。

表1 抹面層與保溫層的拉伸黏結強度

經過耐候性測試后，巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統的抗沖擊性能符合10 J級要求。這說明整個巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統是一個柔性漸變、逐層釋放應力、抗裂保溫的系統。

[1]王浩.巖棉外墻外保溫體系耐久性能研究[J].中國建材科技,2014(3)：25-27.

[2]宋長友,黃振利.巖棉外墻外保溫系統技術研究與應用[J].建筑科學,2008,24(2)：84-92.

[3]章書建.巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統應用及案例分析[J].建筑節能,2012,40(8)：45-47.