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[摘 要]本文介绍了岩棉在外墙外保温领域应用的技术研究,该研究是北京市科委课题“高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究”的核心内容。研究提出了现浇和锚固岩棉板2种涂料饰面构造做法,其中采用机械锚固热镀锌钢网施工可充分利用国产各类型岩棉板;岩棉板的界面砂浆处理可起到防止岩棉纤维扎手、增强岩棉板的防水性能和提高岩棉板与找平层的粘结强度的作用;聚苯颗粒的低导热系数过渡层提高了系统的整体性和抗裂性。2种构造做法经试验和工程试点证明均可解决目前国内岩棉难以应用在外墙外保温系统中的技术问题,具有优异防火性能的岩棉外保温系统可应用于任何类型的建筑中,在高层建筑和防火要求高的建筑中其优势更为明显。
Beijing100073,China;2.BeijingLiujianConstructionCorporation,Beijing100039,China)
[Abstract]Thepaperintroducedtheappliedtechnologyofrock-woolinouter-wallexternalthermalinsulationsystem.TheseappliedtechnologieswerethekeycontentintheproposalofStudyonFire-proofTechnologyofOuter-wallExternalThermalInsulationSystemforHigh-riseBuildingwhichbelongstoBeijingScienceCommittee.Thestudyprovidedtwokindsoffinishsystemswhichwerepouringandanchoringrock-woolpanel,respectively.Ingeneral,galvanizingsteel-meshworkusingmachineanchorcoulduseallkindsofrock-woolpanelmadeinChina.Theinterfacemortarusedinrock-woolcouldpreventworkershandfromhurtingandimprovethewater-proofcapabilityandbondingintensityofrock-woolpanel.Thelow-heatconductivityofpolystyrenefoaminggranulepasteimprovedtheintegerandanti-crackofsystem.Bothofthesetwokindsofrock-woolsystemscouldresolvethecurrentrock-woolpanelapplieddifficultyinouter-wallexternalthermalinsulationsystem.Therock-woolexternalthermalinsulationwhichhasverynicefire-proofcapabilitycouldapplyinanykindsofbuildings,especiallyhigh-risebuildings.
[Keywords]rock-wool,outer-wallexternalthermalinsulation
1 岩棉的定义、岩棉板的类型与特点
岩棉在20世纪30年代就已投入工业化生产,是目前世界上应用范围最广的保温材料。在国外岩棉被称为“第五常规能源”,此种材料在建筑中的应用最为广泛。
1.1 岩棉的定义
在我国的标准中对岩棉(Rock-wool)是这样定义的:主要由熔融xx火成岩制成的一种矿物棉称为岩棉。岩棉是以精选的玄武岩或辉绿岩为主要原料,外加一定数量的补助料,经高温熔融离心吹制成
[
人造无机纤维,其主要化学成分为:SiO2(46%)、Al2O3(15.6%)、MgO(5.1%)、CaO(28%)和Fe2O3(3.3%)。
1.2 岩棉板的类型与特点
在岩棉纤维中加入适量粘结剂、防尘剂、憎水剂等外加剂,经过压制固化可制成具有一定强度的岩棉板。根据目前的生产工艺,可分为沉降法岩棉板、摆锤法岩棉板和三维法岩棉板。
1)沉降法岩棉板的主要生产流程是高温熔体经离心吹制,形成岩棉纤维,在沉降室的输送带上堆积,达到一定厚度以后,经过加压辊进入固化炉。沉降室法岩棉的纤维为平面分布,密度和粘结剂的均匀性较差,影响板的抗压性能和层间结合强度。2)摆锤法岩棉板是在沉降法的基础上,通过改
宋长友,黄振利,陈丹林,林燕成
SONGChang-you,HUANGZhen-li,CHENDan-lin,LINYan-cheng(1.BeijingZhenliHighNewTechnologyCo.,Ltd.,
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进收棉方法,先由捕集带收集较薄的岩棉层,经摆锤的逐层叠铺,达到一定的层数和厚度,由加压辊进行压制,进入固化炉固化,再经冷却、切割、包装等工序制成成品。这种方法改善了棉层及所含粘结剂的均匀程度,并且由于棉层叠铺时产生的斜度,纤维呈部分竖向分布,因而抗压强度和层间结合强度得到提高。
3)三维法岩棉板是把摆锤法叠铺形成的未固化岩棉层,通过机械方法改变棉层的分布方向,从而形成高强度的三维岩棉产品,三维法岩棉纤维呈三维分布,抗压强度高,不易分层和剥离。
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通过这3种方法生产出来的岩棉板在物理性质上有较大的差别,沉降法岩棉板基本上没有抗剥离强度,而摆锤法岩棉板的抗剥离强度大于14kPa,三维法岩棉板的抗剥离强度大于22kPa;10%压缩量的压缩强度沉降法岩棉板不到20kPa,而摆锤法岩棉板可达40kPa以上,三维法岩棉板则可达60kPa以上;采用xx浸入法测定岩棉板的吸水性,沉降法岩棉板的吸水量是其自身重量的几十倍,且吸入的水分在十几天后也不能xx排除,摆锤法岩棉板的吸水量比较小,是其自身重量的几倍,三维法岩棉板的吸水性与聚苯板差不多,吸水率很小。通过试验检验,摆锤法和三维法岩棉板导热系数低,在10℃时的导热系数不大于0.036W(m·K),吸湿率小于1.0%,憎水率不小于98%,无毛细渗透。采用这2种工艺生产的岩棉板尺寸极其稳定,无温度变化引起的线性膨胀和收缩。
在民用建筑中,特别是在高层民用建筑中,采用岩棉板作为保温材料时,应该选用压缩强度和抗剥离强度比较大、吸水性比较小的岩棉板,因此,选用三维法岩棉板是最合适的,但是由于三维法工艺比较复杂,岩棉板价格也很高,在实际工程应用中还无法实现,综合考虑到岩棉板的价格因素,选用价格相对适中的摆锤法岩棉板是目前{zh0}的方案。岩棉板选用技术指标见表1。
2 岩棉在建筑中的应用
岩棉是一种xx{gx}的保温材料,它具有良好的保温隔热、隔声及吸音性能,与传统的保温材料相比,岩棉及其制品具有容重轻、导热系数小、不燃烧、防火xx、适用范围广、化学性能稳定、使用周期长等突出优点,是国内外公认的理想保温材料,广泛应
表1 岩棉板技术性能指标
项目指标
沉降法岩棉摆锤法岩棉三维法岩棉
密度(kgm3)≥150≥150≥150
密度允许偏差%±15±10±10纤维平均直径μm≤7≤7≤7
10℃—≤0.036≤0.036
导热系数
50℃—≤0.039≤0.039
(W(m·K))
70℃≤0.044≤0.041≤0.041
渣球含量(颗粒直径>
0.25mm)%≤12.0≤6.0≤6.0
体积吸湿率%≤5≤1.0≤1.0体积吸水率(全浸入)%—≤4.0≤4.0
憎水率%≥98≥98≥98热荷重收缩温度℃≥600≥650≥650有机物含量%≤4.0≤4.0≤4.0抗压强度(10%压缩量)kPa>10≥40≥60
剥离强度kPa>6≥14>22燃烧性能等级A级A级A级适用范围20m以下100m以下100m以下
用于建筑等各个行业。在建筑业中,岩棉制品常用于建筑物的外保温围护结构、建筑物内部分隔墙的隔声填充材料及建筑物室内的吊顶吸声材料。在国外,尤其是欧洲的建筑市场中大量使用着岩棉制品,北欧人均消耗量在20kg以上,美国人均消耗量为5～10kg,前苏联人均消耗量也在5kg以上。由于防火问题,在美国岩棉、矿渣棉的使用占70%,在德国超过22m的建筑外保温几乎全部采用岩棉保温材料。
在我国,岩棉作为建筑保温材料的使用率比较低,主要应用于能源、石油化工、船舶工业和建筑轻板的绝热、防火、隔音等方面,而在民用建筑中应用得很少。国内1985年引进了瑞典的外挂锚固系统解决了岩棉的上墙固定问题,在十几年的应用中稳定性可靠,但由于未能解决好面层开裂问题而无法推广。同时由于选用的岩棉板是沉降法生产的岩棉板,其强度小、吸水性大,也影响了其在民用建筑中的推广应用。
笔者选用xx岩棉板,采用先进的锚固技术、现
浇技术及保温抗裂技术成功地解决了目前国内岩棉
在外墙外保温系统中应用的技术问题。
3 岩棉外墙外保温系统技术研究
3.1 岩棉板的安装技术
由于岩棉板的抗剥离强度比较低,岩棉板面层
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上的纤维很容易脱落,而且其面层还要进行饰面处理,因而岩棉板面层所能承受的负荷也很小,采用粘结剂将岩棉板粘贴在墙体上不是{zj0}的方法。{zh0}的方法是将岩棉板通过固定件固定在墙体上,但由于岩棉板强度小,光靠固定件还不够,一般都采用钢丝网进行加强处理。1985年引进的外挂岩棉板锚
固系统就是选用了一种钢钩型的锚固件配合钢丝网
来固定岩棉板的,首先将钢钩型锚固件按设计好的位置固定在墙体上,并使插销垂直墙面向外,再将岩棉板按设计的位置安装在墙面上,使插销穿透岩棉板,然后铺上钢丝网,抽出插销,并用插销上的钩子勾出锚固件的连接杆,{zh1}将插销穿过连接杆上的钩子固定住钢丝网,这样岩棉板就通过钢钩型锚固件和钢丝网的共同作用固定在墙体上了,同时由于钢丝网对岩棉板面层的分隔作用,使得在岩棉板面层进行抹灰也成为可能。但是这种做法施工速度比较慢,而且在安装过程中脱落的岩棉纤维扎人情况比较严重,工人不愿进行施工。
纵观当今的锚固技术,笔者发现钻孔型锚固技术和射钉型锚固技术是比较先进的,而且也可用于保温板的固定。因此,为了降低岩棉板的安装施工难度,笔者选用了这2种锚固技术,试验后的整体效果比较好,也减少了岩棉纤维对人体的影响。施工时,可以先将岩棉板预固定在墙体上(通常采用粘结剂进行预固定),然后铺上钢丝网,接着用钻孔机打孔安装锚固件固定钢丝网,或直接锚固射钉型锚固件固定钢丝网。在这2种固定方法中,采用射钉型锚固件施工速度快,但其价格也高,因此一般还是采用钻孔型锚固件。
目前,针对钢筋混凝土墙体,保温板与混凝土一次浇筑成型技术应用得比较广泛,其优点在于保温层与主体墙体可以一次施工完毕,从而缩短了施工周期。在浇筑中采用的保温板主要是聚苯板,而从未进行过岩棉板的浇筑施工。因此,笔者对岩棉板的现浇技术进行了一系列研究,并进行了现浇试验,结果证明现浇技术也可应用于岩棉板,而且效果也很好,这主要是因为岩棉板表面粗糙,其表面纤维易与混凝土结合在一起,因此岩棉板与混凝土的结合强度比较大。与锚固法安装岩棉板一样,在浇筑过程中也使用了钢丝网。在岩棉板面层上增加1层钢丝网不仅有利于浇筑施工,而且还可弥补岩棉板本身强度不够大、易于分层的缺陷。选用的钢丝网为
抗腐蚀能力很强的热镀锌钢丝网,其通过与岩棉板拼接缝处的热镀锌钢丝(Υ4)与混凝土中的钢筋绑扎固定,岩棉板连同热镀锌钢丝网绑扎固定好后,支上浇筑模具,就可进行混凝土的浇筑施工了。另外,如上所述,由于岩棉板长期暴露在空气中,其面层的细小纤维易脱落扎人,给人造成痛痒感,给施工造成不便,因此,在安装后,要对其面层进行界面处理。采用喷砂界面剂对岩棉板面层进行处理不仅可防止岩棉板面层的细小纤维到处飞扬,还可增强岩棉板的防水性,阻断岩棉板从找平层吸水的路径,保证了找平层材料不会因过快失水而开裂,
并且还有利于提高找平材料与岩棉板表面的粘结
力,从而保证整个系统的稳定性。3.2 岩棉板面层的找平与抗裂技术
以前也有许多厂家和研究单位对岩棉板外墙外
保温技术进行了研究和试点,但最终都没有获得成功,其主要原因就是没有解决好岩棉板面层的找平与防裂技术,因此工程上出现的问题主要反映在岩
棉板面层的找平层材料及防护层材料出现开裂现
象。如今,随着保温抗裂技术的不断成熟,解决岩棉板面层的找平和抗裂技术也就成为了现实。分析以前所做的岩棉板外墙外保温工程,发现
工程中所用的找平层材料及抗裂防护层材料主要是
普通水泥砂浆,部分工程也用上了聚合物砂浆,但是未能解释清楚外保温工程开裂的机理,因此,也就未能解决外保温工程开裂这一技术难题。为了解决该难题,笔者采用了在外保温工程中应用得比较成熟的柔性渐变、逐层释放应力的柔性抗裂技术。其主
要思路是选用导热系数比较低的胶粉聚苯颗粒保温
浆料作为岩棉板面层的找平材料,此种材料具有以下优点:1)不仅可以起到良好的找平作用,同时还可阻断钢丝网和锚固件所产生的热桥,使整个保温系统的保温效果得到加强;2)具有比较好的柔性和抗裂性能,符合柔性渐变的抗裂理论;3)干密度比较
3
层进行找平可以大大减小岩棉板面层的荷载,这也可对防止岩棉板面层的开裂起到辅助作用。在抗裂防护层材料中,采用抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布的做法,即在找平层材料外面抹一薄层聚合物抗裂砂浆,然后迅速压入耐碱玻纤网格布,整个抗裂防护层一般控制在3～5mm。这一做法的特点包括:1)耐碱玻纤网格布不仅可以阻止应力的发展,还可起
小,一般只有230kgm左右,因此用它对岩棉板面
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到分散应力的作用;2)聚合物抗裂砂浆也具有很好的柔性防裂作用,在通过找平层及抗裂防护层的共同作用下,确保了岩棉板外墙外保温系统具有优异的抗裂性;3)为了加强整个保温系统的防水透汽性,在抗裂层外面还刷涂了1层高分子乳液弹性底层涂料,使整个系统的防水透汽性得到了显著提高,也更进一步加强了整个保温系统的抗裂性能。
另外,在对岩棉板外墙外保温系统进行饰面处理时,也选用具有抗裂功能的抗裂柔性耐水腻子,并用具有一定柔性的弹性涂料进行外饰面处理。这样
做可使整个岩棉板外墙外保温系统成为一个柔性渐
变、逐层释放应力且抗裂保温的系统。3.3 岩棉板外墙外保温系统的构造设计
在研究过程中,笔者确定了岩棉板外墙外保温的2种构造做法:岩棉板锚固做法和岩棉板现浇做法。1)岩棉板锚固做法由基层墙体、岩棉板保温层、由锚固件固定的热镀锌钢丝网、胶粉聚苯颗粒找平层、抗裂防护层及饰面层等组成,如图1所示。2)岩棉板现浇做法由钢筋混凝土基层墙体、岩棉板保温层、热镀锌钢丝网加固层、胶粉聚苯颗粒找平层、抗裂防护层及饰面层等构造层组成,如图2所示。
固定岩棉板的作用,同时也可起到保护岩棉板的作用,增加岩棉板面层承载负荷的能力,使得岩棉板面
2
存在,也使岩棉板面层的抹灰难度降低,热镀锌钢丝网可以兜住抹灰层材料,使其不会因岩棉板面层纤维的脱落而脱落。
通过这样的保温构造设计,不仅解决了岩棉板的上墙安装技术,使岩棉板和墙体可以很好的结合在一起,同时也解决了岩棉板面层的抗裂防护技术,
使整个岩棉板保温构造成为一个柔性渐变的抗裂系
统。由于岩棉板面层所能承受的荷载不大,因而其面层一般采用涂料饰面做法,形成的岩棉板外墙外保温系统的性能指标应满足表2的要求。
表2 岩棉板外墙外保温系统性能指标
项目指标
耐冲击性J≥3
耐磨性,500L铁砂无损坏人工老化性,2000h合格耐冻融性,30次无开裂
无裂纹正压5000Pa无裂纹
表面憎水率%99
经80次高温(70℃)—淋水(15℃)
循环和20次加热(50℃)—冷冻
耐候性
(-20℃)循环后不得出现开裂、空鼓
或脱落。抗裂防护层与保温层的
拉伸粘结强度不应小于0.1MPa,
破坏界面应位于保温层。
3.4 岩棉板现浇法施工工艺流程和施工操作要点3.4.1 施工工艺流程
岩棉板现浇法施工工艺流程如图3所示:
图1 岩棉板锚固做法
图2 岩棉板现浇做法
这2种岩棉板构造做法都采用热镀锌钢丝网和锚固件来固定岩棉板,热镀锌钢丝网不仅可以起到
图3 岩棉板现浇法施工工艺流程
3.4.2 施工操作要点
岩棉保温板应在工厂6面满涂界面剂后出厂,
以避免现场安装时岩棉纤维对操作人员皮肤造成影
响。
层的负荷可以达到20kgm。由于热镀锌钢丝网的
抗风压试验负压4500Pa
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1)岩棉保温板安装准备
①钢丝网必须有出场合格证和试验报告;②内外墙体钢筋绑扎验收合格后,方可进行保
温板安装;
③按照要求在外墙内侧弹出550mm保温层控制线,保温层厚度50mm,按要求在外墙钢筋外侧绑扎15mm厚砂浆垫块,每块板内不少于3块。
2)岩棉保温板的安装
①拼装保温板:安装保温板时,板与板之间应对缝拼接挤紧,窗口等部位需要裁切板时,在拼缝处用专用胶粘结严密,保温板就位后,用一端磨尖的Υ6钢筋(并将整根钢筋棍磨细约为Υ4左右),在图4中“+”位置穿透孔,为找准墙体钢筋位置,在保温板靠近墙体钢筋一侧穿孔,将已加工好的L型Υ6钢筋穿过保温板,深入墙内长度不小于100mm(钢筋长180mm,外露平直部分长40mm,并涂刷灰色防锈漆),每块板不少于3根,用火烧丝与墙体内钢筋绑扎牢固。
图5 窗口加强网
密、牢固,防止出现错台和漏浆现象(见图7)。
图6 大模内置施工详图
图4 钢筋外侧绑扎图
②加固钢丝网:为保证保温板不产生裂缝,绑扎窗口四角加强网、保温板拼缝网之间的加固钢丝网应用镀锌钢丝绑扎,附加窗口四角加强网,尺寸为200mm×400mm,与窗角呈45°(见图5),拼缝加固钢丝网宽200mm,骑缝每边100mm,阴阳角加固角网每边宽150mm,层间保温板钢丝网不应断开。
3)模板安装
按照模板控制线安装模板。安装时,应先就位外侧大模板,然后依据模板螺栓孔位置在保温板上使用Υ28开孔器开孔,并用强风吹管将开孔后留在墙体内的碎屑清理干净(见图6)。而后安装外墙内侧模板,使模板整体就位,穿螺栓紧固校正,连接严
图7 大模内置施工现场图
4)混凝土浇灌
①混凝土坍落度控制应不小于160mm。
②浇筑墙体及楼板混凝土时,应注意保护外保温板超出大模板高度的部分,混凝土应垂直倾倒,不得直接倾倒在保温板上。
③混凝土分层浇注,每层高度控制在500mm,
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混凝土下料点均匀分布,门窗洞口两侧应同时下料,并使两侧浇灌高度大体一致,振捣棒应距洞边300mm以上。混凝土浇注应连续进行,{zd0}间隔时间小于混凝土的初凝时间。
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④振捣棒振动间距一般应小于500mm,每一振
动点的延续时间,以表明呈现浮浆和不再沉落为度。严禁将振捣棒紧靠保温板。
⑤墙体混凝土浇灌完毕后,须整理上口甩出钢
筋,并用木抹抹平混凝土表面。
5)模板拆除
①在常温条件下,墙体混凝土强度不低于1.2MPa,冬期施工墙体混凝土强度不低于4MPa及达到混凝土设计强度标准值的10%时,才可以拆除模板,拆模时应以同条件养护试块抗压强度为准。②先拆外墙外侧模板,再拆外墙内侧模板。并及时修理墙面混凝土边角和xx板面余浆、灰槎。③穿墙套管拆除后,混凝土墙部分螺栓孔洞应用干硬性砂浆捻塞,保温板部位孔洞应用保温材料堵塞。
6)混凝土养护
常温施工时,模板拆除后12h内喷水或用养护剂养护混凝土墙体内侧,不少于7d,次数以保持混凝土具有湿润状态为准。冬期施工时应定点、定时测定混凝土养护温度,并做好记录。
7)胶粉聚苯颗粒找平施工
吊胶粉聚苯颗粒找平层垂直控制线、套方作口,按设计厚度用胶粉聚苯颗粒作标准厚度贴饼、冲筋(如图8所示)。
图8 胶粉聚苯颗粒浆料找平
①抹胶粉聚苯颗粒找平时,应分2遍施工,每遍
间隔在24h以上。
②抹头遍胶粉聚苯颗粒应压实,厚度不宜超过
1cm。
③第2遍操作时应达到冲筋厚度并用大杠搓平,用抹子局部修补平整,30min后,用抹子再赶抹墙面,用托线尺检测后达到验收标准。
④找平层固化干燥后(用手掌按不动表面为宜,
一般为3～7d)方可进行抗裂层施工。
8)抗裂防护层及饰面层
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找平层施工完成3～7d且保温层施工质量验收以后,即可进行抗裂层施工。耐碱玻纤网格布长度不大于3m,尺寸事先裁好,网格布包边应剪掉。抹抗裂砂浆时,厚度应控制在3～4mm,抹宽度、长度与网格布相当的抗裂砂浆后应按照从左至右、从上到下的顺序立即用铁抹子压入网格布。在窗洞口等处应沿45°方向提前增贴一道网格布(400mm×300mm)。网格布之间搭接宽度不应小于50mm,严禁干搭接。阴角处网格布要压茬搭接,其宽度应不小于50mm;阳角处也应压茬搭接,其宽度应不小于200mm。网格布铺贴要平整、无褶皱、砂浆饱满度达到{bfb},同时要抹平、找直,保持阴阳角处的方正和垂直度。
首层墙面下部应铺贴双层耐碱玻纤网格布,第1层铺贴网格布,网格布与网格布之间采用对接方法,严禁网格布在阴阳角处对接,对接部位距离阴阳角处不小于200mm。然后进行第2层网格布铺贴,铺贴方法如前所述,2层网格布之间抗裂砂浆应饱满,严禁干贴。9)涂刷弹性底涂
在抗裂层施工完2h后即可涂刷弹性底涂,涂
刷应均匀,不得有漏底现象。
10)刮柔性耐水腻子
大墙面刮腻子,宜采用400～600mm长的刮板,
门窗口角等面积较小部位宜用200mm长的刮板。第1遍修局部补坑洼部位;第2遍进行满刮;第3遍在耐水腻子半干状态时,大面用长木方板绑400～600mm长的砂石板绑零号砂纸打磨,门窗口角用短的砂石板绑零号砂纸打磨;第4遍要求满刮;第5遍在耐水腻子半干状态时,大面用长木方板绑400～600mm长的砂石板绑零号砂纸打磨,门窗口角用短的砂石板绑零号砂纸打磨。若平整度达不到要求,再分别增加一遍刮腻子和打磨的工序,直至达到平整度要求。
11)涂刷底漆,刷面层涂料
涂刷工具采用xx短毛滚筒。上底漆前做好分
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90建筑科学第24卷
格处理,墙面用分线纸分格代替分格缝。每次涂刷应涂满1格,避免底漆出现明显接痕。底漆涂刷均匀1～2遍,xx干燥12h。
底漆xx干透后,用造型滚筒滚面漆时用力均匀让其紧密贴附于墙面,蘸料均匀,按涂刷方向和要求一次成活。
至此,整个岩棉板现浇法施工工艺流程完成,大
模内置做法全景图如图9所示。
图9 大模内置做法全景图
3.5 岩棉板锚固法施工工艺流程和施工操作要点3.5.1 施工工艺流程
岩棉板锚固法施工工艺流程如图10所示:
图10 岩棉板锚固法施工工艺流程
3.5.2 施工操作要点
1)施工准备
①基层墙体应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)和《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)及相应基层墙体质量验收规范的要求,保温施工前应会同相关部门做好结构
验收的确认。如基层墙体偏差过大,则应抹砂浆找平。
②施工时气温应大于5℃,风力不大于4级。
雨天不得施工,应采取防护措施。
2)基层界面处理
墙面应清理干净、清洗油渍、清扫浮灰等;墙面松动、风化部分应剔除干净;墙表面凸起物大于10mm时应剔除。
堵脚手眼和废弃的孔洞时,应将洞内杂物、灰尘等物清理干净,浇水湿润,然后用1∶3水泥砂浆将其补齐砌严。
3)吊垂直、弹控制线
根据建筑物高度确定放线的方法,高层建筑及超高层建筑可利用墙大角、门窗口两边,用经纬仪打直线找垂直。多层建筑或中高层建筑,可从顶层用大线坠吊垂直,绷铁丝找规矩,横向水平线可依据楼层标高或施工±0.000向上500mm线为水平基准线进行交圈控制。根据调垂直的线及保温厚度,每步架大角两侧弹上控制线,再拉水平通线做标志块。
4)安装岩棉板(尼龙锚栓钻孔型锚固法)
确定岩棉板定位线,铺设岩棉板,根据施工图在锚栓安装部位钻孔,敲入带圆盘的尼龙套管,压紧岩
2
棉板上设置至少2个锚固件,锚栓应按图纸排列。
保温层安装完毕后经检验合格方可进行界面层的施
工。
5)界面层的施工
将塑料垫片安放在钢丝网下,将钢丝网垫起5
2
(见图11)。采用专用喷枪将配制好的界面砂浆均匀喷到岩棉板表面及钢丝网上(见图12)。
图11 岩棉板锚固
棉板。每m墙面上至少设置3个锚固件,且每块岩
mm。每m设置4个塑料垫片,按梅花型进行布置
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图12 喷涂界面砂浆
6)其它流程的操作,包括胶粉聚苯颗粒找平施工、抗裂防护层及饰面层、涂刷弹性底涂、刮柔性耐水腻子、涂刷底漆、刷面层涂料,均与3.4.2节中相应流程相同。
4 岩棉外墙外保温系统技术特点
岩棉复合耐火外墙外保温技术是一项新型建筑
节能技术,经过在工程实例中的运用,虽然还有需要改进的地方,但这项技术的优点是很明显的。
1)保温性能好
岩棉的导热系数为0.041W(m·K),复合找平的胶粉聚苯颗粒保温浆料的导热系数为0.060W(m·K),通过岩棉板与胶粉聚苯颗粒的复合,使整个系统具有相当好的保温性能,同时,胶粉聚苯颗粒还
可对岩棉板无法处理的部位及热桥部位起到补充保
温和阻断热桥的作用。
2)优异的防火性能
岩棉外墙外保温系统中不仅岩棉板具有不燃的
性能,选用的胶粉聚苯颗粒找平材料也具有难燃特性,从而保证了整个系统具有非常优异的防火功能,对保护建筑结构起到很好的作用。
3)耐撞击性能好
岩棉板虽然强度比较低,但由于是由许多纤维
构成的,具有相当好的弹性,而且回弹率也比较高。同时,岩棉外墙外保温系统还使用了弹性比较好的热镀锌钢丝网,在抗裂防护层又使用了耐碱玻纤网格布,形成了一个双网结构的构造系统,因而具有相当好的抗冲击性能,即使在经过耐候性试验后,它的抗冲击性能也大于10J,远远优于其它外墙外保温系统。
4)对主体结构变形适应能力强,抗裂性能好
岩棉板是一种柔性变形量较大的材料,在热镀锌钢丝网的作用下,抵抗外界变形能力强。在外力和温度变形、干湿变形等作用下,变形量都比较小,而且变形后回弹能力强,有效地保证了系统的稳定性、耐久性。同时,整个外墙外保温系统是一个柔性渐变、逐层释放应力的柔性抗裂系统,具有很好的抗裂性能。
5)易于维修
岩棉板安装后,对于存在的缝隙和缺陷,可以及时用岩棉条进行修补处理,也可用胶粉聚苯颗粒进行维修,确保了整个保温系统的稳定可靠。
6)施工性能良好
采用机械锚固热镀锌钢丝网施工,可充分利用国产各类型岩棉板;岩棉板面层抹胶粉聚苯颗粒防火找平浆料按《胶粉聚苯颗粒外保温系统的性能指标》(JG158-2004)要求的胶粉聚苯颗粒抹灰技术进行施工,简单实用;对不好处理的门窗洞口边角部位采用胶粉聚苯颗粒抹灰,降低了施工难度,可操作性加强。
7)环保性能
岩棉是一种无机绿色建材,配套使用的胶粉聚苯颗粒材料不仅消耗大量粉煤灰等粉体材料,也消耗了大量废弃聚苯材料,很好地净化了环境。所以,该系统的环保性能十分明显。
5 岩棉外墙外保温系统性能试验验证
5.1 耐候性试验
为了验证岩棉板外墙外保温构造系统的稳定
性、可靠性及耐温度应力变化等性能,按照欧洲标准ETAG004的要求对锚固岩棉板外墙外保温系统进行耐候性试验验证。在经过80次高温(70℃)—淋水(15℃)循环和20次加热(50℃)—冷冻(-20℃)循环试验后,试件未出现开裂、空鼓或脱落现象,试验后找平层、抗裂层与岩棉板保温层之间的拉伸粘结强度大于0.1MPa,破坏界面符合欧洲标准要求;系统的抗冲击强度大于10J。通过该试验证实,岩棉板外墙外保温系统是稳定可靠的,具有很好的耐候性能,能够抵抗巨大温度应力的影响,其抗冲击强度也大大超过标准的要求,试验证实该系统可满足超过25年的使用寿命。图13为耐候性试验墙体饰面设计。
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92建筑科学第24卷
图13 耐候性试验墙体饰面设计
5.2 热工性能试验
为了验证岩棉板外墙外保温系统的热工性能,
笔者对岩棉板复合各构造层后的热工性能进行了测
试。各墙体层代号、具体名称及构造原材料如表3所示,试验测试结果见表4和图14。可以看出,在复合岩棉板保温层后,热阻显著增大,而传热系数明显降低,这也证实了岩棉板外墙外保温系统的热工性能是可靠且{gx}的,利用岩棉板进行外墙保温是可行的,同时也可满足国家相应标准的要求。
表3 墙体层代号、名称及构造层材料
图14 岩棉板复合各构造层热工性能变化趋势图
(注:图中墙体构成序号所代表的内容同表4)
6 工程实例
天津华琛散热器厂节能示范楼工程总建筑面积
22
京振利高新技术有限公司负责提供全套“岩棉外墙外保温施工技术”并提供施工技术指导。该工程建筑结构为框架加气混凝土砌块填充结构,外墙为300mm加气混凝土陶粒砌块,体形系数小于0.3,窗墙面积比为0.4。该工程作为天津地区居住建筑节能65%的试点工程,外墙外保温设计为“45mm岩棉板+20mmZL胶粉聚苯颗粒保温浆料+5mm抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布”(见图15)。
墙体
层代号名称构造层材料
A基层墙体240mm粘土砖墙复合10mm厚的水泥砂浆
图15 天津华琛散热器厂节能示范楼工程
从施工过程来看,以前采用钢钩型锚固件施工,
B保温层50mm厚的摆锤法岩棉板(密度为150kgm3)
C锚固层+界面岩棉板表面喷一薄层ZL喷砂界面剂+镀锌钢
层+找平层丝网及金属锚栓+20mm厚的ZL保温浆料D抗裂层3mm抗裂砂浆压耐碱玻纤网格布E饰面基层高弹底涂+5mm抗裂柔性腻子
表4 岩棉板复合墙体热阻检测统计
序号墙体构成热阻((m2·K)W)传热系数(W(m2·K))
1A0.5201.5052A+B1.6100.5663A+B+C1.8910.4884A+B+C+D1.9140.4885A+B+C+D+E1.9370.474
不仅容易破坏岩棉板,而且由于岩棉纤维容易扎人,给施工带来一定困难;同时,钢钩型锚固件的销杆也比较难抽出并安装固定好,这也给施工带来一定难度。而采用先预固定岩棉板,后钻孔安装塑料膨胀锚栓的方法锚固岩棉板,不仅使岩棉板少受破坏,而且降低了施工难度。就该工程的应用情况而言,其技术经济效益显著。
7 结 论
由于外墙外保温防火问题越来越被业内人士和
外保温使用用户所认识,高耐火性的岩棉外墙外保
(下转第73页)
为3400m,其中外墙外保温面积为1700m,由北
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第2期季广其,等:外墙外保温系统防火试验研究———模型火BS8414-1试验一
73
c水平线1保温层
图8 水平线1外部、保护层和保温层温度曲线
③水平线2的温度曲线:如图9所示。
a水平线2外部
b水平线2保护层
3)试验后的测量与观察
对胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统的
保温层的损坏程度进行了观察,发现受火部位的聚苯乙烯保温层只出现了熔化状态,如图6所示。
3 结 论
试验过程中,胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外
保温系统未引发火焰传播。
(上接第92页)
温系统的成功研发和工程应用将在很大程度上摆脱目前大力发展建筑节能与建筑火灾安全难以平衡的
尴尬局面。
本研究与应用提出了2种不同于国外岩棉薄抹灰做法的构造。可解决岩棉薄抹灰外墙外保温系统进入中国后水土不服的境况。
本研究所提供的技术有如下特点:1)岩棉板一
般应选用强度较大、吸水量比较少的摆锤法岩棉板;2)上墙固定主要采用锚固法固定方式,而对于现浇钢筋混凝土墙体,则可采用岩棉板与钢筋混凝土一次现浇成型技术;3)为了防止岩棉纤维扎手及增强岩棉板的防水性能和岩棉板与找平层的粘结强度,对岩棉板表面还应进行界面处理;4)找平层要选用导热系数与岩棉板相差不大、密度比较小、防裂功能好的轻质找平材料;5)抗裂防护层采用目前比较成熟的抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布做法;6)饰面层采用涂料饰面做法;7)岩棉板外墙外保温系统应是一个柔性渐变、逐层释放应力的柔性抗裂系统,各构造层的柔性变形量应逐层渐变,这样才能保证系统具有很强的耐候性能及抗裂性能,本文所述的耐候性试验也验证了这一点。
c水平线2保温层
图9 水平线2外部、保护层和保温层温度曲线
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