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岩棉保温工程应用技术研究
节约资源是我国的基本国策，建筑节能 作为其中的重要内容，对这一基本国策的贯 彻落实意义重大 ， 外 墙 外 保 温 更 是 重 中 之 重 。 随着我国建筑节能标准的逐步提高，建筑外
墙节能保温事业迅速发展 。
近年来，岩棉和矿渣棉开始较多地用于
建筑外墙保温工程，但由于二者特性不同， 是否都适用于外墙保温有待研究 。 笔者分析 一下岩棉与矿渣棉的性能差异以及具体应用 。
1. 岩 棉 与 矿 渣 棉 化 学 成 分 及 酸 度 系 数 的
差 别 。
如表 1 所示，岩棉与矿渣棉的化学成分差
异较大 。
表 1 岩棉与矿渣棉主要化学成分 （ % ）、 酸度系数及 PH 值
产品 SiO 2 Al 2 O 3 CaO MgO MK* pH
1 35.42 13.67 27.83 11.81 1.24 5.0
应用技术已比较成熟 。 针对天津实际要求， 开展岩棉外保温系统应用技术的研究可有效
推进 A 级防火要求的保温材料在建筑中的应
用，从而提升天津市建筑墙体保温工程安全 防火技术水平，提高建筑节能工程质量和使 用寿命 。
矿 渣 棉
岩 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 、 外墙外保温用岩棉的研究与选择 （ 一 ） 岩 棉 与 矿 渣 棉 的 区 别 和 选 择
岩棉属于矿物棉的一种，是采用tr火 成 岩 石 （玄 武 岩 、 辉 绿 岩 、 安 山 岩 等） 经 高 温熔融，用离心力 、 高压载能气体喷吹而制 成的纤维，加入适量热固性树脂胶粘剂及憎
6 41.80 14.98 26.00 8.50 1.65 3.3
*MK （酸度系数） = （ SiO 2 +Al 2 O 3 ） （ / CaO+MgO ）
从表 1 看出，岩棉的酸度系数一般大于 1.6 ，甚至可高达 2.0 以上；矿渣棉的酸度系数 一般只能保持在 1.2 左右 。
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2. 岩棉与矿渣棉性能的差异 。
岩棉与矿渣棉化学成分及酸度系数的差别，导
致它们在性能上也存在一定的差别 。
（ 1 ）岩棉与矿渣棉耐水性的差别 。
尽 管 岩 棉 与 矿 渣 棉 都 属 于 硅 酸 盐 CaO-Al 2 O 3 - SiO 2 物 系 中 的 产 物 ， 但 由 于 它 们 化 学 成 分 上 的 差 异，岩棉中很少 存 在 2CaO · SiO 2 ， 从 而 使 岩 棉 在 水
溶液的作用下，形成更少的水化硅酸盐和水化铝酸 盐，使岩棉纤维在潮湿环境中的稳定性优于矿渣
棉 。 岩 棉 与 矿 渣 棉 的 pH 值 差 别 较 大 ， 岩 棉 的 一 般 小 于 4 ， 属 耐 水 性 特 别 稳 定 的 矿 物 纤 维 ； 矿 渣 棉 的 一般大于 5 ，甚至超过 6 ，其耐水性只能是中等稳定
或不稳定的 。 因此岩棉比矿渣棉耐水性好 。
（ 2 ）岩棉与矿渣棉耐热度的差别 。
矿渣 棉 纤 维 温 度 超 过 675 ℃ 时 开 始 析 晶 ， 纤 维
收缩增粗，脆化结块，失去保温作用，并且碎裂粉
化而解体，矿渣棉的使 用 温 度 不 宜 超 过 675 ℃ ； 而 岩 棉 没 有 这 一 变 化 ， 使 用 温 度 可 高 达 800 ℃ 以 上 ， 其软化温度高达 900 ℃～ 1000 ℃ 。 因此岩棉比矿渣棉
耐热度高 。
（ 3 ）岩棉与矿渣棉耐腐蚀性的差别 。
在生产矿渣棉时，高炉中部分 CaS 进入矿渣棉 中，其含量在 5% 左右 。 当矿渣棉在湿度大的环境中 使 用 时 ， 其 中 的 CaS 与 水 发 生 反 应 ， 生 成 Ca （ OH ） 2 和 H 2 S 。 这两种反物质对矿渣棉的使用均会产生不 良影响：一是 Ca （ OH ） 2 使水呈碱性，矿渣棉中的 β - 2CaO · SiO 2 在碱性水溶液的激发 之 下 ， 更 促 使 其 水
化反应的进行，使矿渣棉耐水性进一步降低；二是
H 2 S 气体可溶解于水生成氢硫酸，在与金属接触时
将起腐蚀作用 。 岩棉一般以玄武岩或辉绿岩为原 料，除在熔炼时由焦炭带入微量硫外，不存在更多 的硫来源，对金属无腐蚀作用 。 因此岩棉比矿渣棉 耐腐蚀性强 。
3. 岩棉与矿渣棉的选择 。
岩棉与矿渣棉存在一些差异，不能wq混为一 谈 。 在岩棉外保温系统中，要选用岩棉而不是矿渣 棉，且用于外墙外保温的岩棉不能采用 《 建筑用岩
棉 、 矿渣棉绝热制品 》 （ GB/T 19686-2005 ） 和 《 绝 热 用 岩 棉 、 矿 渣 棉 及 其 制 品 》 （ GB/T 11835-2007 ）
的产品，必须使用达到 《 建筑外墙外保温用岩棉制
品 》 （ GB/T 25975-2010 ） 标准的产品 。
［ 工程技术 ］
（ 二 ） 岩 棉 外 保 温 系 统 中 岩 棉 产 品 的 选 择 1. 岩棉类别的选择 。
岩棉根据生产工艺的不同，可分为沉降法岩 棉 、 摆锤法岩棉和三维法岩棉 。 其中，沉降法岩棉 不宜用于外墙外保温系统，而摆锤法岩棉和三维法 岩棉可用于外墙外保温系统 。
2. 岩棉指标的提高与增加 。
为了保证岩棉外保温系统的耐久性，在保证岩
棉 产 品 满 足 《 建 筑 外 墙 外 保 温 用 岩 棉 制 品 》 （ GB/T 25975-2010 ）的基础上，笔者从岩棉的垂直于表面 的
抗拉强度 、 酸度系数等方面做了研究与分析，并根 据天津市工程实际要求对有关指标进行了调整 。
（ 1 ） 垂直于表面的抗拉强度 。
岩棉产品按垂直于表面的抗拉强度水平分级为
带， TR80 ；板， TR15 、 TR10 和 TR7.5 。 由于 TR7.5 规
格的岩棉板垂直于表面的抗拉强度指标较低，应用 于外墙保温系统会给工程质量带来隐患，为保证天 津市岩棉保温工程的安全性，不采用此规格岩棉板 。 在施工中宜优先选用抗拉强度水平较高的岩棉带 。
（ 2 ） 酸度系数 。
酸度系数是岩棉纤维内在的因素，是衡量岩棉 化学耐久性的重要指标，是岩棉最重要的技术指标 之一 。 它影响外墙外 保 温 用 岩 棉 的 很 多 重 要 性 能 ， 酸度系数越高，垂直于表面的抗拉强度越高，压缩 强度也越高，外保温系统的耐久性就越高 。 在天津
地区外墙外保温应选用酸度系数 ≥ 1.8 的岩棉制品 。
（ 3 ） 密度 。
随着产品密度的增加，岩棉的纤维分布状况良 好，机械强度会增强，抗拉强度随之提高，但高密 度岩棉生产受工艺条件限制，且岩棉密度增大，会 增加保温系统的自重，影响系统安全性，也会增加 工程建设成本 。 经考察并与岩棉生产厂家沟通，正
常生产的合格产品，密度 ≥ 140 千克 / 立方米的岩棉 板 垂 直 于 表 面 的 抗 拉 强 度 满 足 ≥ 10 千 帕 ， 密 度 ≥ 100 千克 / 立方米的岩棉带垂直于表面的抗拉强度满 足 ≥ 80 千帕，故增加了密度的指标：岩棉板不小于 140 千 克 / 立 方 米 ， 岩 棉 带 不 小 于 100 千 克 / 立 方 米 ，
在当前条件下明确岩棉制品的密度，可以为设计人 员提供计算参数 。
研究中对不同密度 、 不同酸度系数的岩棉制品
做了抗压强度 、 抗拉强度实验室检测，数据见表 2 。
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［ 工程技术 ］
表 2 岩 棉 的 密 度 、 酸 度 系 数 、 抗 压 强 度 、 抗 拉 强 度 的 检 测 数 值
表 3 外墙外保温用岩棉性能指标要求
类别 密度 酸度系数 抗压强度 垂直于表面的
（ 千 克 / 立 方 米 ） （ 千 帕 ） 抗 拉 强 度 （ 千 帕 ）
项 目 单 位 指 标
岩棉板 岩棉带
试验方法
岩 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 酸度系数 — ≥ 1.8 GB/T 5480 纤维平均直径 微米 ≤ 7.0 GB/T 5480
渣 球 含 量 （ 粒 径 大
于 0.25 毫 米 ） % ≤ 10 GB/T 5480
尺寸稳定性 % ＜ 1.0 GB/T 25975 质量吸湿率 % ≤ 1.0 GB/T 5480 憎水率 % ≥ 98.0 GB/T 10299
岩 棉 带
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 时 ）
（ 部 分 千克 / 立方米 浸入 ） 长期
（ 28 天 ） ≤ 3.0
GB/T 25975
100 1.9 118.50 203.00
导热系数
/
尽 管 《 建 筑 外 墙 外 保 温 用 岩 棉 制 品 》 （ GB/T 25975-2010 ） 中 规 定 酸 度 系 数 不 小 于 1.6 的 产 品 属
于岩棉产品，但酸度系数适当提高会大大增强岩棉 的机械强度，保证岩棉外保温系统的耐久性 。 因
垂直于 表面的 抗拉强
度
TR10 ≥ 10 — TR15 千帕 ≥ 15 — TR80 — ≥ 80
GB/T 25975
此， 把 岩 棉 酸 度 系 数 指 标 提 高 到 不 小 于 1.8 ； 经 过
考察岩棉生产厂家及试验数据验证，岩棉带压缩强
度均在 60 千帕以上，提高岩棉制品的压缩强度指标
对于保证外保温系统平整度 、 提高质量有益，故确
定岩棉带压缩强度不小于 60 千帕 。
经试验研究和分析，笔者认为外墙外保温用岩
棉满足
检测项目 单
岩 棉 板 / 岩 棉 板 /
蓄热系数 瓦 （平方
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（ 六 ） 岩 棉 用 耐 碱 玻 纤 网 的 研 究
岩棉用耐碱玻璃纤维网主要性能应符合 《 耐碱 玻璃纤维网布 》 （ JC/T 841 ） 要求的同时，还应符合 表 10 。
表 10 岩棉用耐碱玻纤网性能指标要求
项 目 单 位 指 标 试验
方法
单位面积质量 克 / 平方米 ≥ 160
拉伸断裂强力
（ 经 、 纬 向 ） 牛 /50 毫米 ≥ 1250
断裂伸长率
（ 经 、 纬 向 ） % ≤ 4.0
［ 工程技术 ］
表 11 岩棉带电焊网找平砂浆外墙外保温系统结构示意
系统构造 组成材料 系统构造示意图
基 层 墙 体 ① 混凝土墙或砌体墙
粘 结 层 ② 胶粘剂 界 面 层 ③ 界面剂 保 温 层 ④ 岩棉带 界 面 层 ⑤ 界面剂 锚 固 件 ⑥ 电焊网 + 锚栓 找 平 层 ⑦ 找平砂浆
防护层 抹 面 层 ⑧ 抹面胶浆 + 玻纤网
饰 面 层 ⑨ 涂料或饰面砂浆
耐碱拉伸断裂
强 力保留率
≥ 75
JC/T 841
基层处理
吊垂直 、 弹控制线
材料及工具准备
岩棉板 / 带贴墙面喷 / 刷界面剂
可燃物含量 % ≥ 12
安装首层托架，粘贴底部挤塑聚苯板
氧化锆 、
氧化钛含量 %
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 总含量 ≥ 19.2 且 ZrO 2 含量 ≥ 13.7
配制胶粘剂
铺贴翻包网
安装托架并粘贴岩棉板 / 带
岩棉板 / 带外表面喷 / 刷界面剂
三 、 岩棉外保温系统工程应用案例 （ 一 ） 工 程 概 况
天津市长瀛商业广场项目坐落于天津市北辰区
津 京 路 与 龙 洲 道 交 口 。 建 筑 栋 数 1 栋 （ A 、 B 座）， 建设面积为 4.88 万平方米（地上 4.09 万平方米 、 地下 7919 平方米） 。 A 座建筑物总高度 96.3 米；地下 1 层， 地 上 20 层 ； 层 高 4.8 米 ； 剪 力 墙 结 构 ， 填 充 墙 为 混 凝土小型空心砌块 。 B 座 建 筑 物 总 高 度 68.3 米 ； 地 下 1 层 ， 地 上 20 层 ； 层 高 3.05 米 ； 剪 力 墙 结 构 ， 填 充墙为混凝土小型空心砌块 。
主墙体外保温采用 80 毫米岩棉带电焊网找平砂 浆外墙外保温系统，外饰面为涂料 。 外保温施工周
期为 2012 年 4 月 ～ 8 月 。
（ 二 ） 施 工 工 艺
岩棉带保温系统结构示意见表 11 。 （ 三 ） 施 工 工 序
岩棉带保温系统施工工序见图 1 。
铺设电焊网（不平处用塑料 U 型卡压平）
钻孔，锚栓锚固电焊网及岩棉板 / 带
配制找平砂浆
抹找平砂浆
配制抹面胶浆
抹底层抹面胶浆
压入玻纤网
抹面层抹面胶浆
保温层验收
饰面层（涂料或饰面砂浆）施工
图 1 岩棉带电焊网找平砂浆外墙外保温系统施工工序
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（ 经 、 纬 向 ） %
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［ 工程技术 ］
（ 四 ） 工 程 效 果
该工程采用了 80 毫米厚岩棉带电焊
网找平砂浆外墙 保 温 系 统 ， 施 工 材 料 各 项技术指标稳定 ， 防 火 性 能 优 越 ， 施 工 速度快，取得了很好的社会和经济效 益 。 而对于岩棉 外 墙 外 保 温 系 统 中 粘 贴 与锚固之间的关 系 ， 系 统 中 岩 棉 制 品 保 温层的{zd0} 、 最 小 使 用 厚 度 ， 一 部 分 试 验方法等还有待深入研究 。
四 、 结语
岩棉作为无机材料，满足 A 级防火
要求，与所附着 的 建 筑 物 相 容 性 好 ， 保 温性能较好，使 用 寿 命 长 ， 是 一 种 高 性 能的保温材料 。 在 建 筑 领 域 大 力 推 广 岩 棉的使用，将使其有更广阔的发展空 间 。 不过岩棉毕 竟 与 传 统 的 有 机 保 温 板 存在着许多不同 ， 完 全 照 搬 有 机 保 温 板 的应用方法是不可行的，应对岩棉本 身及系统配套材料的性能要求加以特 殊规定 。 笔者所述的岩棉外墙外保温 系 统 采 用 符 合 《 建 筑 外 墙 外 保 温 用 岩
棉 制 品 》 （ GB/T 25975-2010 ） 要 求 的 保
温材料以及按照 天 津 地 区 的 实 际 要 求 编 制的 《 天津市岩棉外墙外保温系统应用 技术规程 》 （ 报批稿） 的做法 。 经多次试 验检测和工程实 践 ， 证 明 岩 棉 外 墙 外 保 温系统是可行的 ， 具 有 良 好 的 安 全 性 和 耐久性 。
[ 中 图 分 类 号 ] TU551 [ 文 献 标 识 码 ] B
[ 文 章 编 号 ] 1005-278X （ 2013 ） 03-0068-07 [ 收 稿 日 期 ] 2013 年 2 月
[ 作 者 简 介 ] 支 家 强 ， 天 津 市 建 设 工 程 技 术 研 究 所 副 所 长 、 高 级 工 程 师 ； 张 方 ， 天 津 市 建 设 科 学 技 术 委员 会 建 筑节能 首席 专 家 ， 天津 市 建 材 业 协 会 高 级 顾 问 ， 高 级 建 筑 师 ； 金 海 ， 天 津 市 建 设 工 程 技 术 研 究 所 工 程 师 ； 陈 祥 雨 ， 天 津 市 建 材 业 协 会工程 师 。
编辑 ： 张 然
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