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防火岩棉保温板

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岩棉板



1)保温性能

目前,国内建筑保温领域对岩棉材料的应用,普遍存在一种误区:即认为密度大的岩棉制品,其机械强度必然更优;要想提升岩棉的机械强度就必须提升岩棉材料的密度。可这样一来,过高的密度势必造成导热系数的上升,从而削弱了岩棉板的保温隔热性能,也给施工安装带来不便。正确的做法是,在维持相对较低的平均密度基础上,尽可能地将导热系数降低,同时不牺牲材料的机械强度。


事实上,岩棉是纤维状多孔保温材料,其导热系数的变化与纤维的直径、方向排列以及产品的密度均有关。当纤维的直径和纤维的排列都不变时,岩棉制品太低或太高的密度,对其保温或绝热功能的贡献都是不明显的,其最佳的密度分布范围在 80~100 kg/m3。岩棉通过纤维的不规则排列和分布将空间分割成多个密闭小空间,小空间的体积越大则保温效果越好。定向岩棉板采用了更细、更长的纤维,岩棉尺寸一定时,可分割出更多的空间,从而具有更低的导热系数,可达到更好的保温效果。

 



2)高机械强度、低荷载

定向岩棉板借助合理的纤维排布方案,保证板的上层密度远大于其下层密度;通过增强定向岩棉板上表面的密度提高其表面强度。高强度和高密度的表层增强了岩棉的整体抗风荷载能力以及抗拉穿强度,不仅能够承受长期的均布荷载,还能够将点荷载转移成均布荷载,提高整个岩棉板在屋面系统中的抗压强度。同时,相较质地硬实的普通岩棉板,定向岩棉板的内侧相对柔软,因而更易与基层材料贴合紧密,避免可循环的空气层导致的热损失。


定向岩棉板的力学强度与纤维本身的性能也有密切关系。从纤维的化学成分看,其中的酸性氧化物有利于形成纤维骨架,提高单丝的弹性;其中的碱性氧化物虽然可以降低熔化温度和熔体黏度,但不利于制取长纤维,且在湿度大的高温环境中不稳定。因此,定向岩棉板选用碱性氧化物含量相对低的纤维丝,并通过岩棉生产时的打褶处理使纤维之间交错、并与水平方向呈一定的角度,这样使得纤维的受力由横向纤维变为竖向纤维,增加了岩棉板的综合机械强度。由 于岩棉纤维中碱性氧化物含量相对低,定向岩棉板还 具有更优的耐老化性能和抗水解能力。

 



3)抗拉强度

抗拉强度是保温材料选用时最易被忽略的一项性能。如果说抗压强度和点荷载的作用更多体现在屋面系统的施工过程中,那么屋面长期使用过程中的安全性则与岩棉的抗拉强度息息相关。按照 FM 认证标准,要求保温板需要抵抗至少60 psf(约3 kPa)的抗拉强度,并且保证保温板不被固定件拉穿。根据经验,国内一般城市要求的风荷载等级为75~90 psf(约 3.6~4.5 kPa),考虑到材料的运输、老化等因素,岩棉板至少需要具备7.5 kPa的抗拉强度;如果是风荷载要求更高的城市,则需要岩棉板具有更高的抗拉强度。定向岩棉板的整体抗拉强度可以达到 10 kPa,表层的抗拉强度更高达20 kPa以上,可满足国内任何区域的风荷载设计要求。




4)防水性能

定向岩棉板的防水性能主要通过自身的纤维排布构造和添加憎水剂来实现。岩棉板中采用的纤维为矿物纤维,其本身的吸水性要远小于其他有机纤维。再配合采用优质憎水剂对纤维进行表面 处理。憎水剂牢固附着在每根岩棉纤维表面形成稳定耐用的网状结构,水分在憎水剂作用下,形成稳定的滴液,无法进入纤维内部。


5)耐老化性能

定向岩棉板采用了碱性氧化物含量相对低的纤维,因而具有更优的耐老化性能和抗水解能力。欧洲标准CEN/TC88/WG18 N589 附录B中明确规定,矿物棉绝热材料在50 ℃、90%相对湿度环境条件下放置7d后,强度保留率不低于50%。定向岩棉板在 121 ℃高压蒸汽下放置15 min后,强度保持率可达70%以上。


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