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纠正对岩棉板、岩棉条密度要求的误区

2020-06-05 14:59:25 佛山市昊顺商贸有限公司 阅读

纠正对岩棉板、岩棉条密度要求的误区

兼谈岩棉密度对导热系数及机械性能的影响


  岩棉保温产品由于价格低廉、导热系数小、容重轻、无腐蚀性,并具有较好的化学稳定性和吸声性能而在保温材料市场中占据重要的地位。近年来随着摆锤法等先进生产工艺的应用,岩棉产品的应用范围得到了进一步的拓展。

  尤其是《建筑设计防火规范》GB50016-2014发布后,绝大多数的建筑外保温都必须使用燃烧性能等级为A级的材料,岩棉材料成为首选。

  但长期以来,大家对建筑用岩棉板、岩棉条密度的要求存在严重误区,甚至我们的一些国家标准、行业标准及规范,都对岩棉密度提出错误的要求。影响了岩棉板、岩棉条综合性能的更好发挥。


  比如我们的一些标准规定岩棉板的密度要≥140公斤/立方米,岩棉条的密度要≥100公斤/立方米。

而美国材料与试验协会的ASTM系列标准只规定了各种岩棉制品密度的最大值,也就是要≤某某公斤/立方米。


  岩棉密度不是越大越好,比如以下实验中密度为80公斤/立方米左右的岩棉,其导热系数最小。岩棉条也是这样。

 

  中国石油工程建设公司为研究岩棉密度对导热系数的影响,采用摆锤法分别生产了不同密度的岩棉块,在150℃的温度条件下进行测试,试验结果见图1(李总备注:我们建筑保温材料的导热系数是在23°C±2°C的环境条件下测试的,其数值要比图1小得多、完全能够控制在0.040以下)。

  岩棉的导热系数按照ASTMC335中的方法进行测试从图1中可以看出,岩棉的导热系数随着密度的增加先减小,而后在80kg/m3的条件下达到谷值后又逐渐增加。


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  保温材料的散热主要通过固体导热、气体导热和辐射以及对流传热。空气的导热系数通常小于0.03W/m·K),而岩棉的导热系数则通常大于0.04W/m·K)。因此仅考虑岩棉保温材料固体与气体比例,则保温材料密度越高其导热系数也越大。但气体的空间越大则岩棉材料内空间的热辐射和对流热损失就越多,导致密度小到一定程度后岩棉的导热系数也开始变大。综合各种因素的影响,岩棉保温材料的密度需要控制在一定范围内才能起到理想的保护效果。

 

  岩棉材料的密度除了对导热系数产生影响外,对抗压性能和线性收缩率等也有一定的影响。从表2的两种不同密度岩棉制品的各种性能参数的比较可以看出,75公斤/立方米岩棉的导热系数和线性收缩率比85公斤/立方米的岩棉略微偏高,抗压强度则显著降低。其中75公斤/立方米岩棉的抗压强度略低于美标中的相关要求。由此可见,岩棉制品的密度不但对导热系数影响较大,对保温层的机械性能影响也很显著。


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研究结论:

1)岩棉的密度对导热系数有显著影响,密度为80公斤/立方米左右的岩棉,其导热系数最小,在此基础上降低或增加密度都会使岩棉的导热系数增大。

2)在密度一定的条件下,岩棉的导热系数与使用温度近似呈线性关系,导热系数随温度的提高而增加。

3)岩棉密度对抗压强度和线性收缩率等机械性能有一定影响,当岩棉的密度从75公斤/立方米提高到85公斤/立方米,岩棉块的抗压强度明显提高,线性收缩率略微降低。

 

提示:

1岩棉密度不是越大越好,比如本实验中密度为80公斤/立方米左右的岩棉,其导热系数最小。岩棉条也是这样。

2、好在我们国家逐渐注意到了这些,近年新修订的规范标准里都删除了岩棉板、岩棉条密度的要求。

只保留抗拉拔强度、抗剪强度、压缩强度指标(甚至在《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料》J/GT483-2015中,把压缩强度要求都删除掉了)。

3、大家千万记住,岩棉密度不是越大越好,尤其是采用了一些新的科技工艺后,比如万华聚氨酯复合岩棉板,对传统的岩棉条采用聚氨酯进行复合处理。

在保证A级防火性能的前提下,使用很少量的聚氨酯,以微孔渗入式自粘结发泡技术为核心,通过连续化发泡技术将硬泡聚氨酯与岩棉混合为一体,克服了岩棉自身开孔吸水结构、同时大大提高了抗拉拔、及抗压缩强度、大大提高了防水性能。

用密度低于100公斤/立方米的岩棉条,复合处理后,抗拉拔强度就能达到150kpa、抗压缩强度就能达到80kpa完全满足国家标准要求的力学参数。

保障了产品整体防水保温、强度、耐冻融性等物理性能的持久性。

4、靠高新技术,以较小的密度,保证达到国家标准各项力学性能指标要求的前提下,同时能使导热系数变得更低、K值能够控制在0.040以下,使复合岩棉的各项优势大大增强。


在《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料》J/GT483-2015中,把压缩强度要求都删除掉了

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GBT25975-2018《建筑外墙外保温用岩棉制品》也不再要求密度指标

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JGJ/T480-2019岩棉薄抹灰外墙保温工程技术标准》也不再要求密度指标

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