隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各類建筑物建造速度和規(guī)模都達(dá)到了空前的高度，為了使建筑物能夠達(dá)到環(huán)保節(jié)能的要求，需要對建筑外墻進(jìn)行加裝保溫板材。巖棉作為一種經(jīng)濟(jì)，高效，耐火，實(shí)用的保溫材料，陜西玻璃棉，西安玻璃棉板，西安保溫材料，白色無甲醛玻璃棉板，http://www.shuizu1.com，西安聚鑫建材有限公司已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑外墻的保溫板材制作當(dāng)中。

在我國的標(biāo)準(zhǔn)中對巖棉（Rock-wool）是這樣定義的：主要由溶融天然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(shù)量的輔助料，經(jīng)高溫熔融離心噴吹制（3.3%）。巖棉的生產(chǎn)方法主要有三種，分別為：噴吹法、離心法、離心噴吹法。

1巖棉用于保溫材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在我國，巖棉作為A級防火材料用于外墻外保溫系統(tǒng)已有應(yīng)用，但尚未普及，其應(yīng)用技術(shù)仍在探討中。但在歐洲已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，擁有成熟的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)認(rèn)證指南。巖棉應(yīng)用于外墻外保溫，其形式可以是整個(gè)墻體使用巖棉保溫（使用巖棉板，纖維平行于墻面），同時(shí)具有外墻防火的作用；也可以配合其他保溫材料使用，其中巖棉帶起防火隔離的作用（稱隔離帶，纖維垂直于墻面）。

我國目前有巖礦棉生產(chǎn)廠家200余家，但絕大部分都采用礦渣作為原料或主要原料，產(chǎn)品酸度系數(shù)普遍在1.5以下，按照酸度系數(shù)1.6（也有提出1.5或1.7）以上才屬于巖棉這一標(biāo)準(zhǔn)來劃分，這些產(chǎn)品并不是巖棉產(chǎn)品，而是礦渣棉產(chǎn)品，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到歐洲標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。國內(nèi)主要巖棉產(chǎn)品的性能見表1.表1國內(nèi)主要巖棉產(chǎn)品的性能國內(nèi)巖棉達(dá)不到技術(shù)要求的項(xiàng)目垂直于板面的抗拉強(qiáng)度（kPa）500-2003建筑外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)用礦物棉規(guī)范、吸水性（部分浸EN13162-2001建筑保溫用人造礦物棉規(guī)范07建筑用絕熱材料制品拉伸強(qiáng)度的測定1609建筑物用的隔熱產(chǎn)品部分浸濕短時(shí)水吸收的測定2972粘合人造礦物纖維板的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求測試方法老化后垂直于EOTA、ETAG004帶抹灰的外板面的抗拉強(qiáng)墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)的歐洲技術(shù)>50度保留率評定指南礦物棉類保溫隔熱材料一般包括巖棉、礦渣棉和玻璃棉，其中巖棉和礦渣棉的生產(chǎn)原材料主要為天然巖石和礦渣。生產(chǎn)巖棉時(shí)采用天然巖石的比例一般大于70%75%，而礦渣棉原料中70%以上為高爐礦渣。在實(shí)踐中，按照纖維熔體化學(xué)成分中酸性氧化物（S+AOd和堿性氧化物（CaO比值即酸度系數(shù)特征值的高低，可以判別巖棉和礦渣棉。

2巖棉的性能2.1化學(xué)穩(wěn)定性和吸水率巖棉是玄武巖、輝綠巖等天然巖石經(jīng)過高溫熔融，離心噴吹而成的無機(jī)纖維，其中的無機(jī)物占到98%以上，其酸度系數(shù)大于1.6，這使得巖棉具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，其不含活潑元素和腐蝕成分，也不含影響建筑的溶劑，油性物質(zhì)或軟化劑。巖棉的吸濕率很低，體積吸濕率<0. 2%，憎水率大于99%，吸水率小于05kg/m2；經(jīng)長期浸泡試驗(yàn)（測試期28d），吸水率僅為0. 1kg/m2，無毛細(xì)滲透，酸度系數(shù)較高的巖棉纖維由于堿金屬氧化物含量較低，其化學(xué)耐久性和抗水解能力強(qiáng)。而礦渣棉制品中可能含有的腐蝕性雜質(zhì)會(huì)溶解于水，腐蝕鋼板和金屬錨固件。在潮濕或有水的環(huán)境條件下，礦渣棉纖維表面的K+、Na+、B3+、Ca2+、Mg2+等堿金屬或堿土金屬離子容易吸濕并被析出，發(fā)生水解，從而使纖維結(jié)構(gòu)遭到破壞，產(chǎn)生斷裂和粉化?？梢?，礦渣棉不憎水，吸水性強(qiáng)。因此，好的巖棉保溫板，在合理的安裝和施工條件下，無需進(jìn)行維護(hù)，根據(jù)歐洲外墻外保溫系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，巖棉可以做到與建筑同壽命。

2.2熱穩(wěn)定性巖棉具有持久的隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)不隨時(shí)間而發(fā)生變化；巖棉外墻板的尺寸能夠保持長期的穩(wěn)定，膨脹率很低，在常溫下，僅有1X10-6，根據(jù)ASTMC356，巖棉制品在650°C的最高使用溫度下，24h的線收縮率不會(huì)超過1%，因此，巖棉也不會(huì)因?yàn)闊崦浝淇s而對其表面的網(wǎng)格布及砂漿等產(chǎn)生附加的應(yīng)力。另外，在高溫情況下，礦渣棉纖維在500C600C時(shí)開始析晶，纖維收縮并產(chǎn)生粗大的黃長石結(jié)晶，脆化結(jié)塊，容易碎裂和粉化；而巖棉制品的熔化溫度均超過1000 2.3環(huán)保性礦渣棉纖維粗短且性脆，含渣球雜質(zhì)多，施工切割或安裝時(shí)渣屑和粉塵容易斷裂和脫落，感覺刺癢和扎手，并且容易通過呼吸道進(jìn)入體內(nèi)。而酸度系數(shù)較高的巖棉熔體，有利于制取細(xì)長柔禚的高質(zhì)量纖維，不易斷裂和產(chǎn)生粉塵。同時(shí)，巖棉中不含CFC，HFC，HCFC或石棉等有毒、致癌成分。巖棉的放射性以及游離醛含量等均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種環(huán)保的外墻保溫材料。

2.4機(jī)械性能纖維質(zhì)量和纖維結(jié)構(gòu)會(huì)影響屋面保溫板的力學(xué)性能指標(biāo)，如抗壓強(qiáng)度、壓縮模量、點(diǎn)荷載、抗拉伸和剪切強(qiáng)度等。經(jīng)過生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，外墻外保溫用巖棉可以具有比較好的機(jī)械性能，其主要表現(xiàn)在兩方面：第一，抗壓強(qiáng)度，按照EN826或GB/T19686-2005測試：巖棉板>40kPa，巖棉條>100kPa.第二，抗拔強(qiáng)度，按照EN1607測試，巖棉板>10kPa，巖棉條>80kPa. 2.5保溫性能由于巖棉是一種多孔的纖維狀材料，其本身具有非常好的保溫絕熱性能，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19686和EN13162，巖棉板導(dǎo)熱系數(shù)（25°C）應(yīng)不大于0 K）有標(biāo)稱值時(shí)還應(yīng)該不大于其標(biāo)稱值。巖棉在25C的熱容量為084K/（kgK）。由此可見，巖棉具有良好的保溫性能，采用巖棉板作為建筑外墻保溫材料可以達(dá)到節(jié)能的目的。

2.6防火性能巖棉的熔點(diǎn)高，抗高溫收縮，應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中可形成有效的防火屏障，阻止火勢蔓延。它既不燃燒，也不會(huì)產(chǎn)生有毒煙氣，是“A”級（或“A1”級）的防火建筑材料。在以鋼板為基層的單層屋面系統(tǒng)中，對于內(nèi)部或外部火源，巖棉都可起到分隔熱流的作用，防止背火面溫度升高，引起其它易燃材料燃燒。按ISO8 34標(biāo)準(zhǔn)所載的火災(zāi)溫升-時(shí)間曲線進(jìn)行試驗(yàn)，在建筑構(gòu)造中使用巖棉保溫材料，可以達(dá)到14h耐火極限。巖棉的最高使用溫度為650C以上，其熔點(diǎn)超過1000C.在遇到火災(zāi)時(shí)，巖棉保溫板不會(huì)引發(fā)煙霧或造成火星，也不會(huì)滴落，造成火勢蔓延，即使在高溫狀態(tài)下也不會(huì)釋放出對環(huán)境和人體不利或有害的氣體。因此，巖棉作為建筑外墻的保溫材料，其防火性能也是非常的優(yōu)越。

27耐水性能礦巖棉制品的耐水性和耐潮濕性能是應(yīng)用于建筑墻體的主要障礙，其性能不足時(shí)，巖棉制品在濕氣作用下強(qiáng)度下降，形成自然下墜，工程表現(xiàn)俗稱為“垮褲腰”分析其原因，首先，研究纖維結(jié)構(gòu)與耐水性能的關(guān)系。巖棉成分屬于Ca-Al203-說02系統(tǒng)，分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有巖棉的組成位于Ca-Al2的硅灰石H鋁方柱石丑酸二鈣的結(jié)晶作用區(qū)（即CS-C2AS-C2S區(qū)）內(nèi)，其中雖然鋁方柱石、硅灰石不會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，但硅酸二鈣三種晶型中，除Y-構(gòu)造外，a-和卩-構(gòu)造性能相似，均能與水發(fā)生水化反應(yīng)。在巖棉中不希望存在這兩種構(gòu)造，應(yīng)盡量創(chuàng)造條件使a-、-構(gòu)造向7-C2S的方向轉(zhuǎn)化，以改善其耐水性。但是a-C2S和p-C2S只有從高溫緩慢冷卻至675°C以下時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)向y-C2S的轉(zhuǎn)變。在實(shí)際成纖過程中，熔體不是緩冷而是被急驟冷卻，其粘度隨溫度的急降而迅速增大，這時(shí)離子運(yùn)動(dòng)受阻，不可能繼續(xù)有規(guī)則地排列，抑制了晶體的生長，硅與氧離子便連接成連續(xù)、不規(guī)則的網(wǎng)架，在低溫下保留了匚23變體的形態(tài)，形成較多量的玻璃態(tài)卩-C2S，這意味著它將在水溶液的作用下，形成更多的水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽，使礦渣棉纖維在潮濕環(huán)境中的穩(wěn)定性下降。

當(dāng)巖棉組成點(diǎn)應(yīng)落在硅灰石-鋁方柱石鈣長石結(jié)晶作用區(qū)（即CS-C2AS-CAS2g）內(nèi)，其固相中必定留有這三種結(jié)晶相，由于硅灰石、鋁方柱石、鈣長石均不具備水硬特性，遇水后變化很小，使巖棉具有較好的耐水性。

2.8強(qiáng)度性能在外墻外保溫系統(tǒng)中，由于巖棉板自重壓剪作用和風(fēng)壓的作用，對強(qiáng)度性能要求提高。巖棉的強(qiáng)度性能有如下特點(diǎn)：第一，保溫板的強(qiáng)度與組成相關(guān)，在CS-C2AS-CAS2區(qū)域纖維，因無為硅酸二鈣及其水化作用對結(jié)構(gòu)的變化的影響，纖維自身的強(qiáng)度會(huì)得到極大改善。同時(shí)，高酸度系數(shù)意味著堿含量小，纖維中硅氧鍵斷裂減少，橋氧鍵的網(wǎng)絡(luò)提高，強(qiáng)度提高。另外，堿金屬離子還易于吸附空氣中的水份，使微裂紋擴(kuò)展，降低堿含量可以降低該因素對強(qiáng)度的不利影響。

第二，成纖纖維直徑，纖維的直徑越小，則強(qiáng)度增加。因此，在工藝允許和料性可控的范圍降低纖維直徑，有利于提高纖維強(qiáng)度。

第三，與粘接劑及其固化條件密切相關(guān)，粘接劑的目的是將纖維形成空間立體的交織點(diǎn)，并通過固化工藝將這種結(jié)構(gòu)固定下來。因?yàn)椴牧祥_裂總是在最薄弱的地方開始的，固化劑的均勻性對強(qiáng)度影響很大，因此如何在高速成纖的情況下將粘接劑噴涂均勻需要對噴膠系統(tǒng)進(jìn)行不斷的調(diào)整。

增加粘接劑用量可增加纖維間的連接強(qiáng)度，但粘接劑屬于有機(jī)材料，過量的粘接劑將使得材料的燃燒性能得不到A級要求。

第四，保溫板打褶工藝，棉片打褶目的是棉片曲面疊加，提高垂直于板面的拉伸強(qiáng)度。從目前強(qiáng)度破壞狀態(tài)看，打褶的深度需要進(jìn)一步提高，這樣研究擺動(dòng)鋪氈技術(shù)，優(yōu)化擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證形成連續(xù)的迭棉帶，包括擺動(dòng)鋪氈工藝參數(shù)的確定，迭棉帶成形工藝。

3結(jié)論綜合以上分析可知，標(biāo)準(zhǔn)的巖棉保溫板具有良好的保溫、防火功能，其本身所具有的化學(xué)穩(wěn)定性，耐水性，強(qiáng)度性能、機(jī)械性能及熱穩(wěn)定性都使其成為了建筑外墻保溫材料的一種很好的選擇。